CN1850595A - 石墨舟及用该舟将wo3+c+h2直接碳化生产碳化钨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨舟及用该舟将WO₃+C+H₂直接碳化生产碳化钨的方法，所述石墨舟由上下仓组合而成。用上述石墨舟生产碳化钨的方法是在上下仓中同时放入WO₃和C粉的混合料，在通氢气的碳化炉内直接生产WC。本发明可以将WO₃+C+H₂直接碳化生产碳化钨用于实际生产中，能得到粒度均匀、碳量稳定、达到质量标准要求的WC产品；能缩短WO₃与C、H₂的整个反映时间，加快反应速度，在相同的工作时间内增加碳化炉的推舟次数，提高WC的产量；能提高H₂ (氢气)有效利用率，从而减少H₂气用量，节约生产成本；能使碳化炉不受到腐蚀，从而提高碳化炉的使用寿命。

Description

石墨舟及用该舟将WO3+C+H2直接碳化生产碳化钨的方法

技术领域

本发明涉及一种石墨舟及用该舟将WO₃+C+H₂直接碳化生产碳化钨的方法。

背景技术

目前生产碳化钨用的石墨舟呈敞开的半圆柱状，而生产工艺是先将WO₃在还原炉内通过H₂气还原成W粉，然后将W粉加C粉混合后在碳化炉内碳化成WC。由于传统的工艺复杂、流程长，因此生产效率低。长期以来人们一直在努力试图改变这种落后的生产状态，1998年由陈楚轩编著的《硬质合金生产过程中的质量控制》的一书中第26-第28页介绍了一种在现有石墨舟中用WO₃+C+H₂直接碳化生成WC的方法，该方法研究表明直接碳化能得到细而均匀的WC，但由于采用传统的石墨舟它存在的问题是C量难以控制，WC粒度及其分布难以控制，反应产生的H₂O与加热的反应，使炉子寿命缩短，因此这种方法到目前没有被实际生产所采用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨舟及用该舟将WO₃+C+H₂直接碳化生产碳化钨的方法，以解决目前工艺复杂，流程长，生产效率低的问题。

本发明石墨舟由上料仓和下料仓叠置并封盖而成。

用上述石墨舟生产碳化钨的方法是：在上料仓和下料仓中同时放入WO₃和C粉的混合料，在通氢的碳化炉内直接生产WC。

由于本发明石墨舟由上下两层叠加并封盖而成，使得每层装料厚度减少一倍，WO₃+C混合料表面与H₂气接触面积增大一倍，一方面由于“水气反应”所产生的CO、H₂的参与大大地加快了底层WO₃转变为WC的反应速度，反应式如下：

从而使底层WO₃更快更完全地转变成WC，这就有利于WC粒度均匀性的控制，有利于C量控制，有利于WC产品质量的稳定，从而将得到粒度均匀，碳量稳定，达到质量标准要求的WC产品。另一方面H₂气流与WO₃+C混合料的接触面积增大一倍，装料厚度减少一倍，使WO₃与C、H₂的整个反映时间缩短，提高了H₂(氢气)有效利用率，从而减少了H₂气用量，节约了生产成本。更重要的是本本发明石墨舟是封闭的，可以避免反应中生成的H₂O气(水蒸气)与碳化炉(石墨碳管)的接触，使碳化炉不受到腐蚀，从而提高碳化炉的使用寿命。上述这些因素使本发明石墨舟能将WO₃+C+H₂直接碳化生产碳化钨用于实际生产中，并且由于反应速度的加快使相同的工作时间内碳化炉的推舟次数增加，从而进一步提高WC的产量。

附图说明

图1是本发明石墨舟结构示意图。

具体实施方式

图1反映了本发明石墨舟的结构。从图中可以看出，本发明石墨舟有上料仓1、下料仓2以及用于封盖上料仓的上盖3，上料仓1座落在下料仓2上起封盖下料仓2的作用，上封盖用于盖上料仓，作为一个具体实施方例上下料仓及封盖形成一个圆柱体放入碳化炉中，如果采用目前常用的内径为128mm的碳化炉，那么本发明的外径为120mm，内径为94mm，外长为360mm，内长为330mm，上料仓高22mm，下料仓高28mm，上料仓装料高度20mm，下料仓装料高度为24mm，物料6的上方为通气道4。

用本发明石墨舟生产碳化钨的方法是先将WO₃粉和C粉混合均匀，放入上下料仓(1、2)中再将上下料仓叠放并盖好上盖3后，整体推入已通有H₂的碳化炉5中加热，C粉和WO₃粉的配比关系按照 $\mathrm{Qc}=0.0526Q_{W{O}_3},$ 其中Qc为碳的重量(公斤)，Q_WO3为WO₃的重量(公斤)。装料时应注意装料厚度略低于上料仓口和下料仓口高度2-3mm为宜，以避免表层WO₃和C粉特别是C粉因比重较轻，而易被H₂气流所带走，影响C量变化。

本发明的配碳关系式是用传统配碳公式置换而来的，传统的配碳公式为：

$\frac{\mathrm{QC}}{\mathrm{QW}}=\frac{C}{W}+0.75\×O_2$

式中QC为炭黑配量；QW为W的重量；C为WC中的含C量为 $\frac{12}{183.8+12}=0.0613;$ O₂为钨粉中的含氧量；W是碳化钨含钨量为 $1-\frac{12}{183.8+12}=0.9387$

本发明公式为：

$\frac{\mathrm{QC}}{\mathrm{QW}{O}_3}=\frac{C}{1.1838}+0.75\×\frac{O_3}{W{O}_3}\×\frac{1}{2}$

 式中Qc为炭黑配量(公斤)；QWO₃是WO₃重量(公斤)；C也为0.0613；1.1838是W为0.9387时所需的WO₃量；0.75仍为碳氧比； 是WO₃中只有

的氧参与碳的结合反应； $\frac{O_3}{W{O}_3}=\frac{16\×3}{183.8+16\×3}$ 数值为0.2071(相当于钨粉中含氧量)。

将这些数值代入本发明公式得如下配碳关系式：

QC＝0.0526×QWO₃。

Claims (4)

1、一种石墨舟，其特征在于由上料仓(1)和下料仓(2)叠置并封盖而成。

2、根据权利要求1所述的石墨舟，其特征在于上料仓(1)和下料仓(2)连同上盖(3)合成一个圆柱状。

3、用权利要求1所述的石墨舟生产碳化钨的方法，其特征在于在上料仓和下料仓中同时放入WO₃和C粉的混合料，在通氢的碳化炉内直接生产WC。

4、根据权利要求2所述的石墨舟，其特征在于C与WO₃的重量配比关系为C＝0.0526WO₃。

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