RU2673821C1 - Шихта для получения карбида кремния - Google Patents

Шихта для получения карбида кремния Download PDF

Info

Publication number
RU2673821C1
RU2673821C1 RU2018131211A RU2018131211A RU2673821C1 RU 2673821 C1 RU2673821 C1 RU 2673821C1 RU 2018131211 A RU2018131211 A RU 2018131211A RU 2018131211 A RU2018131211 A RU 2018131211A RU 2673821 C1 RU2673821 C1 RU 2673821C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon carbide
petroleum coke
charge
production
charcoal
Prior art date
Application number
RU2018131211A
Other languages
English (en)
Inventor
Константин Сергеевич Ёлкин
Original Assignee
Константин Сергеевич Ёлкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Сергеевич Ёлкин filed Critical Константин Сергеевич Ёлкин
Priority to RU2018131211A priority Critical patent/RU2673821C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2673821C1 publication Critical patent/RU2673821C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90Carbides
    • C01B32/914Carbides of single elements
    • C01B32/956Silicon carbide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к неорганической химии и касается получения карбида кремния. Предложена шихта для получения карбида кремния, включающая кроме кварцевого песка и нефтяного кокса дополнительные углеродистые восстановители: древесный и малозольный каменный уголь фракцией 0-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %: кварцевый песок 51,3-56,7; нефтяной кокс 3,5-22,3; древесный уголь 7,9-24,2; малозольный каменный уголь 12,6-26,7. Технический результат – использование шихты предложенного состава позволяет снизить расход технологической электроэнергии на производство карбида кремния. 8 пр.

Description

Область техники
Изобретение относится к неорганической химии и касается получения карбида кремния, который может быть использован для получения керамики, абразивного инструмента, высокотемпературных нагревательных элементов, в качестве восстановителей при производстве черных и цветных металлов и раскислителя стали.
Уровень техники
Карбид кремния получают карботермическим восстановлением диоксида кремния в электрических печах сопротивления.
Известен способ получения концентрированного карборунда как побочного продукта процесса графитации угольных заготовок (патент РФ №2108969, С01В 31/04, опубл. 10.04.98), включающий загрузку в электропечь угольных изделий и теплоизоляционной кремнийсодержащей шихты и термообработку при температуре выше 2000°C, в качестве теплоизоляционной кремнийсодержащей шихты используют смесь кокса или антрацита, высококремнеземистого кварцевого песка, древесных опилок и хлористого натрия, причем песок и хлористый натрий берут в количестве, не приводящем к ухудшению теплоизоляционных свойств шихты, а отработанную шихту по окончании процесса подвергают гравитационному разделению. Недостатком данного способа является то, что карбид кремния образуется с совершенной структурой, которая обладает низкой скоростью взаимодействия с оксидами металлов при применении карбида кремния в восстановительных процессах.
Известен способ получения карбида кремния (патент РФ №2627428, С01В 31/04, опубл. 08.08.2017), включающий в себя дозирование кремнеземсодержащих материалов и углеродистых восстановителей, загрузку их в электрическую печь сопротивления и ведение восстановительной плавки, при этом вокруг керна загружают слой шихты, содержащей кварцит фракцией 6-10 мм, затем следующим слоем загружают шихту, содержащую кварцевый песок и/или кварцит фракцией 0,3-6,0 мм, после чего в верхнюю часть печи и на периферию загружают слой шихты, содержащий кварцевый песок фракцией менее 0,3 мм и мелкодисперсный кремнезем фракцией менее 0,22 мм, при следующем соотношении компонентов кремнеземсодержащего сырья, мас. %: кварцит фракцией 6,0-10 мм; 20-30 кварцевый песок (кварцит) фракцией 0,3-6,0 мм; 50-70 кварцевый песок фракцией менее 0,3 мм 5-8; мелкодисперсный кремнезем фракцией менее 0,22 мм 5-15. Недостатком данного технического решения является низкая реакционная способность полученного карбида кремния.
Известна шихта для получения карбида кремния (патент РФ №2627428 С01В 31/04, опубл. 08.08.2017) карботермическим восстановлением кремнеземсодержащего материала, включающая кремнеземсодержащий материал, нефтяной кокс, поваренную соль и древесные опилки, а в качестве кремнеземсодержащего материала кремнисто-углеродистый сланец. Недостатком данного способа является применение в качестве компонента шихты кремнезем-углеродистого сланца, что приводит к увеличению примесей в конечной продукции.
Известна шихта для получения карбида кремния, где в качестве кремнеземсодержащего материала используется кварцевый песок, в качестве углеродистых восстановителей нефтяной кокс и антрацит (Парада А.Н., Гасик М.И. Электротермия нерудных материалов. М, Металлургия, 1990, 260 с.).
По технической сущности, по наличию общих признаков, данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
Недостатком, данного способа является низкая реакционная способность применяемых углеродистых восстановителей и высокий расход технологической электроэнергии.
В основу изобретения положена задача по вовлечению в производство карбида кремния техногенных отходов, направленная на повышение технологических свойств карбида кремния, снижение расхода нефтяного кокса.
При этом техническим результатом является снижение расхода технологической электроэнергии на производство карбида кремния.
Раскрытие изобретения
Поставленная цель достигается тем, что в качестве восстановителей для получения карбида кремния совместно с нефтяным коксом применяются мелкодисперсные восстановители, фракцией 0-5 мм, применяемые в восстановительных процессах технического кремния: древесного и малозольного каменного углей, являющиеся отходами при подготовке восстановителей для производства кремния. Данные углеродистые материалы обладают большей реакционной способностью, чем нефтяной кокс (Мизин В.Г., Серов Г.В. Углеродистые восстановители для ферросплавов. - М, Металлургия; 1976, - 272 с.), что увеличивает скорость взаимодействия кремнезема и углерода, повышает технико-экономические показатели получения карбида кремния и снижает расход электроэнергии на получение карбида кремния. Одновременно снижается расход нефтяного кокса на получение карбида кремния.
Осуществление изобретения
В лабораторной печи сопротивления проводили плавки получения карбида кремния с использованием отсевов древесного и каменного углей вместо нефтяного кокса. Во время проведения испытаний расчет замены нефтяного кокса проводился пропорционально углероду, вносимому каждым восстановителем (содержание углерода в нефтяном коксе 91%, в древесном угле 82,7%, в малозольном каменном угле 53,1%).
Пример 1. В печь сопротивления загружалась шихта, содержащая кварцевый песок и нефтяной кокс. Соотношение компонентов шихты для получения карбида кремния (типовая шихта) составило, мас. %:
кварцевый песок 60,4
нефтяной кокс 39,6
Удельный расход электроэнергии составил 9,10 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 2. В последующем испытании в составе шихты часть нефтяного кокса, 20%, «была заменена на древесный уголь 10%, каменный уголь, 10%. Соотношение компонентов шихты составило:
Figure 00000001
Удельный расход электроэнергии составил 8,95 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 3. В составе шихты часть нефтяного кокса, 40%, была заменена на древесный уголь 20%, каменный уголь, 20%. Соотношение компонентов шихты составило:
Figure 00000002
Удельный расход электроэнергии составил 8,65 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 4. В следующем испытании в составе шихты нефтяной кокс, 50%, была заменена на древесный уголь 20%, каменный уголь, 30%. При данном соотношение углеродистых восстановителей состав шихты составил:
Figure 00000003
Удельный расход электроэнергии составил 8,55 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 5. В дальнейшем, в составе шихты было заменено 60% нефтяного кокса, на 40% древесного угля и 20% каменного угля. Соотношение компонентов в шихте составило:
Figure 00000004
Удельный расход электроэнергии составил 8,40 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 6. В «составе шихты 80% нефтяного кокса было заменено на древесный уголь 20%, каменный уголь, 60%. Соотношение составило:
Figure 00000005
Удельный расход электроэнергии составил 8,45 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 7. В следующем, в составе шихты доля нефтяного кокса составила 20%, древесного угля 60%, каменного угля 20%. Соотношение составило:
Figure 00000006
Figure 00000007
Удельный расход электроэнергии составил 8,25 мВт-ч/т карбида кремния.
Пример 8. В состав шихты 90% нефтяного кокса была заменена на древесный уголь 45% и каменный уголь 45%. Соотношение составило:
Figure 00000008
Удельный расход электроэнергии составил 8,30 мВт-ч/т карбида кремния.
С увеличением количества мелкодисперсных восстановителей, древесного и каменного углей в шихте, снижается количество нефтяного кокса и снижается расход электроэнергии на производство карбида кремния. Оптимальным составом шихты (примеры 3-8), при котором значительно снижается расход электроэнергии, считается состав, мас. %:
кварцевый песок 52,7-56,7
нефтяной кокс 3,5-22,3
древесный уголь 7,9-24,2
малозольный каменный уголь 12,6-26,7
Шихта для производства карбида кремния с использованием в шихте в качестве восстановителя мелкодисперсных восстановителей древесного и малозольного каменного углей, является новизной технического решения и отвечает критерию существенное отличие.
Источники информации
1. Патент РФ №2108969, С01В 31/04, опубл. 10.04.98.
2. Патент РФ №2627428, С01В 31/04, опубл. 08.08.2017.
3. Патент РФ №2627428 С01В 31/04, опубл. 08.08.2017.
4. Парада А.Н., Гасик М.И. Электротермия нерудных материалов. М., Металлургия, 1990, 260 с.
5. Мизин В.Г., Серов Г.В. Углеродистые восстановители для ферросплавов. - М., Металлургия, 1976, - 272 с.

Claims (2)

  1. Шихта для получения карбида кремния, включающая кварцевый песок и нефтяной кокс, отличающаяся тем, что в качестве углеродистых восстановителей дополнительно содержит древесный и каменный уголь фракцией 0-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
  2. кварцевый песок 51,3-55,2 нефтяной кокс 3,5-22,3 древесный уголь 7,9-24,2 малозольный каменный уголь 12,6-26,7
RU2018131211A 2018-08-29 2018-08-29 Шихта для получения карбида кремния RU2673821C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131211A RU2673821C1 (ru) 2018-08-29 2018-08-29 Шихта для получения карбида кремния

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131211A RU2673821C1 (ru) 2018-08-29 2018-08-29 Шихта для получения карбида кремния

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2673821C1 true RU2673821C1 (ru) 2018-11-30

Family

ID=64603687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131211A RU2673821C1 (ru) 2018-08-29 2018-08-29 Шихта для получения карбида кремния

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2673821C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689586C1 (ru) * 2018-12-27 2019-05-28 Константин Сергеевич Ёлкин Способ получения карбида кремния
RU2715828C1 (ru) * 2019-06-24 2020-03-03 Константин Сергеевич Ёлкин Шихта для получения карбида кремния для металлургического производства
RU2771203C1 (ru) * 2021-05-20 2022-04-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ приготовления шихты для производства карбида кремния
RU2810161C1 (ru) * 2023-02-03 2023-12-22 Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод" Способ получения карбида кремния

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702900A (en) * 1985-04-08 1987-10-27 Bridgestone Corporation Method of producing silicon carbide
SU1351877A1 (ru) * 1986-04-28 1987-11-15 Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова Шихта дл получени @ -Карбида кремни
RU2544694C1 (ru) * 2013-12-18 2015-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединённая компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Шихта для производства кремния
RU2627428C1 (ru) * 2016-10-31 2017-08-08 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ получения карбида кремния

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702900A (en) * 1985-04-08 1987-10-27 Bridgestone Corporation Method of producing silicon carbide
SU1351877A1 (ru) * 1986-04-28 1987-11-15 Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова Шихта дл получени @ -Карбида кремни
RU2544694C1 (ru) * 2013-12-18 2015-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединённая компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Шихта для производства кремния
RU2627428C1 (ru) * 2016-10-31 2017-08-08 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ получения карбида кремния

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689586C1 (ru) * 2018-12-27 2019-05-28 Константин Сергеевич Ёлкин Способ получения карбида кремния
RU2715828C1 (ru) * 2019-06-24 2020-03-03 Константин Сергеевич Ёлкин Шихта для получения карбида кремния для металлургического производства
RU2771203C1 (ru) * 2021-05-20 2022-04-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ приготовления шихты для производства карбида кремния
RU2810161C1 (ru) * 2023-02-03 2023-12-22 Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод" Способ получения карбида кремния

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2673821C1 (ru) Шихта для получения карбида кремния
CN106517202A (zh) 一种碳化钛渣的制备方法
Ksiazek et al. Five furnaces five different stories
RU2627428C1 (ru) Способ получения карбида кремния
SE461647B (sv) Foerfarande foer framstaellning av kisel
US3836356A (en) Methods of treating silicious materials to form silicon carbide
Baysanov et al. Smelting options for carbon ferrochrome based on ore raw materials, middlings and their technological evaluation
RU2570153C1 (ru) Способ выплавки технического кремния
CN104907570A (zh) 一种粉末冶金用还原铁粉的制备方法
RU2544694C1 (ru) Шихта для производства кремния
Strakhov et al. Value of Poorly Caking Coal as a Reducing Agent in Ferrosilicon Production
Abdurakhmanov et al. Modernization of the technology for obtaining technical silicon for solar energy
CN103451457A (zh) 一种制备优质镍铁的方法
KR102122009B1 (ko) 제강용 가탄제 및 제강방법
RU2765221C1 (ru) Способ выплавки технического кремния или высокопроцентных марок ферросилиция
RU2721249C1 (ru) Состав шихты для выплавки безуглеродистого железа
Yolkin et al. Silicon Metallurgy and Ecology Problems
RU2747988C1 (ru) Способ получения карбида кремния
NO122660B (ru)
Vorob’ev Carborundum-bearing carbon reducing agents in silicon and silicon-ferroalloy production
RU2698161C1 (ru) Шихта для получения ферросилиция
RU2649423C1 (ru) Способ выплавки технического кремния
CN103146871B (zh) 一种石墨化碳素提温剂及其制备方法
RU2082670C1 (ru) Способ получения кремния
Elkin et al. Industrial experience with petroleum coke in ferrosilicon production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200830