碳化硅工艺过程

生产技术

一、生产工艺

1.碳化硅

原理：通过石英砂、石油胶和木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成,主要反应机理是SiO2+3C----SiC+2CO。

碳化硅电阻炉制炼工艺：炉料装在间歇式电阻炉内，电阻炉两端端墙，近中心处是石墨电极。炉芯体连接于两电极之间。炉芯周围装的是参加反应的炉料，外部则是保温料。冶炼时，给电炉供电，炉芯温度上升，达到2600～2700℃。电热通过炉芯表面传给炉料，使之逐渐加热，达到1450℃以上时，即发尘化学反应，生成碳化硅，并逸出一氧化碳。随着时间的推移，炉料高温范围不断扩大，形成碳化硅愈来愈多。碳化硅在炉内不断形成，蒸发移动，晶体长大，聚集成为—个圆筒形的结晶筒。结晶筒的内壁因受高温，超过2600℃的部分就开始分解。分解出的硅又与炉料中的碳结合而成为新的碳化硅。

破碎：把碳化硅砂破碎为微粉，国内目前采用两种方法，一种是间歇的湿式球磨机破碎，一种是用气流粉末磨粉机破碎。我公司已由气流粉末磨碎机代替湿式球磨机破碎。

湿式球磨机破碎时用是用湿式球磨机将碳化硅砂磨成微粉原料，每次需磨6-8小时。所磨出的微粉原料中，微粉约占60％左右。磨的时间越长，则微粉所占的比例越大。但过粉碎也越严重，回收率就会下降。具体的时间，应该与球磨比、球径给配、料浆浓度等工艺参数一起经实验优选确定。该方法最大的优点就是设备简单，缺点是破碎效率较低，后续工序较复杂。

雷蒙磨粉机工作原理是：颚式破碎机将大块物料破碎到所需的粒度后，由提升机将物料输送到储料仓，然后由电磁振动给料机均匀连续地送到主机的磨腔内，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀与磨辊同转过程中把物料铲起抛入磨辊与辊环之间，形成填料层，物料在磨辊与磨环之间进行研磨。粉磨后的粉子随风机气流带到分级机进行分选，不合要求的粉子被叶片抛向外壁与气流脱离，粗大颗粒在重力的作用F落入磨腔进行重磨，达到细度要求的细粉随气流经管道进入大旋风收集器，进行分离收集，再经卸料器排出即为成品粉子，气流由大旋风收集器上端回风管吸入鼓风机。在磨腔内因被磨物料中有—定的水分，研磨时发热，水气蒸发，以及各管道接口不严密，外界气体被吸入，使循环风量增高，为保证磨机在负压吠态下工作，增加的气流通过余风管排入除尘器，被净化后排入大气。整个气流系统是密闭循环的，并且是在正负压状态下循环流动的。该法最大的优点是效率较高。而且后续工序较简单。

2、碳化硅微粉

（一）、碳化硅微粉的生产

碳化硅有黑色和绿色两种，相应的微粉亦有两种，两者微粉生产的原则完全一样。

碳化硅微粉生产工艺流程如下所述：

原料一破碎一雷蒙磨机一磁选一超声波筛分一质量检查一包装

碳化硅微粉的生产通常会伴随着生产一部分磨料，先结合本拟建项目的产品大纲对该产品的生产工艺作简要的说明。

(1)原料

绿碳化硅微粉生产采用较粗的绿碳化硅破碎而成，化学成分碳化硅应大于99％，游离碳和氧化铁等都小于0．2％。

(2)破碎

把碳化硅砂破碎为微粉，国内目前采用两种方法，一种是间歇的湿式球磨机破碎，一种是用气流粉末磨粉机破碎。

湿式球磨机破碎时用是用湿式球磨机将碳化硅砂磨成微粉原料，每次需磨

6-8小时。所磨出的微粉原料中，微粉约占60％左右。磨的时间越长，则微粉所占的比例越大。但过粉碎也越严重，回收率就会下降。具体的时间，应该与球磨比、球径给配、料浆浓度等工艺参数一起经实验优选确定。该方法最大的优点就是设备简单，缺点是破碎效率较低，后续工序较复杂。

随着气流磨碎机破碎的技术发展，目前应用逐渐被雷蒙机代替。雷蒙磨粉机工作原理是：颚式破碎机将大块物料破碎到所需的粒度后，山提升机将物料输送到储料仓，然后山电磁振动给料机均匀连续地送到主机的磨腔内，山于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀与磨辊同转过程中把物料铲起抛入磨辊与辊环之间，形成填料层，物料在磨辊与磨环之间进行研磨。粉磨后的粉子随风机气流带到分级机进行分选，不合要求的粉子被叶片抛向外壁与气流脱离，粗大颗粒在重力的作用F落入磨腔进行重磨，达到细度要求的细粉随气流经管道进入大旋风收集器，进行分离收集，再经卸料器排出即为成品粉子，气流由大旋风收集器上端回风管吸入鼓风机。在磨腔内因被磨物料中有—定的水分，研磨时发热，水气蒸发，以及各管道接口不严密，外界气体被吸入，使循环风量增高，为保证磨机在负压吠态下工作，增加的气流通过余风管排入除尘器，被净化后排入大气。整个气流系统是密闭循环的，并且是在正负压状态下循环流动的。该法

最大的优点是效率较高。而且后续工序较简单。

(3)磁选

制造微粉的碳化硅粉末，不论采取何种方法破碎而成，通常都采用湿式磁选及机磁选。这是因为湿式磁选时没有粉尘，磁性物分离彻底，磁选后的产品含铁量少，连同磁性物带走的碳化硅粉末也较少。

(4)水选

水选法的基本原理是利用不同直径的碳化硅颗粒在水中的沉降速度不同而进行粒度分选。

(5)超声波筛分

随着超声技术的发展，在微粉工艺的超声筛分中也得到广泛应用，基本能解决强吸附性、易团聚、高静电、高精细、高密度、轻比重等筛分难题。

(6)质量检查

微粉质量检查包括化学成分、粒度组成等等项目。检查的方法与质量标准参见“碳化硅技术条件。”

(7)磨粉尘产

微粉分组筛选后料头，可以用来制取磨粉。磨粉的生产可以较少浪费，使产品链得到延伸。

（二）、碳化硅磨粉、微粉尘产所需设备

A、鄂式破碎机

鄂式破碎机的结构主要有机架、偏心轴、大皮带轮、飞轮、动颚、边护板、肘板、肘板后座、凋隙螺杆、复位弹簧、固定鄂板与活动鄂板等组成，其中肘板还起到保险作用。其工作原理：电动机驱动皮带和皮带轮，通过偏心轴使动鄂上下运动，当动鄂上升时肘板和动鄂间夹角变大，从而推动活动鄂板向固定鄂板接近，与此同时物料被挤压、搓、碾等多重破碎；当动鄂下行时，肘板和动鄂间夹角变小，活动鄂板在拉杆、弹簧的作用下离开固定鄂板，此时已破碎物料从破碎腔—F门排出，随着电动机连续转动破碎机动鄂作周期性的压碎和排料，实现批量生产。

碳化硅磨粉、微粉生产过程所选用的颚式破碎机破碎方式为曲动挤压型，该系列颚式破碎机性能特点如述，规格参数见表2—6。