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負(fù)極材料用綠碳化硅冶煉工藝
文章出處:原創(chuàng)網(wǎng)責(zé)任編輯:胡尊芳作者:王曉曉人氣:-發(fā)表時間:2017-04-01 15:36:00
一、冶煉碳化硅所需原料及配比情況。
1、石油焦:粒度通常在2mm或1.5mm以下,比例約50%左右
2、木屑:用于調(diào)整爐料的透氣性能,一般加入量為3%-5%,可以使物料形成多孔燒結(jié)體,便于CO(一氧化碳)排出。
3、食鹽:加入食鹽可與Fe、Al等雜質(zhì)生成氯化物而揮發(fā)掉。
4、脈石英或石英砂:用量比例45%左右,其中SiO2含量盡可能要高。
正確的配料是保證爐況穩(wěn)定的先決條件,爐料配比必須根據(jù)化學(xué)成分、粒度、含水量及爐況,經(jīng)計算及經(jīng)驗(yàn)而定,配料必須稱量準(zhǔn)確,按配比準(zhǔn)確配好的爐料,必須充分混勻才能入爐,另全部爐料顆粒都必須小于2mm。
二、冶煉溫度及時長
全部原料在2000~2600℃的電阻爐內(nèi)通過反應(yīng)生成碳化硅,冶煉時長大約36個小時左右。
三、冶煉碳化硅工藝
其過程如下:電阻爐的外形像一個長方形的槽子,是由耐火磚砌成的爐床,兩組電極穿過爐墻深入爐床之中,專用的石墨粉爐芯體配置在電極之間,提供一條導(dǎo)電通道,通電時下產(chǎn)生很大的熱量。爐芯體周圍裝盛有石油焦、石英砂、木屑及食鹽等配制好的原料,外部為保溫料(保溫料使用石英砂及木屑配制,主要原料為石英砂,可反復(fù)使用)。
通電時,電阻爐通電,爐芯溫度上升,達(dá)到2600℃左右,通過爐芯體表面?zhèn)鳠峤o周圍的混合料,使之發(fā)生反應(yīng)生成碳化硅,并逸出CO(一氧化碳)氣體,一氧化碳在爐表面燃燒生成二氧化碳,形成一個藍(lán)色或黃色的火焰氈被,一小部分燃燒的一氧化碳進(jìn)入空氣,待反應(yīng)完全并冷卻后,即可拆除爐墻,將爐料分層分級揀選,經(jīng)破碎后獲得所需粒度。
四、冶煉碳化硅出爐及比例
在出爐時,先拆除最外層的保溫層(可再利用),保溫層里面為黃皮,實(shí)際是上半反應(yīng)料,形成溫度為1600-1700℃,主要成分是二氧化硅、碳化硅和碳的混合物,因溫度不夠而未發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但水分已排出,焦碳及木屑中的揮發(fā)也不同程度排出,也叫乏料。黃皮里面為三級硅,含量為70%-90%左右,形成溫度在1800-1900℃左右,顏色呈灰色至黃白色,三級硅里面為二級硅,形成溫度在1900-2000℃左右,含量在90%左右,其中二級硅和三級硅均可作為耐火材料使用,最內(nèi)層結(jié)晶最好的為一級碳化硅,含量98%以上,一級硅的碳化硅層視爐子的功率以及部位不同為50-450mm不等,生成溫度為2000-2500℃。一級碳化硅結(jié)晶為電阻爐的主要產(chǎn)品,結(jié)晶粗大。
五、冶煉碳化硅成本及成品率情況:
一般冶煉一級硅出成品率在70-80%左右,其它二級硅、三級硅等低含量的原料可作為耐火材料使用,冶煉碳化硅成本最大的為電費(fèi),約占總成本的70%。
此文關(guān)鍵字:碳化硅