多热源合成SiC温度场的动态数学模型及数值分析

通过对多热源合成SiC冶炼炉的传热学分析，确定了冶炼炉温度场的边界条件，建立了冶炼炉温度场的动态数学模型，采用有限单元法对温度场进行了数值分析．以工业试验为基础，对碳化硅冶炼炉温度场进行了数值求解，数值模拟得到最佳供电时间为66～72h，工业试验为60～75h，结果与工业试验吻合．该方法可进一步确定工业生产中的供电参数、炉体参数及物料配比，为工业生产提供理论指导．

多热源合成SiC供电时间的选择研究

以多热源工业生产为基础,建立了SiC冶炼炉温度场的数学模型,通过数值模拟,研究了多热源合成SiC的传热传质规律,获得了立体三热源冶炼炉合成磨料SiC的供电时间为66～72 h, 这一结果在工业现场得到了验证.

多热源合成SiC冶炼炉温度场的动态数值模拟

根据多热源工业生产S iC冶炼炉温度场具有平面非稳态导热的特点,建立了冶炼炉内温度变化的动态数学模型,采用数值计算方法,动态模拟了炉料的升温合成反应及传热过程,获得了冶炼炉内温度分布及其动态变化规律,得到了四热源炉合成S iC的供电时间为60h左右,这一结果应用工业试验进行了验证。应用同样方法,可以获得表面负荷、炉芯尺寸等工艺参数,可以为工业生产S iC提供理论指导。

多热源合成SiC温度场的变化规律研究

通过对多热源合成碳化硅温度场的数值模拟,研究了碳化硅冶炼过程中的温度变化规律,揭示了多热源合成SiC节能增产的机理。研究表明,由于多热源之间的屏蔽作用与热能叠加作用,使高温区域热能扩散和物质扩散动力更强,高温区分布更宽,炉内温场相对更均匀,导致多热源合成SiC技术具有明显的节能、降耗、提质、增产的特点,生产更安全。

多热源合成SiC热源数目判定模型

多热源合成SiC冶炼炉炉体尺寸大,一次性生产原材料消耗大,用实验手段难以预测给定条件下的热源数目等参数。通过对冶炼炉温度场的数学分析及数值模拟,以合成SiC温区断面面积比率最大为原则,提出了多热源合成SiC热源数目的判定模型,给出了实例,并通过工业实例对模型进行了验证。热源数目的预测,可以为SiC工业生产提供理论指导。

多热源真空合成高纯度、高密度、大粒径3C-SiC微粉

采用多热源真空合成法,以纯度分别为99%(质量分数,以下同),90.87%的微米级硅质原料、碳质材料,在自行研制的多热源炉内合成高纯、高密度、大粒径的3C-S1C微粉。实验研究碳硅物质的量比、原料粒度以及反应温度对合成产物的影响。结果表明:碳与硅物质的量比为1.05:1时,合成的3C-S1C微粉SiC的纯度达到99.99%;与硅质原料相比,碳质原料粒度对产物粒度影响更为显著,增加碳质原料的粒度,可获得粒度更大、晶型更完整的3C-S1C微粉,微粉的平均粒径2。可达21.7叩;在1300~1800内,温度越高,产物晶型愈完整,粒径更大,结构更致密,平均密度可达3.212 g/cm3.

工业合成SiC的节能提质技术及CO收集

碳化硅生产是高耗能行业。本文在简述各种炉体改进和工艺改进的基础上,详细阐述了多热源工业合成碳化硅新技术的节能降耗提质理论及CO回收技术。工业实践表明,三热源合成炉较单热源炉产量提高48.1％,特、一级品率提高30％,节能10％以上,杜绝了单热源生产中频繁喷炉事故,炉体易实现大型化。多热源合成炉炉气中CO含量高达92％,利用新型高温涂塑布气体收集装置收集CO,可提纯利用,生产甲醇进而生产洁净燃料二甲醚。研究成果对于碳化硅工业生产的环境污染控制和提高经济效益具有重要意义。