一種利用回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法
【專利摘要】發(fā)明涉及一種利用回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法，該方法將原料碳和硅粉碎混勻連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐中，利用轉(zhuǎn)爐特點(diǎn)達(dá)到快速傳熱傳質(zhì)，從而使反應(yīng)快速、徹底。通過外加熱方式，避免雜質(zhì)污染，減少副反應(yīng)，提高產(chǎn)品純度。本發(fā)明所述方法生產(chǎn)碳化硅可連續(xù)作業(yè)，周期短，能耗低、工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定純度高。
【專利說明】一種利用回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]碳化硅物理化學(xué)性能優(yōu)異，在煉鋼脫氧、電子光學(xué)元器件、耐火材料、精密器件加工、陶瓷材料以及航空航天涂層材料領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，市場需求旺盛。
[0003]目前工業(yè)碳化硅制備方法主要為傳統(tǒng)的靜態(tài)式冶煉法，即艾奇遜爐冶煉法。以碳質(zhì)材料為爐芯體的電阻爐，通電加熱二氧化硅和碳的混合物生成碳化硅。艾奇遜爐生產(chǎn)碳化硅方法簡單，容易實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)可靠、故障少。但該方法存在如下不足:制品的加熱是先從表面開始再逐漸向內(nèi)部滲入的，這種外加熱的方式造成溫度分布不均和產(chǎn)生熱應(yīng)力，產(chǎn)品質(zhì)量因?yàn)闇囟炔痪^差；艾奇遜爐為間斷周期性操作，生產(chǎn)周期長，所以單產(chǎn)能力低；生產(chǎn)中要使用大量的電阻料和絕熱保溫料，又是間斷作業(yè)，所以裝出爐的工作量很大，并有大量粉塵，運(yùn)行期間還有大量的有害氣體逸出，如CO，0)2等，作業(yè)的環(huán)境較差。專利(01132774.X)采用多爐芯爐改善傳統(tǒng)艾奇遜單爐芯生產(chǎn)法，減少了由于溫度分布不均導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題，但其他問題沒有得到突破。
[0004]本發(fā)明采用回轉(zhuǎn)式電阻爐法制備碳化硅。由傳統(tǒng)間歇靜態(tài)生產(chǎn)改為連續(xù)作業(yè)動態(tài)生產(chǎn)碳化硅。利用轉(zhuǎn)爐特征可使熱量均勻、及時(shí)擴(kuò)散，同時(shí)不斷混勻反應(yīng)原料。避免靜態(tài)冶煉爐生產(chǎn)碳化硅生產(chǎn)周期長、傳熱傳質(zhì)不均導(dǎo)致的質(zhì)量問題。其次封閉式連續(xù)進(jìn)料、出料，方便了粉塵、有害氣體的回收，可減輕對環(huán)境的污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種利用回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法，該方法將碳和硅按照比例粉碎混勻連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐中，利用轉(zhuǎn)爐特點(diǎn)達(dá)到快速傳熱傳質(zhì)，從而使反應(yīng)快速、徹底。通過外加熱方式，避免雜質(zhì)污染，減少副反應(yīng)，提高產(chǎn)品純度。本發(fā)明所述方法生產(chǎn)碳化硅可連續(xù)作業(yè)，周期短，能耗低、工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定純度高。
[0006]本發(fā)明所述的一種利用回轉(zhuǎn)式電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法，按下列步驟進(jìn)行:
a、將含碳原料為碳粉、石油焦或煤和含硅原料為二氧化硅、硅質(zhì)煤矸石或河砂分別粉碎后按質(zhì)量比為1:1-2混合均勻，得到混合物；
b、將步驟a中得到的混合物進(jìn)入高溫爐中，采用電阻外加熱，反應(yīng)溫度控制在1200-1600°C，反應(yīng)時(shí)間2-5h即得到碳化硅。
[0007]步驟b中采用的高溫爐為回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐。
[0008]本發(fā)明所述的利用回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法，其特點(diǎn)為:
可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定純度高，產(chǎn)率相對較高，可降低粉塵、有害氣體產(chǎn)生對環(huán)境的污染。

【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
將粉碎處理后的碳粉和二氧化硅按照1:1均勻混合，得到混合物；
將得到的混合物連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐中，加熱升溫，控制反應(yīng)溫度為1200°c，反應(yīng)時(shí)間5h，即可得到碳化硅產(chǎn)品。
[0010]實(shí)施例2
將粉碎處理后的石油焦和硅質(zhì)煤矸石按照1:1.5均勻混合，得到混合物；
將得到的混合物連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐中，加熱升溫，控制反應(yīng)溫度為1400°C，反應(yīng)時(shí)間3h，即可得到碳化硅產(chǎn)品。
[0011]實(shí)施例3
將粉碎處理后的無煙煤和河砂按照1:2均勻混合，得到混合物；
將得到的混合物連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐中，加熱升溫，控制反應(yīng)溫度為1600°C，反應(yīng)時(shí)間3h，即可得到碳化硅產(chǎn)品。
[0012]實(shí)施例4
將粉碎處理后的碳粉和二氧化硅按照1:1均勻混合，得到混合物；
將得到的混合物連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐中，加熱升溫，控制反應(yīng)溫度為1600°c，反應(yīng)時(shí)間4h，即可得到碳化硅產(chǎn)品。
[0013]實(shí)施例5
將粉碎處理后的碳粉和二氧化硅按照1:1.6均勻混合，得到混合物；
將得到的混合物連續(xù)進(jìn)入回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐中，加熱升溫，控制反應(yīng)溫度為1500°C，該條件下反應(yīng)3h，即可得到碳化硅產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種利用回轉(zhuǎn)式電阻爐生產(chǎn)碳化硅的方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行: a、將含碳原料為碳粉、石油焦或煤和含硅原料為二氧化硅、硅質(zhì)煤矸石或河砂分別粉碎后按質(zhì)量比為1:1-2混合均勻，得到混合物； b、將步驟a中得到的混合物進(jìn)入高溫爐中，采用電阻外加熱，反應(yīng)溫度控制在1200-1600°C，反應(yīng)時(shí)間2-5h，即得到碳化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟b中采用的高溫爐為回轉(zhuǎn)式外加熱電阻爐。
【文檔編號】C01B31/36GK104477919SQ201410785927
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】王曉軍, 黎艷, 李玉梅, 吳進(jìn)喜 申請人:新疆工程學(xué)院