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负极材料用绿碳化硅冶炼工艺

文章出处:原创网责任编辑:胡尊芳作者:王晓晓人气:-发表时间:2017-04-01 15:36:00
一、冶炼碳化硅所需原料及配比情况。
1、石油焦:粒度通常在2mm或1.5mm以下,比例约50%左右
2、木屑:用于调整炉料的透气性能,一般加入量为3%-5%,可以使物料形成多孔烧结体,便于CO(一氧化碳)排出。
3、食盐:加入食盐可与Fe、Al等杂质生成氯化物而挥发掉。
4、脉石英或石英砂:用量比例45%左右,其中SiO2含量尽可能要高。
正确的配料是保证炉况稳定的先决条件,炉料配比必须根据化学成分、粒度、含水量及炉况,经计算及经验而定,配料必须称量准确,按配比准确配好的炉料,必须充分混匀才能入炉,另全部炉料颗粒都必须小于2mm。
二、冶炼温度及时长
全部原料在2000~2600℃的电阻炉内通过反应生成碳化硅,冶炼时长大约36个小时左右。
三、冶炼碳化硅工艺
其过程如下:电阻炉的外形像一个长方形的槽子,是由耐火砖砌成的炉床,两组电极穿过炉墙深入炉床之中,专用的石墨粉炉芯体配置在电极之间,提供一条导电通道,通电时下产生很大的热量。炉芯体周围装盛有石油焦、石英砂、木屑及食盐等配制好的原料,外部为保温料(保温料使用石英砂及木屑配制,主要原料为石英砂,可反复使用)。
通电时,电阻炉通电,炉芯温度上升,达到2600℃左右,通过炉芯体表面传热给周围的混合料,使之发生反应生成碳化硅,并逸出CO(一氧化碳)气体,一氧化碳在炉表面燃烧生成二氧化碳,形成一个蓝色或黄色的火焰毡被,一小部分燃烧的一氧化碳进入空气,待反应完全并冷却后,即可拆除炉墙,将炉料分层分级拣选,经破碎后获得所需粒度。
四、冶炼碳化硅出炉及比例
在出炉时,先拆除最外层的保温层(可再利用),保温层里面为黄皮,实际是上半反应料,形成温度为1600-1700℃,主要成分是二氧化硅、碳化硅和碳的混合物,因温度不够而未发生化学反应,但水分已排出,焦碳及木屑中的挥发也不同程度排出,也叫乏料。黄皮里面为三级硅,含量为70%-90%左右,形成温度在1800-1900℃左右,颜色呈灰色至黄白色,三级硅里面为二级硅,形成温度在1900-2000℃左右,含量在90%左右,其中二级硅和三级硅均可作为耐火材料使用,最内层结晶最好的为一级碳化硅,含量98%以上,一级硅的碳化硅层视炉子的功率以及部位不同为50-450mm不等,生成温度为2000-2500℃。一级碳化硅结晶为电阻炉的主要产品,结晶粗大。
五、冶炼碳化硅成本及成品率情况:
一般冶炼一级硅出成品率在70-80%左右,其它二级硅、三级硅等低含量的原料可作为耐火材料使用,冶炼碳化硅成本最大的为电费,约占总成本的70%。
 
此文关键字:碳化硅

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