專利名稱：硅碳棒冷端部生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種碳化硅電熱元件的生產工藝，尤其涉及硅碳棒部件的生產 工藝。
背景技術：
碳化硅電熱元件是廣泛用于各種電爐、電窯的發(fā)熱體，電熱元件硅碳棒廣 泛應用于冶金、機械、輕工、化工、電子、硅酸、國防工業(yè)、科學研究及醫(yī)藥 衛(wèi)生等部門的高溫技術領域，可以制成棒狀、U型、管狀等形式。目前的硅碳
棒生產工藝是由三大部分系列工藝，52道工序形成，三大部分為冷端部工藝、 熱端部工藝和焊接工藝，由于系列工藝多、工序長，其生產周期長達50多天， 工人勞動強度大，工作環(huán)境惡劣；綜合成品率(從投入原料到出成品)僅為30% 左右，利潤僅為產值的10%左右。而且，由于材料在成形中的電阻值無法控制， 使生產出的電熱硅碳棒的阻值隨機性非常大，而用戶只能在成品中通過測試而 達到滿足，從而使得商品率非常低，由于燒成溫差大及爐內二氧化硅氣體濃度 差大、微量雜質變化等，使棒的電阻值不易控制，電阻值偏差大于±30%，其它 指標如紅熱均勻度的均一性熱均勻度的均一性亦較差，質量難以控制，且生產 中排出大量一氧化碳氣體，不利于環(huán)保。中國專利01107837.5公開了一種碳化 硅電熱元件的生產工藝，在碳化硅與粘合劑混勻，成型后，經干燥、燒成及燒 成后處理，所述燒成為連續(xù)高溫燒成工藝，預熱溫度為300-800°C，高溫燒成溫 度為2400-250(TC。生產周期縮短到7天左右，綜合成品率上升到80%左右。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種硅碳棒冷端部生產工藝，其產品電阻率低、生產成本低、無環(huán)境污染、生產周期縮短到2天左右、綜合成品率由80%左右提高到 高于95%。
本發(fā)明所述的硅碳棒冷端部，由碳化硅及粘合劑組成，所述粘合劑為高分 子粘合劑或糊精粘合劑，粘合劑占碳化硅重量的2-3%。
所述的高分子粘合劑可以是聚乙烯類粘合劑，也可以是纖維素類粘合劑。 所述的糊精粘合劑為淀粉類粘合劑。
所述的硅碳棒冷端部，其原料為碳化硅、潤滑劑、碳、粘合劑和水，配料 時碳化硅、潤滑劑、碳與粘合劑、水的重量比為28-36%。
所述的硅碳棒冷端部，其原料配料時粘合劑與水的重量為碳化硅重量的 5-10%。
所述的纖維素類粘合劑釆用甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素，優(yōu) 選甲基纖維素，對甲基纖維素的優(yōu)選條件是甲氧基含量為27.5-31.5%,粘度為 1500-8000mPas.s (20°C， 2%時)；對乙基纖維素的優(yōu)選條件是其醚化度為Y =100-150,對羧甲基纖維素的優(yōu)選條件是其醚化度為Y =30-60，粘度為> 800mPa.s (20°C, 2%時)。
所述的甲基纖維素，其甲氧基含量為27.5-31.5%,在溫度為2(TC、甲基纖維 素質量濃度為2y。時的粘度為1500-8000mpa. s。
本發(fā)明是通過如下技術方案來實現的
硅碳棒冷端部生產工藝，包括以下步驟
(1) 配料將120-250目的碳、碳化硅、潤滑劑和粘合劑按比例配制干混；
(2) 混料在常溫下將上述配料與水按7 : 3比例配制攪拌均勻，混料時間控 制在60-120分鐘；
(3) 成型根據所需直徑規(guī)格，換以適宜的中心針及模嘴，將混料加入螺旋成型擠壓機擠壓成型，擠壓壓力為0.5-1. OMpa;
(4) 烘干將成型坯料烘干，烘干溫度100-14(TC,烘干時間10-20小時；
(5) 高溫滲硅將成型烘干坯料置于管式爐中滲硅得硅碳棒的冷端部，成型 烘干坯料硅粉=1: (0.6-1.5)，滲硅溫度為1750-2050°C，滲硅時間為3-15 分鐘，保護氣氛為高純氮氣或其它惰性氣體。
所述的潤滑劑為石墨。
本發(fā)明成型工藝利用螺旋成型擠壓機擠壓壓力小，替代成型模具壓制成型， 成型模具壓制成型工作壓力大， 一般在2兆帕左右，減少了設備投入；釆用烘 干技術取代了倒焰窯和大型電阻爐，烘干溫度低，無需燒結，節(jié)煤節(jié)電，無環(huán) 境污染；生產周期縮短為2天；綜合成品率高，達95%以上；
本發(fā)明與現有技術相比，有如下優(yōu)點
(1) 采用烘干技術取代了倒焰窯和大型電阻爐，節(jié)煤節(jié)電，無環(huán)境污染。
(2) 生產周期由7天縮短為2天
(3) 綜合成品率由80%左右提高到高于95%。
(4) 產品電阻率低，是現有技術的40-50%。
(5) 成型壓力小，減少設備投入。
(6) 生產成本低。
具體實施例方式
現結合實施例對本發(fā)明作進一步描述 實施例1
所述的碳化硅電熱元件生產工藝,包括以下步驟
1、配料稱取150目的碳、碳化硅、石墨和乙基纖維素各5000g、 4500g、 300g、 200g干混，所述的乙基纖維素的醚化度Y為120;2、 混料在常溫下將上述配料與水按7:3比例配制攪拌均勻，混料時間 控制在60分鐘；
3、 成型根據所需直徑規(guī)格，換以適宜的中心針及模嘴，將混料加入螺旋 成型擠壓機擠壓成空心圓形棒，擠壓壓力為0.8Mpa，根據所需長度規(guī)格，截取 棒材；
4、 烘干將成型空心圓形棒坯料烘干，烘干溫度12(TC，烘干時間12小時；
5、 高溫滲硅將成型空心圓形棒坯料置于管式爐中，在其空心圓孔及其四 周布滿硅粉滲硅，得硅碳棒的冷端部，成型烘干坯料硅粉=1 : 0.6,滲硅溫 度為180(TC,滲硅時間為4分鐘，氮氣保護。
實施例2
所述的碳化硅電熱元件生產工藝，包括以下步驟
1、 配料稱取200目的碳、碳化硅、石墨和甲基纖維素各10000g、 9000g、 600g、 400g干混，所述的甲基纖維素，其甲氧基含量為31.5%，在溫度為2(TC、 甲基纖維素質量濃度為2"/。時的粘度為1500-8000mpa. s;
2、 混料在常溫下將上述配料與水按7:3比例配制攪拌均勻，混料時間 控制在80分鐘；
3、 成型根據所需直徑規(guī)格，換以適宜的中心針及模嘴，將混料加入螺旋 成型擠壓機擠壓成空心圓形棒，擠壓壓力為l.OMpa,根據所需長度規(guī)格，截取
棒材；
4、 烘干將成型空心圓形棒坯料烘干，烘干溫度10(TC,烘干時間15小時;
5、 高溫滲硅將成型空心圓形棒坯料置于管式爐中，在其空心圓孔及其四 周布滿硅粉滲硅，得硅碳棒的冷端部，成型烘干坯料硅粉=1 : 0.7,滲硅溫 度為185(TC,滲硅時間為5分鐘，氮氣保護本發(fā)明得到硅碳棒冷端部與發(fā)熱部焊接組裝成硅碳棒，廣泛應用于各種電 爐、電窯的發(fā)熱體。通過本發(fā)明的生產工藝，得到的硅碳棒發(fā)熱部各項性能指
標均達到了硅碳棒行業(yè)標準(JB/T3890-1999《硅碳棒》)。
以上詳細說明了本發(fā)明的實施方式，但這只是為了便于理解而舉的實例， 不應被視為是對本發(fā)明范圍的限制。同樣，任何所屬技術領域的技術人員均可 根據本發(fā)明的技術方案及其較佳實施例的描述，做出各種可能的等同改變或替 換，但所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明的權利要求的保護范圍。
權利要求
1、硅碳棒冷端部生產工藝，包括以下步驟(1)配料將120-250目的碳、碳化硅、潤滑劑和粘合劑按比例配制干混；(2)混料在常溫下將上述配料與水按7∶3比例配制攪拌均勻，混料時間控制在60-120分鐘；(3)成型根據所需規(guī)格，換以適宜的中心針及模嘴，將混料加入螺旋成型擠壓機擠壓成型，擠壓壓力為0.5-1.0Mpa；(4)烘干將成型坯料烘干，烘干溫度100-140℃，烘干時間10-20小時；(5)高溫滲硅將成型烘干坯料置于管式爐中滲硅得硅碳棒的冷端部，成型烘干坯料∶硅粉＝1∶(0.6-1.5)，滲硅溫度為1750-2050℃，滲硅時間為3-15分鐘，保護氣氛為高純氮氣或其它惰性氣體。
2、 根據權利要求l所述的硅碳棒冷端部生產工藝，其特征在于所述的潤 滑劑為石墨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅碳棒冷端部生產工藝，包括以下步驟1.配料將碳、碳化硅、石墨和粘合劑按比例配制干混；2.混料在常溫下將上述配料與水按7∶3比例配制攪拌均勻；3.成型將混料加入螺旋成型擠壓機擠壓成型；4.烘干將成型坯料烘干；5.高溫滲硅將成型烘干坯料置于管式爐中滲硅得硅碳棒的冷端部。該工藝生產的產品電阻率低、生產成本低、無環(huán)境污染、生產周期縮短到2天左右、綜合成品率由80％左右提高到高于95％。
文檔編號C04B35/565GK101562914SQ200810023719
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權日2008年4月17日
發(fā)明者葉明華 申請人:泰州市環(huán)能硅碳棒制造有限公司