JPS6024048B2 - 主としてβ型結晶よりなる炭化珪素の製造装置ならびに製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微細で均一な粒径の主としてＢ型結晶よりな
る炭化珪素を工業的にかつ安価に連続製造するためのす
るための装置とその方法に関するものである。

従来工業的な炭化珪素の製造方法は、公知の如く古典的
なアチェソン型の電気抵抗炉を用いた非連続式のもので
ある。

この為炉の密閉化が困難で公害上および労働衛生上の問
題を多数有し、非能率的で経済性に乏しい方法である。
また、Ｂ型炭化珪素は、アチェソン炉を用いた従来法に
おいては、Ｑ型炭化珪素製造の際の副生成物として極少
量しか得られ乙−、しかもＱ型炭化珪素や不純物の含有
率が高い欠点を有し、高収率で大量生産することはでき
なかった。ところで微細なＢ型結晶よりなる炭化珪素は
、Ｑ型結晶よりなる炭化珪素に比較して耐酸化性、機械
的強度などにおいて優れた特性が認められ、研摩材とし
て、炭化珪素系耐火物の充填剤や結合剤として、また治
金用の脱酸剤として待望されており、将来省エネルギー
用の耐久材料、電子材料及び原子力材料として期待され
ている。このような観部こ立ち、本発明者等は先に特願
昭５１−６１４３２号により金属炭化物の製造方法なら
びに製造装置を提案した。前記製造装置は、装入口と予
熱帯と加熱帯と冷却帯と密閉自在の生成物排出口とを有
し、それらが縦方向にそれぞれ連接しなる反応容器であ
って、前記加熱帯を形成する筒は黒鉛製であり、加熱帯
内の装入物を間接電気加熱する手段を具備し、前記加熱
帯の有効伝熱幅が０．１０〜０．２８ｍの範囲内にあり
、少なくとも前記加熱帯の外側に炭素あるいは黒鉛質徴
粉よりなるる断熱層を有し、前記装入口より装入された
原料が前記子熱帯を降下する間に子熱され、加熱帯にお
いて連続的あるいは間歌的に自重降下させつつ前記加熱
手段によって間接加熱されて金属炭化反応後、冷却帯を
降下する間に冷却され、前記排出口より排出される金属
炭化物の製造装置に関するものである。本発明は、前記
本発明者等による装置発明の改良に係り、その目的とす
るところは、均一な粒径のａ型結晶よりなる炭化珪素を
、高い収率で安定して連続的に大量製造できかつ操業を
完全に自動的に行なうことができるとともに、大中な電
力原単位の向上を図ることができる工業的な主としてＢ
型結晶よりなる炭化珪素の製造装置及び該製造装置を用
いた製造方法を提供することにある。

次に本発明を詳細に説明する。本発明の装置は装入口と
予熱帯と加熱帯と冷却帯と排出口を有し、それらが縦方
向にそれぞれ連接し、少なくとも前記加熱帯は内径が０
．１０〜０．３５肌の範囲内にある黒鉛製円筒からなり
、前記加熱帯の周囲に垂設された黒鉛製電気発熱体と、
前記発熱体の外周に設けられた黒鉛製反射筒と、前記排
出口に設けられた生成物の排出量を制御し得る排出手段
とを具備した反応容器を複数個華設し、それぞれの反応
容器の周囲に炭素質あるいは黒鉛質徴粉よりなる断熱層
と前記断熱層の外側を包括する外殻を設けた主としてＢ
型結晶よりな炭化珪素の製造装置である。

本発明の装置において、前記複数個の反応筒の中心を同
一直線上に、もしくは２本以上の平行直線上に、あるい
は同一円周上にそれぞれの反応筒を華設することができ
る。

本発明の装置において、前記加熱帯の周囲に垂設される
黒鉛製電気発熱体の縦方向の発熱部の全長は０．３〜１
．５肌の範囲内にすることは有利であり、また、前記そ
れぞれ隣接する反射筒間の距離は０．０２〜１．０のと
することは有利であり、さらにまた前記加熱帯を形成す
る黒鉛製円筒の肉厚が０．０１５〜０．０９仇の範囲内
とすることは有利である。

本発明の装置において前記加熱帯を形成する黒鉛製円筒
と前記黒鉛製発熱体との間隔、および黒鉛製発熱体とそ
の外周に設けられた黒鉛製反射筒との間隔がそれぞれ０
．０２〜０．１５肌の範囲内とすることは有利であり、
また密閉自在な排出手段を設けること及びまたは排出手
段の下部に隣接して密閉自在の生成物収納容器を設ける
ことは有利であり、さらにまた前記反射筒と外殻との間
の断熱層の水平方向の厚さを０．１〜１．５ｍの範囲内
とすることは有利である。

次に本発明装置を図面を参照して説明する。

第１図に示す如く、本発明の装置は、原料装入口１と子
熱帯２と加熱帯３と冷却帯４と排出口５を有し、それら
が縦方向にそれぞれ連接し、少なくとも前記加熱帯３は
、内径が０．１〜０．３５肌の範囲内にある黒鉛製の円
筒で、前記加熱帯３の周囲には、その発熱部の全長が０
．３〜１．５のとなるように垂設された黒鉛製発熱体６
と、前記発熱体６の外周に設けられた黒鉛製反射筒７と
、前記排出口５に設けられた生成物の排出量を制御しう
る排出手段８を備えた反応容器９と、それらの周囲に設
けられた炭素質あるいは黒鉛製質徴粉よりなる共通の断
熱層１８と、断熱層１８の外側を包囲する外殻１６から
構成され、前記反応容器９は隣設する黒鉛製反射筒７間
が０．０２〜１．０仇の範囲になるように複数個設置さ
れている。本発明の装置によれば、原料装入口１よりＢ
型炭化珪素生成用の原料が連続的あるいは間歌的に子熱
帯２の上部に装入され、子熱帯２を降下する間に、子熱
され、加熱帯３において連続的あるいは間歌的に自重降
下する間に前記黒鉛製発熱体６によって間酸加熱されて
、ＳＩＣ化した後、冷却帯４を降下する間に冷却され、
次いで排出口５に設置した排出手段８によりり反応生成
物が連続的あるいは間歌的に排出される。本発明装置を
さらに詳細に説明すると、前記反応容器９において、加
熱帯３を形成する筒は、黒鉛製の円筒とすることが必要
であるが、予熱帯２と冷却帯４は必ずしも黒鉛製でなく
てもよく、耐火レンガや不定形耐火物を用いて形成する
こともでき、また、その水平断面形状は必ずきも円形で
なくともよい。

ここで加熱帯３を形成する筒を円筒に限定する理由は、
加工が容易であるばかりでなく他の形状に比らべ熱的な
耐久性と機械的な強度を有することと、筒内における原
料及び生成物の自重降下が滑らかで偏碕して降下するこ
とがなくまた前記加熱帯周囲に華設される前記黒鉛製発
熱体６により均一に加熱されるため得られる生成物が特
に均一で安定するからである。また本発明装置において
前記加熱帯３を形成する筒の内径は０．１〜０．３５肌
の範囲とする必要があり、内径が０．３５のより大きい
と前記加熱帯３の加熱方向における温度差が大きくなり
均一な反応生成物が得がたく、一方０．１机より小さい
と装入物が架橋され易くなるため装入物の移動降下が悪
くなり且つ生産量が少なくなるので工業的装置とは成り
得ないことにより加熱帯３を形成する筒の内径は、０．
１〜０．３５肌の範囲内とする必要がある。また前記加
熱帯３を構成する黒鉛製円筒の肉厚が０．０１５〜０．
０９ｍの範囲とすることは有利である。ここで、肉厚が
０．０１５ｍより小さいと機械的強度が低く耐久性に劣
り、一方０．０９肌より大きいと、前記黒鉛製円筒の肉
厚の内・外面間に大きな温度差が生じ、熱による膨脹と
収縮により破壊されやすくなったり、また前記黒鉛製円
筒内に生じた状況変化に対する処置が遅れがちになるの
で好ましくない。本発明装置において、前記黒鉛製発熱
体６は、例えば捧型、Ｕ字型、リボン型とすることがで
き、前記加熱帯３の周囲に近接して、発熱体の発熱部１
０が加熱帯城の垂直方向に対応するように、かつ加熱帯
内の装入物をできるだけ均一に加熱するように設ける。
ここで前記黒鉛製発熱体６の発熱部１０の長さは、０．
３〜１．５肌の範囲内とする必要がある。発熱部１０の
長さが０．３のより小さいと菱入物の降下速度が遅くな
り生産性が低いし、均一な加熱も行ない難く、一方１．
５のより大きいと、一度生成したＢ型炭化珪素が更に高
温に加熱されて分解再生を経て結晶成長し、且つＱ型の
炭化珪素に変態転移し、前記反応容器９の内壁面に固着
したり、それ自体が塊状物となり、生成物の排出を困難
とし、Ｂ型結晶よりなる炭化珪素の連続製造ができなく
なる。また本発明装において、前記加熱帯３を形成する
黒鉛製円筒と黒鉛製発熱体６との間隔、および黒鉛製発
熱体６とその外周に設けられた黒鉛製反射筒７との間隔
が、それぞれ０．０２〜０．１５仇の範囲内にあること
が好ましい。

前記それぞれの間隔が０．０２のより狭いと、前記黒鉛
製発熱体６の配設が困難となることと、前記黒鉛製発熱
体６が使用に際して前記黒鉛製反応筒９あるいは黒鉛製
反射筒７と電気的に接触しやすくなる為、装置の運転を
やむをえず中止しなければならない事態が発生しやすく
なる。一方前記それぞれの間隔が０．１５机より大きい
と、装置が大型化するばかりでなく外殻内容積が増大し
熱的定常状態到達までに多量の時間と熱量が費やされ経
済的でないので前記間隔をそれぞれ０．０２〜０．１５
肌の範囲内とすることが好ましい。前記黒鉛製発熱体６
は、加熱帯３を形成する筒と黒鉛製反射筒７により取り
囲まれた空間内にあり、前記空間内には非酸化性ガス封
入口１１より例えばアルゴン、ヘリウム、窒素、一酸化
炭素、水素その他の非酸化性ガスが封入され、空気の侵
入による黒鉛製発熱体６の酸化消耗を防止することがで
きる。

黒鉛製発熱体６は、案内電極１２と可擬導体１３とプス
バー１４により電源と接続される。かくして案内電極１
２により給電された電気は発熱体６の発熱部１０で熱と
なり、その熱の一部は直接に、他の一部は黒鉛製反射筒
７より反射されて加熱帯３を形成する筒に伝達され、筒
内を貫流して袋入物を間接加熱する。前記冷却帯４の下
部の排出口５に設けられた排出手段８は、反応生成物の
排出量を容易に制御し得るものでなければならない。

この理由としては、排出量が容易に制御出来ることによ
り、加熱帯３内における原料及び生成物の自重降下速度
が調整できることとなり、前記排出手段８の排出量規制
因子と反応温度及び負荷電圧もしくは、電源回路と対応
させることにより、反応容器９内の原料装入物をＢ型炭
化珪素が生成する最適条件下で絶えず加熱反応させられ
る為、均一な生成物を連続的に得ることを容易に達成す
ることができるからである。。本発明装置においては、
以上に示した装入口１と黒鉛製発熱体６と黒鉛製反射筒
７を備えた黒鉛製円筒からなる加熱帯３と、冷却帯４と
、排出手段８を備えた排出口５を有し、それらが縦方向
に連接してなる反応容器９を、隣接する前記反射筒間の
距離が０．０２〜１．０ｍの範囲内となるように複数個
設置する。従って加熱帯を形成する反応容器の内径が限
定されているに拘らず前記反応容器９の設置数を増加す
ることにより容易に高い収率で安定して大量生産するこ
とができる。本発明によれば前記反応容器９を複数個設
置するに当たり、隣設する前記黒鉛製反射筒７間の距離
が０．０２〜１．０机の範囲内となるようにすることは
有利である。ここで黒鉛製反射筒７間の距離を１．０ｍ
以上にすると外殻内容積が増大する為装置の熱的定常状
態到達まででに多くの時間と熱量が費やされ電力原単位
が増加し非経済的である。一方黒鉛製反射筒７間の距離
を０．０２ｍ以下にすると、前記それぞれの排出口５下
部に設ける排出手段８の設置が困難になるばかりでなく
、それぞれの反応容器の加熱帯３の加熱方向において黒
鉛製反射筒７隣接側と他方の外殻１６側に著しい温度美
を生じ、該温度差により熱膨は脹が異なり、前記反応容
器９内に大きな応力が発生し破壊され易くなる。本発明
の装置において、前記それぞれの反応容器の周囲は、炭
素質あるいは黒鉛製徴粉よりなる共通した断熱層１８が
形成されて、熱の反応装置外への放散が防止される。

前記反射筒７と外殻１６との間の断熱層１８は水平方向
の厚さを０．１〜１．５凧の範囲内とすることが有利で
ある。この場合、前記断熱層１０を０．１のより薄くす
ると外殻１６から熱損失が増加し経済的でなくなるばか
りでなく本発明装置におし、は、前記反応容器９が複数
個設置される為、反応容器９の隣設側と他方の外殻１６
側に極端な温度差を生じ得られる生成物が不均一になっ
たり、あるいは前記温度差により、反応容器内に熱膨脹
差による応力が発生し、反応容器が破壊され易くなる。
また１．５の以上とすると、厚くしただけの効果がない
ばかりでなく装置の熱的定常状態までに多くの時間と熱
量が費され経済的でないし、。前記断熱層１８を形成す
る材料としては、約２０００３０前後の温度に耐え、黒
鉛材と接触しても反応せず、かつ高温城における断熱特
性の優れたものであることが必須であり、炭素質あるい
は、黒鉛質徴粉とする必要がある。前記炭素質あるいは
黒鉛質微粉としては、例えば各種のコークス、天然黒鉛
、人造黒鉛、その他を徴粉粉砕しもの、あるいは、例え
ばカーボンブラック、ランプブラック、アセチレンブラ
ックその他の炭素質或るし、は黒鉛質徴粉を用いること
ができ、特にカーボンブラック、アセチレンブラックは
高比重が小さいため高温域の断熱性に優れているので本
発明において有利であることが認められている。また前
記炭素質あるいは黒鉛製徴粉よりなる断熱層１８の外側
には、共通の外殻１６を設ける。

前記外殻１６は鋼板あるいは内側に断熱レンガを有する
鋼板とすることができる。従って、前記複数個の反応容
器９の周囲に共通の断熱層１８を設け、前記断熱層１８
の外側を包括する外殻１６を設けたことにより個々の反
応容器９に前記断熱層１８と前記外殻１６を設けた場合
に比らべ外殻１６からの熱損失が減少する上、装置を簡
略にすることができ、極めて経済的である。本発明の装
置を用いて所定の温度に袋入物を、間接電気加熱して主
としてＢ型結晶を有する炭化珪素を生成させるに当り、
反応容器内の加熱帯の温度すなわち反応温度を制御する
手段としては加熱帯３を形成する黒鉛製反応容器の外壁
温度を測定し、使用負荷電力を調節する手段を用いるこ
とができる。

前記温度の測定方法には一端が閉じられているかまたは
開放された棚温パイプ１７を通じて、例えば光高温計、
鏡射高温計、２色温度計その他を用いて測定する方法、
あるいは例えばタングステンーィリジウムその他の高温
用熱電対を用いる方法を使用できる。本発明装置におい
て前記反応温度を測定する場合、前記反応容器それぞれ
に設けるかあるいは代表的な反応容器に設けかの何れで
あっても支障はない。本発明装置において、第２図、第
３図、第４図の横断面図に示す如く前記加熱帯を形成す
る黒鉛製円筒９の中心が同一直線上（第３図）もしくは
２本以上の平行な直線上（第４図）あるいは、同一円周
上（第２図）になるように複数個の黒鉛製円筒９を垂設
することが有利である。この理由としては反応容器の設
置が比較的簡略になる為外殻容積も小さくなり装置の熱
的定常状態到達までに費やされる時間も短かく且つ熱量
が少なくてすみ、熱損失が少なく、また狭い設置面積で
大量生産が容易になる。本発明装置において、前記反応
生成物を排出手段８から排出するに当って、外気が排出
手段８及び排出口５を経て黒鉛製円筒内に侵入しないこ
とと、逆に黒鉛製筒内で発生したガスが排出口５及び排
出手段８を経て大気中に多量に排気されないこが好まし
い。従って前記排出口５に設ける排出手段８は、生成物
の排出量を制御でき且つ密閉自在の排出手段とするか、
もしくは、生成物の排出量を制御し得る排出手段と、そ
の下部に密閉自在の生成物収納器１９を設ける。その際
前記排出手段８下部に設けられた生成物収納器１９は、
それぞれの排出手段８の下部に設けるかもし〈は、それ
ぞれの排出手段の下部に共通した生成物収納器１９を設
置することができる。また本発明装置において、Ｂ型炭
化珪素を生成する際に発生した高温のＣＯガスは、予熱
帯２を上昇してそれぞれの反応容器の上部に至り、排気
ダクト１５より回収するか、あるいは反応容器の上端で
燃焼させる。

前記高温のＣＯガス顕熱は予熱帯２を上昇する間に、装
入された原料と向流接触することによりほとんど熱交換
して原料の子熱に利用される。回収されたＣＯガスは、
例えば発電用、加熱用、乾燥用或るし、は、化学反応の
原料用として利用することができる。以上の如く本発明
装置を用いると、それぞれの加熱帯３を形成する反応容
器が黒鉛製でその内径が０．１〜０．３５肌の範囲内に
ある円筒からなり、その周囲には、発熱部の長さが０．
３〜１．５凧の範囲内にある黒鉛製発熱体６及び黒鉛製
反射筒がそれぞれ垂設されている為、加熱帯内の装入物
は、それぞれの加熱帯３内で外周から均一に加熱される
。

また前記反応容器９の下部には、生成した反応生成物の
技出量を制御することのでき排出手段が設置されている
為、加熱帯内の装入物を、最適条件下で降下させること
ができる。従って、収率が高く、均一なａ型炭化珪素を
安定して連続的に得ることができる。また前記反応容器
を、共通の外殻１６及び断熱層１８内に複数個隣設する
黒鉛製射筒間の間隔が０．０２〜１．０凧の範囲内にあ
るように設置するこにより、装置が簡略になり、熱損失
が少なく、極めて経済的に均一なＢ型結晶よりなる炭化
珪素を容易に大量生産することが可能となる。次に本発
明の製造方法を説明する。

装入口と子熱帯と加熱帯と冷却帯と排出口を有し、それ
らが縦方向にそれぞれ連接し、少なくとも前記加熱帯は
内隆が０．１〜０．３５肌の範囲内にある黒鉛製円筒か
らなり、前記加熱帯の周囲に華設された黒鉛製電気発熱
体と、前記発熱体の外周に設けられた黒鉛製反射筒と前
記排出口に設けられた生成物の排出量を制御し得る排出
手段とを具備した反応容器を複数個垂設し、それぞれの
反応容器の周囲に炭素質あるいは黒鉛質徴粉よりなる断
熱層と、前記断熱層の外側を包括する外殻を設けた主と
してＢ型結晶よりなる炭化珪素の製造装置により、シリ
カと炭素とをＣ／Ｓｉｏ２モル比で３．２〜５．５の範
囲内に配合した原料を前記反応容器の上部より装入し、
前記予熱帯内を自重降下させつつ前記加熱帯を形成する
黒鉛製円筒の外壁温度が１７５０〜２３５０ｑＣに制御
された加熱帯に至らせ、円筒の内径をＤｍとするとき前
記加熱帯内を次に示す関係式｛１）：ｅｘｐ（−７．１
の十０．３９）≦Ｕ ≦ｅｘｐ（一４．斑町十１．７２） ……‘
１｝で示される降下速度Ｕｍ／Ｈｒの範囲内で通過させ
ながらＳＩＣ化反応を行なわせ、次いで反応生成物を冷
却帯に降下させ非酸化性雰囲気下で冷却後、前記排出手
段を用いて排出せしめることにより主としてＢ型結晶よ
りなる炭化珪素を製造することができる。

本発明によればシリカと炭素から生成される炭化珪素の
反応式は一般に第■式によって示される。

Ｓｉ０２十３Ｃ→ＳＩＣ＋２Ｃ０ ・・
・・・・■しかしながら実際に主体となる生成機構は下
記の第‘３ー式によってＳｉ○ガスが生成し、該Ｓｉ０
ガスと炭素が第■式にしたがって反応し、炭化珪素が生
成することが知られている。

Ｓｉ０２十Ｃ→Ｓｉ０十Ｃ○ ・・・
・・・【３’Ｓｉｏ＋２Ｃ→ＳＩＣ＋Ｃ０
・・・…【４１本発明において珪石あるし、は珪
砂を粉砕したシリカ粉と、灰分の少ない例えば石油コー
クス、ピッチコークス、無煙炭を粉砕した炭素分とを出
発原料として配合するに際し、Ｃ／Ｓｉ０２モル比は３
．２〜５．５の範囲内とすることが好ましく、Ｃ／Ｓｉ
０２モル比が３．２より小さいと前記‘３ｌ式に従って
生成するＳｉ○ガスのうちＳＩＣ化されないものが多く
なり、譲るｉ○ガスは子熱帯で下記の｛５｝〜の式に示
す反応により、粘着性の析出物を増加させる。

森ｉ○一Ｓｉ０２十Ｓｉ …
…｛５｝Ｓｉ０十ＣＯ→Ｓｉ０２十Ｃ
……【６１＄ｉ○十ＣＯ→あｉ０２十ＳＩＣ
……【７｝その結果炭化珪素を連続的に製造す
るために最も重要な原料の円滑な自重降下が阻害され易
くなり、他方５．５より大きいと反応に寄与しない炭素
を高温に加熱するため熱効率が低くなると共に、炭素原
料に要する費用が増加するので経済的に３型炭化珪素を
製造することが難しい。本発明の方法によれば、前記配
合比の原料を用い、反応容器の上部より装入しＬ前記予
熱帯内を自重降下させつつ前記加熱帯を形成す黒鉛製円
筒の外壁温度が１７５０〜２３５０００に制御された加
熱帯に至らせ、前記加熱帯内を前記の関係式｛１｝で示
される降下速度Ｕ（ｍ／日て）の範囲内で通過させなが
らＳＩＣ化反応を行なわせる。

本発明によりＢ型炭化珪素を効率的にしかも連続的に製
造するためには反応温度を１６５０〜２１００ｑｏの範
囲内に維持する必要がある。

前記反応温度が２１００ｑｏより高いと生成したＢ型炭
化珪素が結晶成長し、Ｑ型炭化珪素に転移して競給塊と
なるので、反応容器内が閉塞し易くなり、連続操業が困
難となる一方反応温度が１６５０ｏ０よりも低いと反応
速度が極めて遅く経済的でない。前記反応温度は加熱帯
を形成する黒鉛製円筒の外壁温度とほぼ相関しているた
め、この反応温度を１６５０〜２１００℃の範囲内に維
持するためには前記加熱帯を形成する黒鉛製円筒の外壁
温を１７５０〜２３５０午０に制御する必要があり、そ
の理由は外壁温度が１７５０ｑｏより低いと反応温度を
１６５０つ○以上にすることができず、一方２３５０℃
より高いと反応温度が２１００ｏＣ以上になるからであ
る。本発明によれば加熱帯内における装入物を所定の速
度で降下させることが極めて重要であり、加熱帯内にお
ける装入物の降下速度Ｕ（ｍ／ｈｒ）は前記の関係式‘
１’で示された範囲内とすることが必要である。

装入物の降下速度が式｛１｝で示される範囲よりも速い
と、反応容器内の水平方向における反応温度差が大きく
なり均一な品質の生成物が得難いだけでなく、加熱帯に
おける装入物の滞留時間が実質的に短縮される結果反応
率が低下し、生成物の品位及び収率が低下するし、電力
原単位が悪化する。一方装入物の降下速度が式｛１１で
示される範囲より遅いと、単位反応容器当りの生産量が
減少し、生産性が悪くなるだけでなく、加熱帯の途中で
炭化珪素を生成する吸熱反応が終了することにより、発
熱体よりの供給熱量と吸熱量のバランスがくれ易く、反
応温度が急上昇するので温度制御が著しく困難となり、
反応温度が急上昇した場合には、生成物は結晶成長を起
しＱ−ＳＩＣを生成し塊状物となり円滑な自重降下が甚
しく阻害害されるので装入物の降下速度Ｕ（ｍ／ｈｒ）
は前記式ｔｌ｝の範囲内とすることが必要である。本発
明によれば反応生成物を冷却後、排出せしめることが極
めて重要であり、反応生成物は冷却帯に降下させた後、
非酸化性雰囲気下で８００ｏｏ以下となるまで冷却した
後排出させることが好ましい。反応生成物中の炭化珪素
は比較的酸化され易く特に８００午０以上で顕著である
ため、十分冷却されていない反応生成物を８００午０以
上で酸化性雰囲気に曝すと、一且生成した炭化珪素が酸
化消耗し、炭化珪素の収率が悪化するため好ましくない
。本発明を実施例について説明する。

実施例 １ 第１図及び第２図に示した構造で各部の仕様が第１表に
示す本発明の製造装置を使用して、下記の条件で８−Ｓ
ＩＣを製造した。

第１表 珪石粉末（Ｓｉ０２＝９９．７％、８０メッシュ下）、
オイルコークス粉末（Ｃ＝９８．７％、灰分／炭素重量
％＝０．５％、３２５メッシュ下）、ピッチ粉末（Ｃ＝
５０．４％、２００メッシュ下、蓬石に対して７Ｍ％配
合）をＣ／Ｓｉ０２モル比が４．０となるように配合し
、竪型スクリュー混合機にてＩＱ分間混合した。

この混合物を皿型造粒機を使用して平均粒径１０．５肌
の団粒に成形し、１５０℃で１．虫時間乾燥した成形原
料を本発明の連続製造装置の上部より投入し、種々の操
業条件にて連続的に加熱法支応させたところ、第２表に
示す結果が得られた。第２表 注）上記第２表に示す電力原単位は８５亀Ｓｉ０換算の
値を示すものである。

本発明例のＭ．１〜５においては長期間にわたり原料お
よび生成物の自重降下が順調であり、安定し炉況で連続
操業することができたが、比較例の船．６では原料投入
開始後４〜５時間で３一ＳＩＣのＱ−ＳＩＣへの転移焼
給塊状化に起因すると思われる自重降下の停滞現象が発
生し連続操業が困難となった。

またＮｏ．７では原料および生成物の自重降下は順調で
あった力Ｓｉｃ収率が低く電力原単位が悪かった。さら
にＮｏ．８では原料の投入を開始してから３〜４時間後
から外壁温度が不安定になり反応温度を制御することが
困難となった。実施例２および比較例 実施例１と同一の製法により調製した成型原料を使用し
実施例１で用いたと同一の製造装置を用いて加熱帯を形
成する黒鉛製円筒の外壁温度を約２２００ｑｏに制御し
、１．印ｈ／ｈｒの降下速度で操業を行い、生成物を非
酸化性雰囲気下で６００℃迄冷却した後排出した場合と
、生成物が９００午○のときに酸化性雰囲気に曝し冷却
した場合のＳＩＣ含有率を比較した。

結果は第３表に示した如くであり、酸化性雰囲気下で冷
却した場合の生成物中のＳＩＣ含有率は本発明例の非酸
化性雰囲気下で冷却した場合に比べて４．５％低かった
。

第３表 注）上記第３表に示す生成物組成はＳｉ０，Ｓｉ０２，
Ｆ・０以外の物質を除外した値である。

以上の説明によって明らかな如く本発明の製造装置なら
びに製造方法によれば、均一な品質の主として８型結晶
よりなる炭化珪素を高い収率で安定して連続的に製造で
きるとともに、極めて効率的な条件で操業できるので大
幅な電力原単位の向上を図ることができ、また工業的大
量生産をすることができるので工業上極めて有用なもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工業的連続製造装置の一例を示す縦断
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′線に沿う横断面図、第
３図および第４図はそれぞれ本発明の異なる実施態様の
工業的連続製造装置の横断面図である。 １・・・・・・原料装入口、２・・…・予熱帯、３・・
・・・・加熱帯、４・・・・・・冷却帯、５・・・・・
・排出口、６・・・・・・黒鉛製発熱体、７・…・・黒
鉛製反射筒、８・・・・・・排出手段、９・・・・・・
反応容器、１０・・・・・・発熱体発熱部、１１・・・
・・・非酸化性ガス封入口、１２・・・・・・案内電極
、１３・・・・・・可操導体、１４・・・・・・プスバ
ー、１５・・・・・・排気ダクト、１６・・・・・・外
殻、１７・・・・・・側溢パイプ、１８・・・・・・断
熱層、１９・・・・・・生成物収納器。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 装入口と予熱帯と加熱帯と冷却帯と排出口を有し、
   それらが縦方向にそれぞれ連接し、少なくとも前記加熱
   帯は内径が０．１〜０．３５ｍの範囲内にある黒鉛製円
   筒からなり、前記加熱帯の周囲に垂設された黒鉛製電気
   発熱体と、前記発熱体の外周に設けられた黒鉛製反射筒
   と、前記排出口に設けられた生成物の排出量を制御し得
   る排出手段とを具備した反応容器を複数個垂設し、それ
   ぞれの反応容器の周囲に炭素質あるいは黒鉛質微粉より
   なる断熱層と前記断熱層の外側を包括する外殻を設けた
   主としてβ型結晶よりなる炭化珪素の製造装置。 ２ 前記複数個の反応筒の中心を同一直線上に、もしく
   は２本以上の平行直線上に、あるいは同一円周上にそれ
   ぞれの反応筒を垂設した特許請求の範囲第１項記載の製
   造装置。 ３ 前記加熱帯の周囲に垂設される黒鉛製電気発熱体の
   縦方向の発熱部の全長は０．３〜１．５ｍである特許請
   求の範囲第１あるいは２項記載の製造装置。 ４ 前記それぞれ隣接する反射筒間の距離は０．０２〜
   １．０ｍである特許請求の範囲第１〜３項の何れかに記
   載の製造装置。 ５ 前記加熱帯を形成する黒鉛製円筒の肉厚が０．０１
   ５〜０．０９ｍの範囲内にある特許請求の範囲第１〜４
   項の何れかに記載の製造装置。 ６ 前記加熱帯を形成する黒鉛製円筒と前記黒鉛製発熱
   体との間隔、および黒鉛製発熱体とその外周に設けられ
   た黒鉛製反射筒との間隔がそれぞれ０．０２〜０．１５
   ｍの範囲内にある特許請求の範囲第１〜５項の何れかに
   記載の製造装置。 ７ 密閉自在な排出手段を設けた特許請求の範囲第１〜
   ６項の何れかに記載の製造装置。 ８ 排出手段の下部に隣接して密閉自在の生成物収納容
   器を設けた特許請求の範囲第１〜７項の何れかに記載の
   製造装置。 ９ 前記反射筒と外殻との間の断熱層の水平方向の厚さ
   を０．１〜１．５ｍの範囲内とす特許請求の範囲第１〜
   ８項の何れかに記載の製造装置。 １０ 装入口と予熱帯と加熱帯と冷却帯と排出口を有し
   、それらが縦方向にそれぞれ連接し、少なくとも前記加
   熱帯は内径が０．１〜０．３５ｍの範囲内にある黒鉛製
   円筒からなり、前記加熱帯の周囲に垂設された黒鉛製電
   気発熱体と、前記発熱体の外周に設けられた黒鉛製反射
   筒と、前記排出口に設けられた生成物の排出量を制御し
   得る排出手段とを具備した反応容器を複数個垂設し、そ
   れぞれの反応容器の周囲に炭素質あるいは黒鉛質微粉よ
   りなる断熱層と前記断熱層の外側を包括する外殻を設け
   た主としてβ型結晶よりな炭化珪素の製造装置を用い、
   シリカと炭素とをＣ／Ｓｉｏ＿２モル比で３．２〜５．
   ５の範囲内に配合した原料を前記反応容器の上部より装
   入し、前記予熱帯内を自重降下させつつ前記加熱帯を形
   成する黒鉛製円筒の外壁温度が１７５０〜２３５０℃に
   制御された加熱帯に至らせ、円筒の内径をＤｍとすると
   き前記加熱帯内を下記の関係式（１）で示される降下速
   度Ｕｍ／Ｈｒの範囲内で通過させながらＳｉＣ化反応を
   行なわせ、次いで反応生成物を冷却帯に降下させ非酸化
   性雰囲気下で冷却後、前記排出手段を用いて排出せしめ
   ることを特徴とする主としてβ型結晶よりなる炭化珪素
   の製造方法。 ｅｘｐ（−７．１６Ｄ＋０．３９）≦Ｕ ≦ｅｘｐ（−４．６３Ｄ＋１．７２） ……（１）