專利名稱：一種冶煉綠色碳化硅磨料的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于碳化硅冶煉技術領域，涉及到一種冶煉綠色碳化硅磨料的 方法。
背景技術：
通常冶煉綠色碳化硅磨料的方法是用石油焦作為碳質材料和石英 砂，按一定比例再加入1%—3%的氯化鈉添加劑混合后，裝入直槽型電阻 爐內進行冶煉生成。 一般情況下，作為冶煉綠色碳化硅碳質原料的石油焦
灰份在0.5%—1.2%之間，而無煙煤的灰份在2.5%—5.5%之間，由于無煙 煤的灰份是石油焦灰份的5倍左右，因此，無煙煤作為碳質材料和石英砂， 按一定比例再加入1%—3%的氯化鈉添加劑混合后，裝入直槽型電阻爐內 進行冶煉，不能生成綠色碳化硅磨料，只能生成黑色碳化硅磨料。
這種用石油焦作為碳質材料，添加食鹽冶煉綠色碳化硅磨料的方法有 很多缺點，可使冶煉爐料透氣性惡化，易造成"噴爐"，并且增加爐料的 熱傳導性，造成熱損失增大，使電能損失增大。沒有反應的食鹽會對冶煉 爐墻造成腐蝕，造成冶煉爐墻壽命縮短，使生產成本增高。
中國專利CN1891866A公開了一種無色碳化硅晶體的生長方法，是在 -個爐式升華系統(tǒng)中生長了大尺寸的單晶碳化硅的方法，此方法是向升華 系統(tǒng)中加入含有硅和碳的原料氣體或粉末原料，并一起引入多種類型的拋 光的單晶籽晶和均衡含量的N型和P型摻雜劑，N型是氮摻雜劑，P型是 鋁摻雜劑，其發(fā)明目的是得到可以通過切割并加工成光彩逼真的無色人造 寶石。這種方法只能生成單顆碳化硅大結晶。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足和缺點，提供一種取材容易、操作簡便、成本較低的用氮肥做添加劑的冶煉綠色碳化硅磨料的方法。 本發(fā)明的技術方案是
一種冶煉綠色碳化硅磨料的方法，其冶煉爐為電阻爐，反應料為純度 范圍在70%—98.5%的碳化硅結晶，在反應料中加入占反應料總重量的
0.01%—20°/。的氮肥或銨肥，混勻后裝在石墨爐芯周圍，外圍裝入保溫料，
送電冶煉即得。
作為一種優(yōu)選方案，將碳化硅結晶和氮肥或銨肥混勻后，加入占反應
料總重量的1%—70%的二氧化硅和碳質材料，二氧化硅和碳質材料硅碳比 為1.5至1.7。
作為一種優(yōu)選方案，碳化硅結晶的顆粒范圍在不超過5毫米。
作為一種優(yōu)選方案，氮肥為尿素、氨水中的一種。
作為一種優(yōu)選方案，銨肥為氯化銨、硫酸銨、碳酸銨中的一種或任意 兩種或三種的混合物。
作為一種優(yōu)選方案，作為反應料的碳化硅結晶純度范圍在85%—98%， 氮肥或銨肥加入量占反應料總重量的0. 1%—8% 。
作為一種優(yōu)選方案，作為反應料的碳化硅結晶純度范圍在90%—97%， 氮肥或銨肥加入量占反應料總重量的1%—6% 。
作為一種優(yōu)選方案，作為反應料的碳化硅結晶純度范圍在93%—96%， 氮肥或銨肥加入量占反應料總重量的2%—4% 。
作為一種優(yōu)選方案，二氧化硅和碳質材料加入量占反應料總重量的 10%—50%。
作為一種優(yōu)選方案，二氧化硅和碳質材料加入量占反應料總重量的 20%—30%。
作為一種優(yōu)選方案，保溫料層內裝入一層配比為1.5至1.7的二氧化硅和碳質材料混合料，裝入量占反應料總重量的20%—50%。
作為一種優(yōu)選方案，碳質材料為石油焦或灰份在2%—5.5°/。之間無煙煤。
本發(fā)明有如下優(yōu)點
1、 添加氮肥、銨肥冶煉綠色碳化硅磨料，取材容易，生產成本低。
2、 氮肥或銨肥作為添加劑在爐溫作用下分解為氮氣，使反應區(qū)在氮
氣氣氛下生成綠色碳化硅，避免了熱損失的增大，節(jié)約了電能。


圖1為本發(fā)明實施例所用冶煉爐爐體內部截面示意圖。
具體實施例方式
實施例一
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，包括石墨爐芯1、反應區(qū)2、保 溫區(qū)3、爐墻4。將結晶純度范圍在97%—98.5%的黑色碳化硅原塊破碎成 粒度不大于5mm的不同粒度碳化硅結晶混合體作為反應料備用，在破碎 的碳化硅結晶中加入占其重量的0.01%-0.1%的尿素，實際操作中按份進行 配比混合，攪拌均勻后，裝在碳化硅冶煉爐石墨爐芯周圍形成反應區(qū)，裝 滿為止，外圍裝入保溫料形成保溫區(qū)。裝好的冶煉爐送電冶煉，冶煉完成 后，進行冷卻、出爐、分級。將高品位綠色碳化硅分出作為產品，將低品 位碳化硅細結晶分出并粉碎，加入下一爐次。如此循環(huán)生產。
實施例二
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，包括石墨爐芯1、反應區(qū)2、保 溫區(qū)3、爐墻4。將結晶純度范圍在90%—98%的黑色碳化硅原塊破碎成粒 度不大于4mm的不同粒度碳化硅結晶混合體作為反應料備用，在破碎的 碳化硅結晶中加入占其重量的0.05%-1%的氨水，實際操作中按份進行配比 混合，攪拌均勻后，裝在碳化硅冶煉爐石墨爐芯周圍形成反應區(qū)，裝滿為
6止，外圍裝入保溫料形成保溫區(qū)。裝好的冶煉爐送電冶煉，冶煉完成后， 進行冷卻、出爐、分級。將高品位綠色碳化硅分出作為產品，將低品位碳 化硅細結晶分出并粉碎，加入下一爐次。如此循環(huán)生產。 實施例三
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，包括石墨爐芯1、反應區(qū)2、保 溫區(qū)3、爐墻4。將結晶純度范圍在85%-92%的黑色碳化硅原塊破碎成粒 度不大于3mm的不同粒度碳化硅結晶混合體作為反應料備用，在破碎的 碳化硅結晶中加入占其重量的1%-2%的氯化銨，實際操作中按份進行配比 混合，攪拌均勻后，裝在碳化硅冶煉爐石墨爐芯周圍形成反應區(qū)，裝滿為 止，外圍裝入保溫料形成保溫區(qū)。裝好的冶煉爐送電冶煉，冶煉完成后， 進行冷卻、出爐、分級。將高品位綠色碳化硅分出作為產品，將低品位碳 化硅細結晶分出并粉碎，加入下一爐次。如此循環(huán)生產。
實施例四
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，包括石墨爐芯1、反應區(qū)2、保 溫區(qū)3、爐墻4。將結晶純度范圍在80%-90%的黑色碳化硅原塊破碎成粒 度不大于2mm的不同粒度碳化硅結晶混合體作為反應料備用，在破碎的 碳化硅結晶中加入占其重量的3%-6%的硫酸氨，實際操作中按份進行配比 混合，攪拌均勻后，裝在碳化硅冶煉爐石墨爐芯周圍形成反應區(qū)，裝滿為 止，外圍裝入保溫料形成保溫區(qū)。裝好的冶煉爐送電冶煉，冶煉完成后， 進行冷卻、出爐、分級。將高品位綠色碳化硅分出作為產品，將低品位碳 化硅細結晶分出并粉碎，加入下一爐次。如此循環(huán)生產。
實施例五
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，包括石墨爐芯1、反應區(qū)2、保 溫區(qū)3、爐墻4。將結晶純度范圍在75%-85%的黑色碳化硅原塊破碎成粒度不大于lmm的不同粒度碳化硅結晶混合體作為反應料備用，在破碎的 碳化硅結晶中加入占其重量的5%-8%的碳酸銨，實際操作中按份進行配比 混合，攪拌均勻后，裝在碳化硅冶煉爐石墨爐芯周圍形成反應區(qū)，裝滿為 止，外圍裝入保溫料形成保溫區(qū)。裝好的冶煉爐送電冶煉，冶煉完成后， 進行冷卻、出爐、分級。將高品位綠色碳化硅分出作為產品，將低品位碳 化硅細結晶分出并粉碎，加入下一爐次。如此循環(huán)生產。
實施例六
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，包括石墨爐芯1、反應區(qū)2、保 溫區(qū)3、爐墻4。將結晶純度范圍在70%-80%的黑色碳化硅原塊破碎成粒 度不大于0.5mm的不同粒度碳化硅結晶混合體作為反應料備用，在破碎的 碳化硅結晶中加入占其重量的10%-20%的氯化銨、硫酸銨和碳酸銨的混合 物，三種氨肥的實際使用量不限。實際操作中按份進行配比混合，攪拌均 勻后，裝在碳化硅冶煉爐石墨爐芯周圍形成反應區(qū)，裝滿為止，外圍裝入 保溫料形成保溫區(qū)。裝好的冶煉爐送電冶煉，冶煉完成后，進行冷卻、出 爐、分級。將高品位綠色碳化硅分出作為產品，將低品位碳化硅細結晶分 出并粉碎，加入下一爐次。如此循環(huán)生產。
實施例七
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，本例按照實施例一的方法準備反 應料和其它原料。同時取灰份在2%~5.5°/。的不同灰份無煙煤混合破碎成 粒度不大于4mm的不同粒度煤粉混合體備用，取粒度為1—6mm之間純 度范圍在98.5%~99%的不同粒度石英砂混合體備用。按硅碳比1.5—1.7 將上述備好的石英砂、煤粉混合在一起，取占碳化硅結晶重量的1%—10% 的石英砂和煤粉混合物加入到混合了尿素的反應料中混合均勻，裝入反應 區(qū)按實施例一的方法冶煉。實施例二到實施例六中反應料和其它原料的準備方法及冶煉方法也 適用于本例，實際操作中可結合使用。 實施例八
如圖l所示為普通的碳化硅冶煉爐，本例按照實施例七的方法準備反
應料和其它原料，石英砂、煤粉混合物的加入量為10%-20%。 實施例九
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，本例按照實施例七的方法準備反 應料和其它原料，石英砂、煤粉混合物的加入量為20%-30%。
實施例十
如圖1所示為普通的碳化硅冶煉爐，本例按照實施例七的方法準備反
應料和其它原料，石英砂、煤粉混合物的加入量為30%-50%。 實施例十一
如圖l所示為普通的碳化硅冶煉爐，本例按照實施例七的方法準備反 應料和其它原料，石英砂、煤粉混合物的加入量為50%-70%。 實施例十二
本例按照實施例六的方法準備反應料，加入的氨肥為氯化銨和硫酸銨 的混合物，比例不限。 實施例十三
本例按照實施例六的方法準備反應料，加入的氨肥為氯化銨和碳酸銨 的混合物，比例不限。 實施例十四
本例按照實施例六的方法準備反應料，加入的氨肥為硫酸銨和碳酸銨 的混合物，比例不限。
實施例三、四、五中反應料的準備方法和冶煉方法適用實施例十二至
9實施例十四中，實際操作中可結合使用。 實施例十五
本例與實施例七至實施例十一方法相同，用石油焦替換灰份在 2%—5.5%的不同灰份無煙煤。
本發(fā)明的實施例不限于上述幾種，任何依據(jù)本發(fā)明技術方案及具體實 施方式的方案組合所構成的實施例，都用于支持本發(fā)明，落入本發(fā)明的保 護范圍。
權利要求
1、一種冶煉綠色碳化硅磨料的方法，其冶煉爐為電阻爐，反應料為純度范圍在70％-98.5％的碳化硅結晶，在反應料中加入占反應料總重量的0.01％-20％的氮肥或銨肥，混勻后裝在石墨爐芯周圍，外圍裝入保溫料，送電冶煉即得。
2、 如權利要求1所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，將碳化硅結晶 和氮肥或銨肥混勻后，加入占反應料總重量的1%—70%的二氧化硅和碳質 材料，二氧化硅和碳質材料硅碳比為1.5至1.7。
3、 如權利要求1或2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，碳化硅結 晶的顆粒范圍在不超過5亳米。
4、 如權利要求1或2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，氮肥為尿 素、氨水中的一種。
5、 如權利要求1或2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，銨肥為氯 化銨、硫酸銨、碳酸銨中的一種或任意兩種或三種的混合物。
6、 如權利要求1或2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，作為反應 料的碳化硅結晶純度范圍在85%—98%，氮肥或銨肥加入量占反應料總重 量的0. 1%—8% 。
7、 如權利要求1或2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，作為反應 料的碳化硅結晶純度范圍在90%—97%，氮肥或銨肥加入量占反應料總重 量的1%—6% 。
8、 如權利要求1或2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，作為反應 料的碳化硅結晶純度范圍在93%—96%，氮肥或銨肥加入量占反應料總重量的2°/。一4% 。
9、 如權利要求2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，二氧化硅和碳 質材料加入量占反應料總重量的10%—50%。
10、 如權利要求2所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，二氧化硅和碳 質材料加入量占反應料總重量的20°/。一30%。
11、 如權利要求1所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，保溫料層內裝 入一層配比為1.5至1.7的二氧化硅和碳質材料混合料，裝入量占反應料 總重量的20%—50%。
12、 如權利要求2或11所述的冶煉綠色碳化硅磨料的方法，碳質材料 為石油焦或灰份在2%—5.5%之間無煙煤。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冶煉綠色碳化硅磨料的方法，解決了現(xiàn)有技術對冶煉爐有損壞、產品有局限性、生產成本高的不足，反應料中采用氮肥或銨肥作添加劑，冶煉綠色碳化硅磨料，取材容易，生產成本低，可以制取符合規(guī)格的綠色碳化硅磨料。
文檔編號C01B31/36GK101648709SQ20081013108
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月16日 優(yōu)先權日2008年8月16日
發(fā)明者賈玉東 申請人:賈玉東