黑色碳化硅冶炼方法

摘要

一种黑色碳化硅冶炼方法包括以下步骤：利用兰炭、石英砂配置反应料，兰炭与石英的配料计算公式：W2=[W1×X(1-H)×B]/[X1×(1-H1)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，X1代表兰炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，H1代表兰炭中水分百分比含量，B为基础配比系数，其中反应料包括底部反应料、侧部反应料、上部反应料，底部反应料对应的B为0.646～0.658，侧部反应料对应的B为0.656～0.668，上部反应料对应的B为0.656～0.668；将配置好的反应料装炉；装炉完毕，供电冶炼以获得黑色碳化硅。上述黑色碳化硅冶炼方法将兰炭、石英砂作为原料进行冶炼获得黑色碳化硅，由于采用的兰炭替代无烟煤，可有效降低生产成本10%。

权利要求

1. 一种黑色碳化硅冶炼方法，包括以下步骤：利用兰炭、石英砂配置反应料，其中兰炭与石英砂的配料计算公式为：W2=[W1×X(1-H)×B]/[X1×(1-H1)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，X1代表兰炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，H1代表兰炭中水分百分比含量，B为基础配比系数，其中反应料包括底部反应料、侧部反应料、上部反应料，底部反应料对应的B为0.646～0.658，侧部反应料对应的B为0.656～0.668，上部反应料对应的B为0.656～

0.668；

将配置好的反应料装炉；

装炉完毕，供电冶炼以获得黑色碳化硅；

其中，“装炉完毕，供电冶炼以获得黑色碳化硅”的具体步骤为：各项检查工作完成后，档位调至20档通电冶炼，运行30分钟后，开始逐步提高功率，一次电流控制在120A运行；

运行1小时后冶炼工开始点炉，直到点着为止；运行6小时后，将一次电流逐步提高至

150A—160A，运行到送电量50万度进行第一次补料；

冶炼炉运行24小时后，遇峰一次电流降低20A运行；每运行24小时，一次电流提高

10A，直至190A运行；

冶炼炉送电量达到90万度时进行第二次补料；冶炼炉总供电量达到125万度停止冶炼。

2.根据权利要求1所述的黑色碳化硅冶炼方法，其特征在于：兰炭指标为固定碳﹥

82%、灰份≤6.5%、挥发份在7%～9.5%、兰炭粒度小于3.5mm。

3.根据权利要求1所述的黑色碳化硅冶炼方法，其特征在于：底部反应料对应的B为

0.655，侧部反应料对应的B为0.665，上部反应料对应的B为0.66。

4.根据权利要求1所述的黑色碳化硅冶炼方法，其特征在于：装炉的底部反应料高度为2.8米，侧部反应料高度为1.6m，上部反应料高度为1.8m。

说明书

黑色碳化硅冶炼方法

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及碳化硅冶炼技术领域，特别涉及一种黑色碳化硅冶炼方法。

[0003] 背景技术：

[0004] 工业用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。

[0005] 碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属α-SiC：①黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等；②绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。

[0006] 自20世纪80年代初人们尝试用无烟煤替代石油焦冶炼黑色碳化硅至今，通过多年的摸索和实践，碳化硅一级品率得到很大的提高，电能和物耗也有较大幅度的下降，但是由于我国无烟煤储量有限，用途越来越广泛，供不应求，近年来优质无烟煤的价格不断上涨，使碳化硅企业的生产成本越来越高，碳化硅生产成本的构成中煤占40%，利润空间越来越小，部分企业利润出现倒挂和亏损，不得不停产或转产。

[0007] 发明内容：

[0008] 有鉴于此，有必要提供一种能够降低生产成本的黑色碳化硅冶炼方法。

[0009] 一种黑色碳化硅冶炼方法，包括以下步骤：

[0010] 利用兰炭、石英砂配置反应料，其中兰炭与石英的配料计算公式为：W2=[W1×X(1-H)×B]/[X1×(1-H1)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，X1代表兰炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，H1代表兰炭中水分百分比含量，B为基础配比系数，其中反应料包括底部反应料、侧部反应料、上部反应料，底部反应料对应的B为0.646～0.658，侧部反应料对应的B为0.656～0.668，上部反应料对应的B为0.656～
0.668；

[0011] 将配置好的反应料装炉；

[0012] 装炉完毕，供电冶炼以获得黑色碳化硅。

[0013] 上述黑色碳化硅冶炼方法将兰炭、石英砂作为原料进行冶炼获得黑色碳化硅，由于采用的兰炭替代无烟煤，可有效降低生产成本10%，且兰炭和无烟煤都是侏罗纪含煤沉积的煤种，固定碳高、比电阻高、化学活性高、挥发份较高、煤灰分中的CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O的含量也比一般煤种高，灰分中铁等金属氧化物能提高煤的反应性，起催化作用，提高煤的转化速率及碳化硅的纯度，增加成品率。

[0014] 附图说明：

[0015] 图1是一较佳实施方式的黑色碳化硅冶炼方法流程图。

[0016] 图中：黑色碳化硅冶炼方法步骤S300～S302

[0017] 具体实施方式：

[0018] 本发明提供的黑色碳化硅冶炼方法先对兰炭进行粉碎配料，再将配置的兰炭、石英砂装炉配料，然后供电冶炼以获得碳化硅。本发明提供的黑色碳化硅冶炼方法具体步骤如下，请同时参看图1：

[0019] 步骤S300，利用兰炭、石英砂配置反应料，其中兰炭与石英的配料计算公式为：W2=[W1×X(1-H)×B]/[X1×(1-H1)]，式中X代表石英砂中SiO2百分比含量，X1代表兰炭中固定碳百分比含量，H代表石英砂中水分百分比含量，H1代表兰炭中水分百分比含量，B为基础配比系数。兰炭指标为固定碳﹥82%、灰份≤6.5%、挥发份在7%～9.5%、兰炭粒度小于
3.5mm。反应料包括底部反应料、侧部反应料、上部反应料，底部反应料对应的B为0.646～
0.658，侧部反应料对应的B为0.656～0.668，上部反应料对应的B为0.656～0.668。在本实施方式中底部反应料对应的B为0.655，侧部反应料对应的B为0.665，上部反应料对应的B为0.66。

[0020] 步骤S301，将配置好的反应料装炉。在本实施方式中，装炉的底部反应料高度为2.8米，侧部反应料高度为1.6m，上部反应料高度为1.8m，其中底部反应料包括上下两层，下层反应料为底部保温层，高度为0.8m，上层反应料为底部反应层，高度为2m，侧部反应料的宽度为1.2m，上部反应料包括上下两层，下层反应料为上部反应料，高度为1.3m，上层反应料为上部保温料，高度为0.5m，炉芯的宽度为65cm、高度为45cm。

[0021] 步骤S302，装炉完毕，供电冶炼以获得黑色碳化硅。具体步骤为：各项检查工作完成后，档位调至20档通电冶炼，运行30分钟后，开始逐步提高功率，一次电流控制在120A左右运行；运行1小时后冶炼工开始点炉，直到点着为止；运行6小时后，将一次电流逐步提高至150A—160A，运行到送电量50万度进行第一次补料；冶炼炉运行24小时后，遇峰一次电流降低20A运行；每运行24小时，一次电流提高10A，直至190A左右运行；冶炼炉送电量达到90万度时进行第二次补料；冶炼炉总供电量达到125万度左右停止冶炼。

[0022] 上述黑色碳化硅冶炼方法将兰炭、石英砂作为原料进行冶炼获得黑色碳化硅，由于采用的兰炭替代无烟煤，可有效降低生产成本10%，且兰炭和无烟煤都是侏罗纪含煤沉积的煤种，固定碳高、比电阻高、化学活性高、挥发份较高、煤灰分中的CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O的含量也比一般煤种高，灰分中铁等金属氧化物能提高煤的反应性，起催化作用，提高煤的转化速率及碳化硅的纯度，增加成品率。