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石墨坩堝與石墨棒的制作過程

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石墨坩堝與石墨棒的制作過程

發布日期:2017-11-02 作者:浙江久鑫耐火材料 點擊:

石墨坩堝與石墨棒的制作過程

經烘干后石墨坩堝|石墨匣缽應按半成品標準規定進行檢驗。合格品進入涂釉工序涂刷釉料,釉層干固后才能裝窯和燒成。燒成的目的,是為了增強坩堝的密度和機械強度,提高產品質量。

     1.燒成原理

     石墨坩堝|石墨匣缽在燒成過程中,坯體的組織結構發生一系列變化,發生變化的主要是可塑性的耐火粘土。有關坩堝燒成的基本過程,可分以下四個階段來說明:

     (1)預熱烘烤階段。窯爐溫度在100~300℃,是石墨坩堝|石墨匣缽坯體排除殘余水分的過程。窯項天窗應開啟,升溫時速度應緩慢,特別是當石墨坩堝|石墨匣缽中殘余水分超過3%時,應嚴格控制溫度,沓則易發生坩堝裂紋和炸罐事故。

     (2)低溫燒成階段,400-600℃。系坩堝燒結的低溫階段。隨著窯溫的升高,坩堝中的結合水開始分解和排除。粘土中的主體成份A1203和Si02,一度形成游離狀態:坩堝外表釉層尚未熔化,升溫速度仍應緩慢進行,如若升溫速度過快和不均勻,同樣也易發生炸罐和塌垛事故。

     (3)中溫燒成階段:700-900℃。這時,粘土中非晶形A1203,可能部分轉化成y型結晶Al203在窯溫逐步升高的情況下,以游離狀態而存在的Al203和Si0',便結合成堅硬的硅酸鹽的固化物(又稱百化過程),把坩堝中的石墨,熟料連接固化為整體。在中溫燒結過程中,石墨坩堝|石墨匣缽的外表釉層隨著溫度的升高逐漸溶化,形成一層玻璃狀的釉膜,封閉或覆蓋于坩堝表層,保護著坩堝不受氧化。這期間升溫速度應快’窯中火焰以還原焰為佳。

     (4)高溫燒成階段:此階段溫度為iooo-1200cc。此時坩堝中的粘土經中溫燒結形成固化后,逐步向莫來石轉化,如3A1203+2Si07:3Al203'2Si0,(莫來石)。這期間升溫速度應比中溫時加快(俗稱放大火過程),窯中火焰應控制為中性焰或還原焰。坩堝在高溫燒結過程中,釉層巳完全熔化,形成玻璃狀釉膜,封閉于坩堝外表。若燒結溫度超出釉料最高溫度限度,易流脫造成坩堝的氧化。因此,在高溫燒結過程中’應注意觀察石墨坩堝|石墨匣缽釉層熔化狀況,避免由于過燒而達不到燒結的目的。莫來石(3A1203'2Si02),系一種理化性能穩定的高級耐火礦物。密度、硬度、耐火度以及荷重軟化點都很高,熱膨脹系數小。在坩堝的組織結構中,起著重要的固結硬化及承荷作用。由此可知,在坩堝燒結過程中,由于可塑性耐火粘土的熱效應作用把石墨、熟料固結為具有一定的機械強度的整體。因此,燒結溫度的高低,操作過程中的溫度控制,對石墨坩堝|石墨匣缽產品的質量和使用壽命,有著重要的影響。

    壓型石墨管,石墨棒是采用石墨粉(天然石墨或人造石墨)和各類型粘接劑,按一定比例混合后,經混捏、壓型(熱擠壓或冷模壓)或高溫熱處理而成。利用這種方法可以制成管材、板材、管件閥門、泵等。又可作為耐磨材料,作軸承套、機械密封環、氣缸活塞環等同浸漬石墨相比,其特點有:

     ①制造方法相應簡化,原料可以利用石墨制品生產中的碎塊石墨,因而成本可降低;

     ②具有良好的化學穩定性、導熱性、導電性、耐熱性、熱穩定性,且機械強度較高;

     ③導熱系數比浸漬石墨低,線脹系數大;

     ④孔隙率小,組織結構均勻,抗滲透性好;

     ⑤經壓型制成成品后,外形密實光潔,除連接端頭外,不必再進行機加工。

     目前屬于壓型不透性石墨管的有:各類合成樹脂石墨壓型管;300℃中溫處理石墨壓型管和樹脂浸漬的不透性石墨管等。

     (一)合成樹脂石墨巨型管

     合成樹脂石墨壓型管是由人造石墨粉和合成樹脂按一定比例配制、混合、經擠壓而成。采用的合成樹脂,常用的有酚醛樹臘、呋喃樹脂、聚氯乙烯和聚丙烯等。

     由于合成樹脂壓型石墨材料密實無孔,故不需再進行樹脂浸漬或表面機加工。它具有良好的化學穩定性和物理機械性能。它的機械加工性能良好,可以車、鋸、刨、鉆和用膠結劑粘結。聚氯乙烯聚丙烯石墨壓型管還可以焊接、壓型等熱加工。

     由合成樹脂配制的石墨壓型管,可以加工制造成各種有關設備,造價低、生產周期短,已廣泛使用于各個丁,業部門。

     1.生產裝置及工藝條件

     (1)擠壓裝置和成型原理石墨壓型管的主要設備是臥式液壓機,它的機械結構、工

     作原理與電極生產用的水壓機基本相似。機身設有料缸、機頭成型腔。成型腔內裝有固

     定管芯的定芯盤。在管芯外面裝有定型管子的電加熱機嘴、套管、料缸和機頭??捎谜?/span>

     汽間接加熱,也可用電熱控制。

     (2)合成樹脂石墨壓型管配比合成樹脂石墨壓型營配比組成見表5-34。

     (3)擠壓聚合工藝條件

     ①物料混合將一定比例的石墨粉稱量后,加入到z型混合機中’加熱保持溫度

     40-60℃lOmin,后將預熱的酚醛樹脂,混捏均勻30-50min,物料在70-85℃出料,打成料柱,待擠管時用。

     呋喃系的糠酮、糠醇石墨壓型管的混料條件與酚醛樹脂不同,是在加入稱量好的石

     墨粉后,加入一定量樹脂,在攪拌的情況下,慢慢加入固化劑攪勻,攪拌30-35min,溫升至40度


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