硅碳棒工艺.doc

硅碳棒----生产工艺
成型坯料的制备
制造硅碳棒所用的原料,除石英砂,天然石墨粉外,其余均是工业产品,一般不自加工。如因考虑企业的综合效益,需对碳化硅进行自生产加工,其生产工艺,加工方法,所用生产设备可查阅第二篇《碳化硅》部分。
成型方法,决定着成型坯料的配方和坯料的制备方法。我国广泛采用的是挤压成型法,除此,尚有震捣成型法和等静压成型法。成型坯料的调配应合理,使之符合生产工艺的要求。如果调配方法不当或工艺控制不严,不仅降低生产效率,还会影响产品质量。
成型坯料应达到以下几个要求:
(1) 坯料中各组分应充分混合均匀,颗粒级配达到尽量大的堆积密度。
(2) 坏料中结合剂用量要适当。用量大,棒体易变形,棒体气孔率大,影响产品寿命;用量小,压型困难,或造成素烧起层或断棒。
(3) 坯料中不应含有水份,并尽量减少气泡,有水份,成型时棒表面起泡,甚至无法成型。
结合剂的选择。国内各硅碳棒制造厂大都选用沥青做结合剂。因为:一是沥青中含有较多的碳,这些碳是生产碳化硅的原料之一;二是沥青具有冷固,热塑性,加热后具有很好的可塑性,冷却时棒坯容易定形;三是材料来源广泛,经济。
也是在等直径硅碳棒的生产中,选用树脂做结合剂的,这种方法可省去混料,成型过程中的加热装置,但成型后需增加烘干装置,且树脂价格较贵。
用沥青或树脂做结合剂,对于环境污染比较严重,所以从劳动保护和环境保护的角度出发,有人也做过选用其它材料做结合剂的尝试,尚有待于研究。
常见的坯料制备流程举例如图7-3-3所示。
此流程的特点是:干法重量配料比较准确,混料时一次投料,操作简化。
操作时应注意:先投用量多,比重大,粒度粗的料,后投用量少,比重小,粒度细的料;干粉混合时间不要太长,否则将更不均匀;加入沥青后的混合过程中不能停止加热,否则设备将开动不起来,造成材料和时间的浪费。
一. 成型坯料的配方
用沥青做结合剂时,较常用的几种硅碳棒坯料的配方如表7-3-1,表7-3-2所示。
表7-3-1 产品配方(发热体)
单位:%
材料名称粒度# 1号 2号 3号 4号 5号 6号
绿碳化硅 80 20 20 20 20
120 30 10 10
150 50
180 70
<180 100
240 70
100~180 2
180~320 20
<320 78
120球磨 80
外加
天然<150 3 3 4 3 3
石墨粉 2
碳黑沥青 19 22 21 22
(软化点) (68~75) (62) (64) (68~75) (69±1) (69±1)

表7-3-2 产品配方(端部)
单位:%
材料名称粒度# 1号 2号 3号 4号 5号
碳化硅 80 20 28
120 40 80
150 30
180 30
100~180 46
180~320 24
<320 30
120球磨 72
外加
金属硅<150 25 50 35
电极粉<150 50
天然石墨粉<120 7 5 8 4
沥青 68
(软化点) (68~75) (62) (69) (64) (68~75)


(1) 结合剂
结合剂——沥青的软化占为68~75摄氏度(环球法测定)。
沥青在用蒸气或煤火加热的罐中进行熬制,罐的容积,形状可根据硅碳棒生产规模和操作方便,满足生产需要而定,可一个或几个,~。如果用煤火熬制,罐内温度最高不得超过200摄氏度。
熬制好的沥青应以无泡沫为宜,并通过16#筛网放入盘中储存备用。全过程严禁杂质混入。
沥青软化点的测定是根据国家标准GB2290-2295-80进行。
沥青软化点的调制:可预先测定出硬沥青,软沥青的软化点,通过调节硬沥青,软沥青的加入量控制调合沥青的软化点。
其经验公式:
软沥青量=总重量*(硬沥青的软化点—要求的软化点)/(硬沥青的软化点—软沥青的软化点)
(2) 混料
混料时所需的蒸汽压力:~。相应的温度为143~164摄氏度,约为高调全沥青软化点两倍的温区。
温料所需的时间如表7-3-3所示。

表7-3-3 混料所需的时间
单位:min
操作步骤占用时间累计时间
干粉混合 3~5 3~5
加热料 20 23~25
加沥青后加热 20 43~45
开车混合 40 83~85

(3) 更换新料
更换新料时,应