[发明专利]一种冶炼绿色碳化硅磨料的方法

说明书

技术领域

本发明属于碳化硅冶炼技术领域，涉及到一种冶炼绿色碳化硅磨料的方法。

背景技术

通常冶炼绿色碳化硅磨料的方法是：用石油焦作为碳质材料和石英砂，按一定比例再加入1％-3％的氯化钠添加剂混合后，装入直槽型电阻炉内进行冶炼生成。一般情况下，作为冶炼绿色碳化硅碳质原料的石油焦灰份在0.5％-1.2％之间，而无烟煤的灰份在2.5％-5.5％之间，由于无烟煤的灰份是石油焦灰份的5倍左右，因此，无烟煤作为碳质材料和石英砂，按一定比例再加入1％-3％的氯化钠添加剂混合后，装入直槽型电阻炉内进行冶炼，不能生成绿色碳化硅磨料，只能生成黑色碳化硅磨料。

这种用石油焦作为碳质材料，添加食盐冶炼绿色碳化硅磨料的方法有很多缺点，可使冶炼炉料透气性恶化，易造成“喷炉”，并且增加炉料的热传导性，造成热损失增大，使电能损失增大。没有反应的食盐会对冶炼炉墙造成腐蚀，造成冶炼炉墙寿命缩短，使生产成本增高。

中国专利CN1891866A公开了一种无色碳化硅晶体的生长方法，是在一个炉式升华系统中生长了大尺寸的单晶碳化硅的方法，此方法是向升华系统中加入含有硅和碳的原料气体或粉末原料，并一起引入多种类型的抛光的单晶籽晶和均衡含量的N型和P型掺杂剂，N型是氮掺杂剂，P型是铝掺杂剂，其发明目的是得到可以通过切割并加工成光彩逼真的无色人造宝石。这种方法只能生成单颗碳化硅大结晶。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺点，提供一种取材容易、 操作简便、成本较低的用氮肥做添加剂的冶炼绿色碳化硅磨料的方法。

本发明的技术方案是：

一种冶炼绿色碳化硅磨料的方法，其冶炼炉为电阻炉，反应料为纯度范围在70％-98.5％的碳化硅结晶，在反应料中加入占反应料总重量的0.01％-20％的氮肥或铵肥，混匀后装在石墨炉芯周围，外围装入保温料，送电冶炼即得。

作为一种优选方案，将碳化硅结晶和氮肥或铵肥混匀后，加入占反应料总重量的1％-70％的二氧化硅和碳质材料，二氧化硅和碳质材料硅碳比为1.5至1.7。

作为一种优选方案，碳化硅结晶的颗粒范围在不超过5毫米。

作为一种优选方案，氮肥为尿素、氨水中的一种。

作为一种优选方案，铵肥为氯化铵、硫酸铵、碳酸铵中的一种或任意两种或三种的混合物。

作为一种优选方案，作为反应料的碳化硅结晶纯度范围在85％-98％，氮肥或铵肥加入量占反应料总重量的0.1％-8％。

作为一种优选方案，作为反应料的碳化硅结晶纯度范围在90％-97％，氮肥或铵肥加入量占反应料总重量的1％-6％。

作为一种优选方案，作为反应料的碳化硅结晶纯度范围在93％-96％，氮肥或铵肥加入量占反应料总重量的2％-4％。

作为一种优选方案，二氧化硅和碳质材料加入量占反应料总重量的10％-50％。

作为一种优选方案，二氧化硅和碳质材料加入量占反应料总重量的20％-30％。

作为一种优选方案，保温料层内装入一层配比为1.5至1.7的二氧化 硅和碳质材料混合料，装入量占反应料总重量的20％-50％。

作为一种优选方案，碳质材料为石油焦或灰份在2％-5.5％之间无烟煤。

本发明有如下优点：

1、添加氮肥、铵肥冶炼绿色碳化硅磨料，取材容易，生产成本低。

2、氮肥或铵肥作为添加剂在炉温作用下分解为氮气，使反应区在氮气气氛下生成绿色碳化硅，避免了热损失的增大，节约了电能。

附图说明

图1为本发明实施例所用冶炼炉炉体内部截面示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示为普通的碳化硅冶炼炉，包括石墨炉芯1、反应区2、保温区3、炉墙4。将结晶纯度范围在97％-98.5％的黑色碳化硅原块破碎成粒度不大于5mm的不同粒度碳化硅结晶混合体作为反应料备用，在破碎的碳化硅结晶中加入占其重量的0.01％-0.1％的尿素，实际操作中按份进行配比混合，搅拌均匀后，装在碳化硅冶炼炉石墨炉芯周围形成反应区，装满为止，外围装入保温料形成保温区。装好的冶炼炉送电冶炼，冶炼完成后，进行冷却、出炉、分级。将高品位绿色碳化硅分出作为产品，将低品位碳化硅细结晶分出并粉碎，加入下一炉次。如此循环生产。

实施例二：