CN1287097A - 一种碳化硅的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳化硅的生产方法,属冶金化工领域,特别涉及保温层进行改进的碳化硅生产方法,针对现有技术中保温层透气性能差,原料损耗高,产品质量差等缺点,本发明使用双层保温料,不仅降低原料损耗及能耗,增加了保温层的透气性,同时还提高了产品质量。
Description
本发明涉及一种碳化硅的生产方法，特别是对保温层进行改进的碳化硅生产方法。
现有的碳化硅生产中主要还采用艾奇逊法，即电阻炉生产碳化硅的方法，其保温区和反应区物料组成基本一样，此法保温性差，透气性不好，能耗高，产品质量低。另外，在生产中为了使碳化硅冶炼炉透气性好一些只能将保温料尽可能的薄一些，这样一来炉墙的钢铁框架就会在高温下变形或被烧坏。中国专利CN1157808A公开的《用电阻炉生产碳化硅的方法》，将保温区的保温料仅采用纯硅砂一种组份，虽比原掺有黑色碳质材料的保温料透气性好，导热系数小，热反射率大，保温效果好，但硅砂的粒度只能在6mm以下的不同粒度的粒度群，否则当其作为反应料使用时，无法与碳粉混合均匀，从而增加了产品中游离碳的含量，影响产品质量；再者当纯硅砂作为保温料冶炼后，反应料反应后推出的杂质就会混入到其中，当将混有杂质的硅砂保温料作为反应料再次使用时，会造成二次污染，导致产品质量下降，能耗增高。再者保温料仅采用纯硅砂一种组份，会在冶炼后期，反应层接近保温料时，纯硅砂就会熔化，在停炉冷却后凝结成大块，造成材料浪费。
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种即能增强保温材料的透气性，提高产品质量，还可集中排除杂质，使部分无污染保温料循环使用的一种碳化硅的生产方法。
本发明是通过以下技术手段来实现的：
一种碳化硅的生产方法，其冶炼工艺、参数及装置与电阻炉生产碳化硅的工艺方法基本一致，其特征在于保温区分为由硅砂、碳粉混合料组成的内层和由颗粒硅砂组成的外层，所述的外层颗粒硅砂可循环使用。
所述的保温区中内层占保温区的1/7-1/2。
所述的保温区中由颗粒硅砂组成的外层粒度在10-90mm之间。
所述的保温区中由颗粒硅砂组成的外层粒度在20-70mm之间。
所述的颗粒硅砂粒度的组成可以是同一粒度，也可以是不同粒度的混合。
所述的可循环使用的颗粒硅砂每次用后要过筛，筛网的孔径为8-38mm。
所述的可循环使用的颗粒硅砂每次用后要过筛，筛网的孔径为15-25mm。
一种碳化硅生产方法的装置，包括炉墙和装料隔板箱，其特征在于所述的装料隔板箱上有一隔板。隔板的上部分连有一活动隔板。
本发明具有以下优点：
1．采用大颗粒的硅砂作为保温料，使保温层透气性更好，降低了炉内的气压，因此降低了冶炼电耗。
2．由于保温料区采用了内、外二层不同的保温料，在冶炼中，反应区中的杂质被集中到内层保温料上，当冶炼结束后，随即被清理掉，避免外层保温料在循环使用中出现杂质的累加，防止反应料的二次污染，提高产品了质量。
3．由于保温层透气性的增强，保温料在循环使用时，无须在进行搅拌，减少了搅拌设备的磨损，减少了劳动强度和工时，降低了产品成本。
4．由于外层保温料的循环使用，减少原料损耗，降低了产品成本。
5．由于内层保温料的作用，可防止外层颗粒硅砂接近高温区，而被熔化，在停炉冷却后凝结成大块，造成材料损耗。
6．由于保温层透气性的增强，在生产中保温层可以适当的加厚，使炉墙远离高温区，避免炉墙因高温变形或烧坏。
结合附图，通过实施例对本发明进行更为详细的描述。
图1为本发明生产碳化硅时电阻炉内部结构示意图。
图2为本发明料隔板箱的结构示意图。
实施例1：在电阻炉的炉心区1放入石墨，炉心区1周围的反应区2由硅砂、碳粉及少量木屑组成，由装料隔板箱7控制物料的装入。保温区的保温料分为内层3及外层4，通过装料隔板箱7上的隔板5来控制装入内层3的保温料，隔板5上的活动隔板8可向外翻转便于装料，内层3保温料由上一炉次未反应完全的反应料经筛选后组成，厚度为6cm，外层4由颗粒硅砂组成，其粒度为25mm，厚度为35cm。分层装入保温区，用炉墙6将其围住，通电加热至反应基本完成，停炉，待反应停止冷却后卸掉炉墙6，对保温区浇水降温，完成出炉作业。把保温区的内层保温料即黄皮清除掉，乏料过筛，筛网孔径为15mm，筛下物作为下一炉次保温区内层保温料，筛上物作为下一炉次保温区外层保温料循环使用。
实施例2：在电阻炉的炉心区1放入石墨，炉心区1周围的反应区2由硅砂、碳粉及少量木屑组成，由装料隔板箱7控制物料的装入。保温区的保温料分为内层3及外层4，通过装料隔板箱7上的隔板5来控制装入内层3的保温料，隔板5上的活动隔板8可向外翻转便于装料，内层3保温料由上一炉次未反应完全的反应料经筛选后组成，厚度为10cm，外层4由颗粒硅砂组成，其粒度为30-45mm，厚度为40cm。分层装入保温区，用炉墙6将其围住，通电加热至反应基本完成，停炉，待反应停止冷却后卸掉炉墙6，对保温区浇水降温，完成出炉作业。把保温区的内层保温料即黄皮清除掉，乏料过筛，筛网孔径为25mm，筛下物作为下一炉次保温区内层保温料，筛上物作为下一炉次保温区外层保温料循环使用。
实施例3：在电阻炉的炉心区1放入石墨，炉心区1周围的反应区2由硅砂、碳粉组成，由装料隔板箱7控制物料的装入。保温区的保温料分为内层3及外层4，通过装料隔板箱7上的隔板5来控制装入内层3的保温料，隔板5上的活动隔板8可向外翻转便于装料，内层3保温料由上一炉次未反应完全的反应料经筛选后组成，厚度为20cm，外层4是由10-20mm粒度的颗粒硅砂混合料组成，厚度为20cm。分层装入保温区，用炉墙6将其围住，通电加热至反应基本完成，停炉，待反应停止冷却后卸掉炉墙6，对保温区浇水降温，完成出炉作业。把保温区的内层保温料即黄皮清除掉，乏料过筛，筛网孔径为8mm，筛下物作为下一炉次保温区内层保温料，筛上物作为下一炉次保温区外层保温料循环使用。
实施例4：在电阻炉的炉心区1放入石墨，炉心区1周围的反应区2由硅砂、碳粉组成，由装料隔板箱7控制物料的装入。保温区的保温料分为内层3及外层4，通过装料隔板箱7上的隔板5来控制装入内层3的保温料，隔板5上的活动隔板8可向外翻转便于装料，内层3保温料由上一炉次未反应完全的反应料经筛选后组成，厚度为15cm，外层4是由50-70mm粒度的颗粒硅砂混合料组成，厚度为40cm。分层装入保温区，用炉墙6将其围住，通电加热至反应基本完成，停炉，待反应停止冷却后卸掉炉墙6，对保温区浇水降温，完成出炉作业。把保温区的内层保温料即黄皮清除掉，乏料过筛，筛网孔径为38mm，筛下物作为下一炉次保温区内层保温料，筛上物作为下一炉次保温区外层保温料循环使用。
Claims (8)
1．一种碳化硅的生产方法，其冶炼工艺、参数及装置与电阻炉生产碳化硅的工艺方法基本一致，其特征在于保温区分为由硅砂、碳粉混合料组成的内层(3)和由颗粒硅砂组成的外层(4)，所述的外层(4)颗粒硅砂可循环使用。
2．根据权利要求1所述的一种碳化硅的生产方法，其特征在于所述的保温区中内层(3)占保温区的1/7-1/2。
3．根据权利要求1所述的一种碳化硅的生产方法，其特征在于所述的保温区中由颗粒硅砂组成的外层(4)粒度在10-90mm之间。
4．根据权利要求3所述的一种碳化硅的生产方法，其特征在于所述的保温区中由颗粒硅砂组成的外层(4)粒度在20-70mm之间。
5．根据权利要求1或3所述的一种碳化硅的生产方法，其特征在于所述的颗粒硅砂粒度的组成可以是同一粒度，也可以是不同粒度的混合。
6．根据权利要求1或3所述的一种碳化硅的生产方法，其特征在于所述的可循环使用的颗粒硅砂每次用后要过筛，筛网的孔径为8-38mm。
7．根据权利要求6所述的一种碳化硅的生产方法，其特征在于所述的可循环使用的颗粒硅砂每次用后要过筛，筛网的孔径为15-25mm。
8．一种碳化硅生产方法的装置，包括炉墙(6)和装料隔板箱(7)，其特征在于所述的装料隔板箱(7)上有一隔板(5)，隔板(5)上部分连有一活动隔板(8)。
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|---|---|---|---|---|
| CN103757703B (zh) * | 2014-01-24 | 2016-08-24 | 汪长安 | 一种高纯度大尺寸碳化硅单晶及其制备工艺 |
| CN109280977A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-29 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 碳化硅长晶剩料的综合利用方法 |
| WO2020087719A1 (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 碳化硅长晶剩料制备的高纯碳材料及其制备方法和应用 |
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