专利名称：碳化硅与石墨同时炼制工艺的制作方法
碳化硅与石墨同时炼制工艺技术领域
本发明属化工领域，涉及一种材料制备方法，尤其涉及一种碳化硅与石墨同时炼制工艺。
背景技术：
目前在制备石墨时，最常用的方法就是煅烧。即将导电碳芯置于煅烧炉中心，在导电碳芯周围均布石油焦和/或煤焦，在高温约3000°C经长达1 6天的煅烧过程中并伴生很多有害气体(例如大量二氧化碳、一氧化碳以及对环境有害的废气物等)的同时形成石墨晶体。这样形成的石墨晶体不仅纯度不高，还需要后续加工处理，工艺复杂，同时该加工方法的作业特点导致大量热量以辐射的形式浪费掉，导致生产过程耗能高。
在碳化硅的制备过程中，基本上也是采用与石墨相同的方法——煅烧，与石墨的生产工艺不同的是，在煅烧炉内放置有石墨芯，在石墨芯的外围均布石英砂以及石油焦的混合物，高温下煅烧最终形成的碳化硅。其基本反应为SiA+3C = SiC+2C0-49ma，生产中需要消耗大量的电力能源转换的热能，同样存在能源利用率低的问题。
广东铝厂的陈建华、粟贵浩在刊物名为南方钢铁.1999(1).-2546刊登有利用石墨化炉余热生产碳化硅；吉宜联营炭素厂的程卫东、童芳森在刊物名为炭素技术.1993(3).-四-30刊登有利用石墨化辅助原料的余热生产碳化硅。二者都是利用石墨化炉在石墨化过程中产生的余热，并适当改变保温料配比等生产方法生产出少量的纯度不高的碳化硅。发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种耗能低、能量利用率高、工艺简单以及操作方便的，在略作改型的碳化硅煅烧炉中生产碳化硅的同时增加生产高纯石墨的炼制工艺。
本发明的技术解决方案是本发明提供了一种在略作改型的碳化硅煅烧炉中生产碳化硅的同时增加生产高纯石墨的炼制工艺，包括添加反应原料的步骤，其特殊之处在于 所述原料包括炼制石墨所需的原料以及炼制碳化硅所需的反应原料；所述炼制碳化硅所需的反应原料分布于炼制石墨所需的原料周围。
上述炼制石墨所需的原料包括导电炭芯以及包裹于导电炭芯周围的石油焦或碳焦；所述炼制碳化硅所需的反应原料包括石英砂以及碳的混合物。
上述石油焦或碳焦包裹导电炭芯的厚度是10 60cm。
上述石英砂以及碳的混合物包裹炼制石墨所需的原料的厚度是50 300cm。
本发明的优点是生产碳化硅的同时增加了生产高纯石墨，实现了高纯石墨和高纯碳化硅和优质增碳剂的并产，石墨生产中的余热被碳化硅的生产充分利用，同时碳化硅的反应物料为内层石油焦或碳焦层的石墨化起到了保温作用，使得能量的利用效率更高， 降低了企业的生产成本，提高了企业的市场竞争优势；本发明是在碳化硅生产的同时将传统的石墨炼制方法融入其中，合二为一，在炼制时，将碳化硅煅烧炉中心的石墨芯去除，合理放大原石墨芯占用的空间，在此空间装入生产高纯石墨用的导电碳芯以及导电碳芯周围加入的石油焦或碳焦。这样，碳化硅炼制利用了石墨生产中的余热，降低了能耗，同时有对石墨的生产起到了保温的作用，使其能量不浪费，重复利用率高。该方法操作简单，使用方便；同一种冶炼炉型，一套供电系统，同时生产两种产品，与两种产品的单产技术相比，投资减少三分之一。本发明重复利用炼制石墨的温度对碳化硅进行炼制，节能效果非常好，与两种产品的单产技术相比，该发明专利的综合能耗可降低20 40%。
具体实施方式
本发明提供了一种碳化硅与石墨同时炼制工艺，该工艺与传统的工艺基本相似， 都采用煅烧，不同的是，在炼制时，将碳化硅煅烧炉中心的石墨芯去除，合理放大原石墨芯占用的空间，在此空间装入生产高纯石墨用的导电碳芯以及导电碳芯周围加入的石油焦或碳焦。在煅烧炉的中心炼制石墨，并在石墨的保温层炼制碳化硅。
在煅烧炉中心加入导电碳芯，导电碳芯周围加入10 60cm的石油焦或碳焦包裹， 在石油焦或碳焦的周围采用石英砂以及碳的混合物包裹，包裹厚度为50 300cm。形成多层夹心结构。在煅烧开始时，其靠近煅烧炉中心部位，由于石油焦或碳焦在高温的情况下， 在导电碳芯的外表面首先形成石墨晶体，并且随着时间的推移，该石墨晶体逐渐增多，在继续煅烧的情况下，导电碳芯外部的石墨由于保温作用，其晶体纯度高；同时，在高温保温的过程中，包裹在石油焦或碳焦周围的石英砂和碳的混合物开始发生反应，逐渐形成高纯度的碳化硅。
供电后，导电碳芯发热，当温度达到约3000°C时开始石墨化并使其周围的石油焦或碳焦石墨化；石墨化的同时，热量传递到外围的石英砂以及碳的混合物层，生成碳化硅。
权利要求
1.一种碳化硅与石墨同时炼制工艺，包括添加反应原料的步骤，其特征在于所述原料包括炼制石墨所需的原料以及炼制碳化硅所需的反应原料；所述炼制碳化硅所需的反应原料分布于炼制石墨所需的原料周围。
2.根据权利要求1所述的碳化硅与石墨同时炼制工艺，其特征在于所述炼制石墨所需的原料包括导电炭芯以及包裹于导电炭芯周围的石油焦或碳焦；所述炼制碳化硅所需的反应原料包括石英砂以及碳的混合物。
3.根据权利要求2所述的碳化硅与石墨同时炼制工艺，其特征在于所述石油焦或碳焦包裹导电炭芯的厚度是10 60cm。
4.根据权利要求3所述的碳化硅与石墨同时炼制工艺，其特征在于所述石英砂以及碳的混合物所需的原料的厚度是50 300cm。
全文摘要
本发明涉及一种碳化硅与石墨同时炼制工艺，包括添加反应原料的步骤，反应原料包括炼制石墨所需的原料以及炼制碳化硅所需的反应原料；炼制碳化硅所需的反应原料分布于炼制石墨所需的原料周围。本发明提供了一种耗能低、能量利用率高、工艺简单以及操作方便的，在略作改型的碳化硅煅烧炉中生产碳化硅的同时增加生产高纯石墨的炼制工艺。
文档编号C01B31/36GK102515153SQ20111044807
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者朱胜利, 袁逢宽, 赵新力 申请人:朱胜利