简述碳化硅冶炼炉的返炉料
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。
有色冶炼行业冶炼炉型_及其需要使用的耐火材料介绍
有色冶炼行业冶炼炉型及其需要使用的耐火材料介绍一鼓风炉鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。
鼓风炉由炉顶、炉身、本床（也称咽喉口）、炉缸、风口装置等组成。
冶炼炉料（精矿、烧结矿等）、焦炭、熔剂、反料等固体物料，从炉顶加入，炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气，在向上走的过程中，与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应，完成冶炼过程，液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出，烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。
目前多为密闭炉顶，炉身为全水套，耐火材料只在咽喉口和炉缸使用，因其炉渣属碱性炉渣，故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉底砌成反拱形。
二反射炉反射炉有熔炼反射炉和精炼反射炉，其结构形式基本相同只是精炼反射炉规格较小。
为长方形炉体，生产是连续的，反射炉炉头操作温度一般为1400～1500℃，出炉烟气温度一般为1150～1200℃。
炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。
炉墙多采用镁铝砖或镁砖，有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑，外墙一般采用粘土砖。
炉顶采用吊挂式炉顶，小型反射炉炉顶采用砖拱，拱顶材质为镁铝砖。
我国炼铅（铜）工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程，由于它存在着以下缺陷：a、烧结过程中硫燃烧很不充分，返回料比率高；b、鼓风炉炉料中铅（铜）含量低；c、大量烟气污染环境。
因而人们一直在努力探索炼铅新工艺，其目的不外乎两个方面：1、利用反应热进行熔炼；2、用一步法工艺代替原来的多步法。
国外已成功地研究出艾萨炉（奥斯麦特炉）、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。
三艾萨炉（奥斯麦特炉）艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形，其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪，在多年小规模试验研究基础上，芒特&8226;艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。
碳化硅在耐火材料中的应用
碳化硅在耐火材料中的应用
SiC作为特种耐火材料，具有优良的化学性能，他在钢铁冶炼过程中用作高炉、化铁炉等冲压、腐蚀、磨损严重部位的耐火里衬材料；在有色金属（锌、铝、铜）冶炼工程中作冶炼炉炉衬、熔融金属的输送管道、过滤器、坩埚等；在空间技术上用作火箭发动机尾喷管、高温燃气透平叶片；在硅酸盐工业中，大量用作各种炉窑的棚板、马弗炉炉衬、匣钵；在化学工业中，用作汽油发生、石油汽化器、脱硫炉炉衬等。
当SiC通其他耐火材料复合时，又可以制造许多类型的符合耐火材料，而且有广泛的用途。
在不定形耐火材料中，由于含SiC的不定形耐火材料的热导率高，线膨胀系数小，而且具有高耐磨损性和几乎不同高炉炉渣等低碱度熔渣反应等特性，因而，含SiC不定形耐火材料已经广泛应用于钢铁工业、垃圾焚烧炉、水泥行业、热电厂等工业领域，具有其他不定形耐火材料不可替代的优越性能。
含SiC不定形耐火材料在钢铁工业应用部位和性能特点。
碳化硅炉气的排放和回收利用概况
碳化硅炉气的排放和回收利用概况1 前言碳化硅又称金刚砂或耐火砂，包括黑碳化硅和绿碳化硅。
其中：黑碳化硅是以无烟煤或石油焦和优质硅石为主要原料，通过电阻炉高温冶炼而成，每吨的耗电量为6000～7000kWh；绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料，添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成，每吨的耗电量为8000kWh，其硬度均介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，为六方晶体，显微硬度为2840～3320kg/mm2，特点是脆而锋利，具有高温热稳定性、高热传导性、耐酸碱腐蚀性、低膨胀系数、抗热震好等一系列的优良性能，被广泛用于工业磨削工具、耐火材料、钢铁冶炼、军工航天等众多领域。
从硅石（石英砂）和石油焦或无烟煤生产碳化硅的反应式如下：SiO2＋3C＝SiC＋2CO从上面反应式可见，每生成一分子的碳化硅就副产两分子的一氧化碳，即每生产1吨碳化硅就副产1.4吨一氧化碳。
由于配置炉料时使用的焦炭、木屑等也会挥发出部分气体，实际每生产1吨碳化硅就有1.6～1.7吨尾气排出，热值约为14300MJ，尾气中一氧化碳体积含量达约80%，其大概组成见表1。
因此，碳化硅尾气不仅可回收用作燃料，也是优质的碳一化工原料。
中国是世界最大的碳化硅生产和使用国家，碳化硅炉气产生量巨大，对其进行回收并进行有效利用具有重要意义。
表1 碳化硅尾气典型组成成分体积百分含量/% 成分含量/g/m3CO 72～92 颗粒物50～5000H2 4.5～12 硫化物0.5～15CO21～5 氯化物0.2～6N20.8～4.5O20.1～12 碳化硅尾气资源现状2.1 碳化硅主要应用领域及市场状况碳化硅的第一大消耗是在钢厂用于脱氧剂，这在欧美国家的使用非常广泛。
一般欧美国家的钢厂以88%min的碳化硅作为脱氧剂，我国以70%～80%min的碳化硅作为脱氧剂。
在有色金属冶炼工业，利用碳化硅具有耐高温，强度大，导热性能良好，抗冲击，做高温间接加热材料，如坚罐蒸馏炉，精馏炉塔盘，铝电解槽，铜熔化炉内衬，锌粉炉用弧型板，热电偶保护管等。
碳化硅在铸造生产中有哪些作用？
碳化硅在铸造生产中有哪些作用？在有些公司生产的某品牌系列柴油机发动机缸体缸盖铸件案列中（不镶缸套）有些铸件要求重 50～250 kg，平均壁厚为5 mm，材质HT250。
要求本体抗拉强度≥207 MPa，硬度179-241 HB，铸件不允许有砂眼、渣眼、缩松、裂纹等缺陷。
采用10吨中频感应电炉熔化铁液，过热温度为 1 510～1 530 ℃。
2012年前，配料时生铁:废钢:回炉料为5:2:3，熔炼时在中频炉底部1/3处随炉料加入50kg未经过高温煅烧的普通增碳剂，熔化过程中加入Si、Cu、Mn、Cr、Sn元素，出炉时加入硅钡孕育剂进行孕育处理，浇注时加入硅锶孕育剂随流孕育，浇注时间为18～22分钟。
原工艺生产的缸体缸盖熔炼时生铁及合金加入比例大，生产成本高，铸件组织粗大，A型石墨大小通常在3级左右，铸件本体强度及硬度散差大，铸件精加工表面R Z＞15，铸件机械加工性能差，气密性试验时铸件泄露率在2％以上，客户抱怨大。
因此，优化熔化工艺，改善铸件力学性能，提高铸件基体组织的致密性、改善铸件加工性能、降低生产成本成为笔者公司近年来面临的重点课题。
02优化发动机缸体缸盖熔化工艺的几种措施2.1 高温石墨化增碳剂+废钢的合成铸铁熔炼工艺生铁中存在具有遗传性的过共晶石墨，在熔化时，碳原子在原始石墨上生长造成石墨粗大且大小不均匀，石墨尖头的应力集中效应，降低了铸件的力学性能。
因此以生铁为主的配料工艺，即使加入较高的合金元素，铸件本体强度偏低，硬度偏高。
随着合成铸铁技术在铸造行业推广应用，笔者公司自2012年起成功试验推广“废钢+高温石墨化增碳剂+少量生铁”的合成铸铁工艺，代替了“生铁+普通增碳剂+废钢+合金”原生产工艺，生铁:废钢:回炉料=0.5:6.5:3，选用经过高温石墨化处理的晶体型增碳剂增碳，每炉分批加入150 kg。
采用合成铸铁工艺，消除了生铁中粗大石墨的遗传性，石墨大小为4～5级，石墨形态得到改善，使石墨分布更均匀，同时降低了铸件的缩松倾向，改善了铸件的加工性能。
碳化硅的生产工艺
碳化硅的生产工艺碳化硅是一种重要的硅碳化合物，具有高熔点、高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀等优异的性能，被广泛应用于陶瓷、砂轮、电子元件等领域。
下面将介绍碳化硅的生产工艺。
碳化硅的生产主要有熔融法和化学气相沉积法两种方法。
熔融法是通过高温将硅和石墨（或石墨化硅）混合加热熔融，然后冷却形成碳化硅。
具体工艺如下：1. 原料准备：选择高纯度的碳素原料和硅原料，并进行粉碎、筛分，使其颗粒大小符合工艺要求。
2. 混合：将粉碎后的碳素原料和硅原料按一定比例混合均匀，使其中的杂质得到分散。
3. 炉料装填：将混合好的原料装进高温炉中，炉内应固定一定的炉温、气氛和保持一定的负压。
4. 碳化反应：在高温下，碳素原料和硅原料发生反应，生成碳化硅。
反应的温度通常在2000-2500摄氏度之间。
5. 冷却和分离：碳化反应结束后，关闭炉体进行冷却。
然后将碳化硅材料从炉中取出，通过物理方法（如破碎、筛分）将不同粒度的碳化硅分离。
化学气相沉积法（CVD法）是一种通过气相化学反应使气体中的碳源和硅源沉积在基材表面形成碳化硅的方法。
具体工艺如下：1. 基材准备：选择合适的基材，如石英、石墨等，在工艺要求下进行清洗和处理，使其表面光洁。
2. 反应器装填：将处理好的基材放入CVD反应器中，并将反应器加热至合适的温度。
3. 反应气体供应：将含有碳源和硅源的气体以一定流速供应进入反应器，同时控制反应温度、压力和气体比例。
4. 气相反应：碳源和硅源的气体在基材表面发生化学反应，生成碳化硅。
反应过程中，还可以通过引入掺杂源改变碳化硅的性质。
5. 冷却和固化：反应结束后，停止供气，关闭反应器，并进行冷却。
冷却过程中，碳化硅在基材表面固化，形成薄膜或块状的碳化硅。
以上是碳化硅的两种常见生产工艺。
根据不同的应用需求，可以选择适合的工艺来生产具有特定性能的碳化硅材料。
工业硅冶炼炉内反应分析
工业硅冶炼基本知识工业硅生产增产降耗的措施主要有:1.把握炉况及时调整料比，保持适宜的C/SiO2分子比，适宜的物料粒度和混匀，防止过多SiC生成。
2.选择合理的炉子结构参数和电气参数，保证反应区有足够高的温度，分解生产的碳化硅使反应向有力生产硅的方向。
3.及时捣炉，帮助沉料，避免炉内过热，造成硅的挥发，或再氧化成SiO，减少炉料损失，提高Si回收率。
4.保持料层具有良好的透气性，可及时排出反应生产的气体，减少热损失和SiO大量逸出。
一、生产工业硅的原料冶炼工业硅的原料主要有硅石、碳素还原剂。
(一)硅石硅石要有一定的抗爆性和热稳定性，其中抗爆性对大炉子很重要，对容量小的炉子要求可略为降低。
有些硅石很致密，难还原，造成冶炼状况不顺，经济指标差，很少采用。
硅石的粒度视炉子容量的大小不同而异，一般5000KV A 以上的炉子，硅石粒度为50-100毫米，且40-60毫米的粒度要占50%以上。
硅石要清洁无杂质，破碎筛分后，要用水冲洗，除掉碎石和泥土。
目前对新采用的硅石在化学成分、破碎合格以后，还要在生产中试用。
经济指标较好，才能长期使用。
(二)碳质还原剂优选各种不同碳质还原剂，要求固定碳高，灰分低，化学活泼性要好，采用多种还原剂搭配使用，以达到最佳冶炼效果。
冶炼工业硅所用的碳质还原剂有:石油焦、沥青焦、木炭、木块(木屑)低灰分褐煤，半焦和低灰、低硫烟煤等。
石油焦:其特点是固定碳高，灰分低，价格低廉，并且能使料面烧结好，但高温比电阻低，影响电极下插，反应能力差。
要选择固定碳大于82%，灰分小于0.5%、水份稳定，波动不许超过1%，以免影响还原剂配入量。
粒度要求4-10毫米，粒度配合比例要合适。
粉料多烧损大，下部易缺碳，透气性不好；粒度大数量多比电阻小，电极易上抬。
木块(或木屑):其性质接近木炭，在炉内干馏后，在料下层形成比木炭孔隙度、化学活泼性更好的木炭。
所使用的木块(或木屑)要清洁无杂物，不许代入泥土等杂质。
碳化硅生产工艺流程
碳化硅生产工艺流程碳化硅是一种重要的无机材料，广泛应用于电子、化工、冶金等领域。
其生产工艺流程主要包括原料准备、炉料制备、炭素化反应、物理处理和产品制取等步骤。
一、原料准备碳化硅的主要原料为高纯度的石墨和硅质原料。
石墨一般需要进行氧化、还原等处理，使其纯度达到要求。
硅质原料一般采用高纯度的二氧化硅或硅金属。
同时还需要准备一定量的助熔剂和添加剂，以提高碳化硅的性能。
二、炉料制备将高纯度的石墨和硅质原料按一定比例混合，并加入助熔剂和添加剂。
然后通过粉碎、混合、压制等步骤制备成炉料。
同时，需要进行炉料的筛选和质量检测，确保炉料的均匀性和质量。
三、炭素化反应将炉料装入电阻炉、高频感应炉或电弧炉等反应器中，通过加热至高温下进行炭素化反应。
炭素化反应是指在高温下，石墨碳和硅形成碳化物SiC的反应。
反应温度通常在2000-2500℃之间，反应时间较长，一般需要12-36小时。
在反应过程中，需要控制好反应温度、气氛和反应时间等参数，以确保反应的顺利进行。
四、物理处理炭化反应结束后，需要将反应产物进行冷却和分级处理。
首先将反应产物经过冷却设备冷却至室温。
然后进行粉碎、筛分和磁选等步骤，以得到所需要的粒度和纯度的碳化硅产品。
同时还需要对产物进行质量检测，以确保产品的合格率。
五、产品制取在物理处理后，还需要对碳化硅进行进一步的成型和烧结，以得到所需要的成品。
碳化硅可通过压制、注射成形、蒸汽沉积等工艺制成所需形状的产品。
然后将制好的成品放入烧结炉中，在高温下进行烧结，将碳化硅的颗粒互相结合，形成致密的块体。
烧结温度一般在2100-2300℃之间，烧结时间也较长。
烧结后的产品还需要进行表面处理和质量检测，以提高其性能和质量。
碳化硅生产工艺流程涉及到多个步骤和设备，需要掌握一定的化工和冶金技术，同时还需要严格控制各个环节的工艺参数，确保产品的质量和性能达到要求。
随着技术的不断进步和创新，碳化硅生产工艺也在不断改进和优化，以提高产品的品质和生产效率。
碳化硅冶炼工艺设计
学院本科课程设计碳化硅冶炼工艺设计学生：______王鑫林学生学号：_____9院（系）：______材料工程学院年级专业：2013级材料科学与工程3班指导教师：亮助理指导教师：二〇一六年十月学院本科学生课程设计任务书摘要碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。
天然的碳化硅很少，工业上使用的为人工合成原料，俗称金刚砂，是一种典型的共价键结合的化合物。
碳化硅是耐火材料领域中最常用的非氧化物耐火原料之一。
合成为主要成分的脉石，低档次的碳化硅可用低灰碳化硅所用的原料主要是以SiO2分的无烟煤为原料。
辅助原料为木屑和食盐。
目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体。
大型碳化硅冶炼炉的炉子功率一般为10000kW，每1kg SiC电耗为6~7kW·h，生产周期升温时为26~36h，冷却24h。
硅质原料与石油焦在2000~2500℃的电阻炉通过以下反应生成碳化硅：+3C→SiC+2CO↑-526.09KjSiO2CO 通过炉料排出。
加入食盐可与Fe、Al 等杂质生成氯化物而挥发掉。
木屑使物料形成多孔烧结体，便于CO 气体排出。
关键词碳化硅，冶炼，原料，应用目录摘要11绪论 1 2实验方法 32.1碳化硅的性质 32.2碳化硅的合成方法 32.2.1艾奇逊法 32.2.2E S K法 4 3工艺过程 53.1碳化硅冶炼用料 53.1.1硅砂 53.1.2石油焦炭 53.2碳化硅冶炼炉63.2.1碳化硅电阻炉的结构 63.2.2活动炉、山型炉和U型炉 63.2.3炉用功率的确定73.3冶炼碳化硅的配料计算83.4碳化硅冶炼操作步骤94结论1 1 参考文献1 21 绪论碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。
碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。
碳化硅又称碳硅石。
在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。
碳化硅生产工艺
碳化硅的生产工艺和投资估算碳化硅是人工合成的材料，其化学计量成分以克分子计：Si 50%、C 50%以质量计：Si 70.04%、C 29.96%，相对分子质量为40.09。
碳化硅有两种晶形：β-碳化硅类似闪锌矿结构的等轴晶系；α-碳化硅则为晶体排列致密的六方晶系。
β-碳化硅约在2100℃转变为α-碳化硅。
碳化硅的物理性能：真密度α型3.22g/cm3、β型3.21g/cm3，莫氏硬度9.2，线膨胀系数为(4.7~5.0)×10-6 /℃，热导率(20℃)41.76W/(m·K)，电阻率(50℃)50Ω·cm，1000℃2Ω·cm，辐射能力0.95~0.98。
碳化硅的合成方法(一)用二氧化硅和碳（煤）合成碳化硅工业上合成碳化硅多以石英砂、石油焦（无烟煤）为主要原料，在电炉内温度在2000~2500℃下，通过下列反应式合成：SiO2+3C SiC+2CO -46.8kJ(11.20kcal)1. 原料性能及要求各种原料的性能：石英砂，SiO2>99%，无烟煤的挥发分<5%。
2. 合成电炉大型碳化硅冶炼炉的炉子功率一般为10000kW，每1kg SiC电耗为6~7kW·h，生产周期升温时为26~36h，冷却24h。
3. 合成工艺(1) 配料计算：式中，C为碳含量，SiO2为二氧化硅含量，M=37.5。
碳的加入量允许过量5%。
炉内配料的重量比见表3。
表1 炉体内各部位装料的配比项目上部中部下部C/SiO20.64～0.65 0.64～0.65 0.59～0.61食盐% 8～10 8～10 6～9木屑/L 180 360 180一般合成碳化硅的配料见表4。
表2合成碳化硅的配料配料/% 绿SiC 黑SiC 配料/% 绿SiC 黑SiC在碳化硅的生产过程中，回炉料的要求：包括无定形料、二级料，应满足下列SiC>80%，SiO2+Si<10%，固定碳<5%，杂质<4.3%。
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简述碳化硅冶炼炉的返炉料——作者：宁夏天净冶金公司晨光碳化硅分公司王明孝碳化硅冶炼生产中返炉料的意义是指从上一冶炼炉中得到的各种物料、产物可以回收利用到下一冶炼炉中继续使用的物料。
它包括旧炉芯体、分解石墨、细结晶、无定形物、粘合物、氧碳化硅、保温料、焙烧料等；SiC含量较高的细结晶、无定物、粘合物、氧碳化硅以及沉淀砂、收尘器中的碳化硅细粉的混合物；可以回炉投入到碳化硅冶炼炉的反应区，这是真正意义上的回炉料。
返炉料还应该包括保温料和焙烧料。
就目前碳化硅冶炼行业现状而言，冶炼黑碳化硅和冶炼绿碳化硅的返炉料含义有差别。
冶炼黑碳化硅时，细结晶、无定型物可作为碳化硅的二级产品出售。
粘合物可作为碳化硅的三级品出售，这些物料比回炉冶炼所产生的经济效益要好。
冶炼黑碳化硅时的返炉料概念主要是指回炉循环使用的保温料。
冶炼碳化硅使用得碳质原料一般是石油焦碳和无烟煤，或干馏弱粘煤（兰炭）。
冶炼绿碳化硅时的返炉料包括保温料、焙烧料、细结晶和无定型物和保温乏料。
焙烧料、细结晶和无定型物要返炉投入到反应区参与反应。
以提高成品率和炉产量。
生产绿碳化硅的碳质原料一般使用石油焦炭。
本文只对焙烧料、细结晶、无定形物作简单描述，对保温料作较为详细概述。
焙烧料、细结晶和无定形物用石油焦碳作碳原料冶炼碳化硅的性质和特点：石油焦碳其微观结构和无烟煤不同。
石油焦碳是一种黑色或者暗灰色蜂窝状焦，是各种石油渣油、石油沥青或重质油经焦化而得到的固体产物。
焦块内气孔多呈椭圆形，而且一般相互贯通，多数为大中孔结构，微孔结构少。
虽然有较大的气孔率，但孔隙的比表面积小、化学反应能力不及年青无烟煤和干馏弱粘煤（兰炭）。
石油焦碳的微观结构显示，碳微晶颗粒偏大，定向性较好，微晶间交叉连接结构较少，微晶规则排列，是典型的易石墨化碳。
石油焦在500℃--800℃是挥发份排除阶段，此阶段石油焦碳电阻下降很快。
这是由于挥发份大量逸出并引起周围的键断开，生成不对称电子的结果。
加热煅烧后比电阻小于500×106欧•米，在冶炼炉的高温状态中很容易形成石墨化为定形碳,化学反应能很弱,比电阻降低,增加炉料的漏电性,尤其是保温料反复循环使用时,恶化程度更为严重。
作为保温料多次循环返炉使用时，增加产品的耗电量，使生产成本上升。
保温料漏电严重时，不能继续作为保温料再继续使用，只能当废料淘汰掉。
鉴于以上原因：使用石油焦碳作冶炼碳化硅的原料时，应采用焙烧料法工艺进行冶炼，不宜采用新料法。
保温料不能反复多次循环使用。
使用石油焦碳作碳质原料采用焙烧料工艺冶炼碳化硅有以下特点：石油焦碳虽然有蜂窝状的多孔结构，气孔率也较大。
但空隙基本上是大中孔结构，微孔结构很少。
大中孔隙孔壁四周的物体分散力较弱，进入大中孔隙中的硅蒸气分子，由于孔径大距离孔壁较远而不能被孔壁的物理吸附力有效吸附，进行化学置换反应，难于发生“晶籽”成核的反应过程。
在这种反应气氛中只能是以“气相成核”为主导作用的成核反应。
气相成核需要较大的“过饱和”蒸气压，结晶反应的速率缓慢，这是石油焦碳化学活性低的主要原因。
由于结晶速度较迟缓，所以碳化硅产品的生成产率偏低。
若采用焙烧料法冶炼碳化硅,石油焦碳预装于焙烧区进行预焙烧,使其经过高温的煅烧,体积得到充分聚缩，焦炭结构中的中大孔隙的孔径因体积收缩而缩小，大孔变中孔，中孔变微孔，孔壁的物理吸附力增强。
大大加快碳的置换反应，使反应活性提高。
保温料在上一循环中的高温焙烧过程中，由于高温热动力作用下已经形成了一定量的碳化硅微细“晶籽”，加上返炉使用的细结晶和无定形物中的碳化硅细结晶体，这些含有碳化硅“晶籽”的焙烧料和返炉料返回到冶炼炉中的高温反应区，在高温反应过程中，这些“晶籽”能起“诱导”作用。
在“晶籽”的表面上吸附外来更多的碳化硅分子，合成为晶核，而后逐步成长为碳化硅结晶。
有了这些“晶籽”的诱导作用，加上结晶反应中的气相成核的双重作用，能明显提高碳化硅的结晶速率。
这就是用焙烧料法冶炼碳化硅能提高炉产量的基本原理。
所以有些学者提出：利用碳化硅产品在加工破碎过程中收尘超细粉作为“晶种”投入到冶炼炉中以提高结晶反应的速率，达到提高炉产量，降低成本的作用。
实际它不是广泛意义上“种子”的作用，而是一种“晶籽成核”的基本原理。
所以，碳化硅制造企业，用石油焦原料冶炼时，一般采用焙烧料工艺法进行冶炼，这样能收到良好的效果。
保温料：保温料性能的优劣对碳化硅冶炼炉的正常运行影响很大。
若没有保温措施时要把碳化硅的冶炼炉温度加热到2700℃的高温，炉芯发热体必须要900A/cm2以上的电流密度才能实现。
实际上碳化硅冶炼炉炉芯发热体的电流密度仅有1.5-2.5A/cm2。
因此，冶炼炉必须要有良好的保温条件，尽量限制或减小炉芯的热能损失，设置一定厚度的保温层，选用优质的保温材料制作保温层，才能使冶炼炉的高温区达到和维持碳化硅结晶反应的温度，实现合理的经济能耗和制作成本。
保温料的选择要遵循碳化硅冶炼得工艺规律和炉体的结构等条件，要符合以下条件：1、应具有良好的保温性。
不能选用热导性优良的材料做保温层。
2、要有良好的透气性。
碳化硅结晶过程中生成的CO要能顺利的派出，保证碳化硅结晶反应向正方向进行。
3、要具备在2000℃以上的高温不熔性。
4、应具有一定的绝缘性。
不能选用具有导电性能的材料。
5、要具备一定的化学活性和置换反应能力。
一、具有良好的保温性保温料要有保温性能,具有保温作用的材料很多，物料的颜色也是多种多样，黑色物料的保温效果最佳。
无烟煤与石油焦的黑度是0.9，具有很好的保温性，用碳原料与石英砂按一定比例混合成的物料，即使生产碳化硅的原料，又是良好的保温料。
保温层要具备一定的厚度。
才能具有良好的保温性。
其它保温性能优良的材料很多，但它们的化学成分与碳化硅结晶反应的化学成分不同。
会影响碳化硅的结晶反应。
因为在碳化硅冶炼炉中，保温区和反应区的界限很难区分清楚，没有隔离措施和手段。
所以，保温料的材料必须与反应料的材料相一致，才能使保温层的物料即具有保温性，又不影响碳化硅的结晶反应。
二、具有良好的透气性冶炼碳化硅的过程中，炉内要产生大量的一氧化碳气体，生产1吨碳化硅产品，要产生1.4吨一氧化碳气体。
这些一氧化碳气体必须能顺利从冶炼炉内外出，如果外排不顺利，将会使碳化硅结晶反应无法正常进行。
所以，用于当作保温料的原材料颗粒不能太小，粒度不能太细，必要时要加一定量木屑，使料层松散，减小堆积密度，增强透气性。
使冶炼炉内在结晶反应过程所产生的气体能顺利向外逸散以减小结晶桶内的正压力。
在高温高热气体向外逸散的过程中，将炉内的高温热能带到外层低温区,使外部料层温度升高，有利于外层区间碳化硅结晶的形成。
只有热扩散条件好，炉芯温度和压力才能够得到控制，有效避免炉芯的过度分解，遏制因炉体内部有高温分解温度，而外层无再结晶所需高温环境的不正常现象发生。
能充分有效利用热能，避免不必要的能量损失。
若透气性差，使冶炼炉内形成很高的正压力。
碳化硅结晶反应是有气相、液相参与中间反应的复杂反应过程，压力升高会阻碍结晶反应向正方向进行。
会大大降低反应动力。
使结晶能力减小，反应速度下降，从而影响产品的生产量和质量品质。
如果炉内正压太高，超出结晶桶的承载强度时，会发生爆炸性喷炉，造成影响安全生产的事故。
使用太西无烟煤作碳质原料冶炼碳化硅时，还会有一些特殊的性质。
太西煤在煤岩学中分类属于境相亮质煤，质密性好，强度高，而且有一定量的挥发份，（C.H.N化合物）。
加热到750℃时，煤颗粒就会崩裂，形成粉沫状。
这种热碎性质会使保温层靠近高温区的物料因高温崩裂而形成粉粒状物料，堆积比重增加，严重时会恶化保温料的透气性。
所以在生产工艺管理中，密切关注煤颗粒尺寸的变化，必要时采取措施加以遏制。
三、要有温度在2000℃以上的不熔融性碳化硅冶炼炉中的炉料分布虽说有反应区和保温区之分，但由于炉况的变化和炉芯高温很难均恒向外层传导的影响，反应区和保温区之间的界限很难十分清楚，实际上反应区和保温区是一个概念上的理想值。
所以，保温料一定要具有和反应料相同的性质。
一定具备在2000℃以上的温度时,保温料不发生熔融性反应。
不产生熔融物。
要保证以上的特性,只能是碳质材料和硅砂按一定配合比配伍的混合料。
因为在1500K以上广大温度范围内,若二氧化硅分子与碳的分子数的比例接近于1:3,那么,主导的反应应该是形成碳化硅的气固相结晶反应。
如果这两种分子数比例接近于1：2，而温度又达到1800K以上时，那么主导的反应应该是生产金属硅的液相反应，而不是生成碳化硅的结晶反应。
这就是工业上用电炉制炼碳化硅与冶炼金属硅、硅铁合金的区别之处。
SiO2+3C=SiC+2CO 这是制炼碳化硅的结晶反应，SiO2+2C=Si+2CO 这是冶炼金属硅的熔融反应，行业内有的人士提出：只用石英砂一种材料制作碳化硅冶炼炉的保温层的物料，不用碳材料进行配合使用以达到节约生产成本的目的。
也有人为此还申请了专利，其实这是一种不符合客观规律的想法。
单用二氧化硅原料作料保温料，或保温料中的碳原子数不接近3的比例，在低于1700℃左右的温度时就会熔融为液相熔融物，若炉料中有一定量的碳材料，就会发生类似金属硅熔融物的物质从炉底流出，这种反应不是碳化硅结晶反应。
所以，一定注意保温料中碳成分的变化，硅碳比不能失调。
使用石油焦碳做原料制碳化硅时，由于石油焦的杂质少，一般灰分在0.5%左右，最高也不超过1%。
无定形物、粘合物和黄大块中的Fe2O3、Al2O3、Cao、Mgo聚集的程度也不会太高。
尤其是在黄大块中（氧碳化硅），这些杂质聚集物不会因数量超标而形成低温熔融物，影响冶炼炉的透气性，将这些黄大块掺入保温料中返炉使用，不会对冶炼炉的正常冶炼影响太大。
但要谨慎操作。
若黄大块层出现熔融物状时，要停止返炉使用。
使用无烟煤作原料冶炼碳化硅和石油焦作原料冶炼碳化硅，区别主要是灰分（杂质）含量不一样，冶炼过程和反应机理有差异。
无烟煤中的灰分一般较高，在5-6％左右，无烟煤灰分中的杂质主要是SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO等杂质。
无烟煤的这些杂质在冶炼炉的高温环境中，从结晶桶内层的2200℃的高温区在热动力的作用下移到外层温度相对较低的部位淀积。
在此聚集部位，氧化钙、氧化铝与二氧化硅它们的混合存在的比值如果达到一定程度时Cao、SiO2、Al2O3三元系中出现液相混合温度将变得很低，很快形成熔融物，这种熔融物越易熔，流动性越大。
当这些粘稠熔融物物体达到一定量时，在碳化硅结晶桶外层形成一层密实的包裹物，堵塞结晶桶透气通道，恶化整个炉体的透气性，使结晶桶内部正压升高，阻碍了结晶反应的正常进行。
当内压力高达一定数值后，碳化硅结晶就会转变为熔分解，分解成为石墨和富硅性熔体，或在结晶桶内形成一层多硅结晶，破坏了晶体性质。