等靜壓石墨是國際上近50年來發(fā)展起來的新產(chǎn)品,與當(dāng)今高科技緊密相聯(lián)。不僅在民用上大有作為,在國防尖端上占有重要地位,屬新型材料,令人矚目。它是制造單晶爐、金屬連鑄石墨結(jié)晶器、電火花加工用石墨電極等不可替代的材料,更是制造火箭噴嘴、石墨反應(yīng)堆的減速材料和反射材料的絕好材料。
一、使用范圍
1、直接式單晶硅爐用石墨材料:
半導(dǎo)體單晶爐采用石墨材料制造鉗鍋、加熱器、隔熱屏以及配件。配套石墨件規(guī)格為下表:
單晶規(guī)格(寸) |
坩堝尺寸(寸) |
最大石墨件尺寸(mm) |
2-3 |
8 | 330 |
3-4 |
10 |
250 |
4-5 |
12 | 400 |
5-6 |
18 | 500 |
8 | 22 | 700 |
2、有色冶金連鑄用石墨結(jié)晶器:
為了縮短生產(chǎn)工藝流程,降底成本,提高質(zhì)量,減少勞動強度和對環(huán)境的污染,20多年來金屬材料生產(chǎn)逐漸向連鑄方向發(fā)展。
至今銅、鋁材基本實現(xiàn)了連生產(chǎn),結(jié)晶器用高純石墨,鋼材連鑄產(chǎn)量已達到80%以上(但結(jié)晶器大部分未用石墨)。
等靜壓石墨主要用于大型銅材生產(chǎn)線。自1985年開始,我國從奧地利、法國、瑞士、日本等國先后引進30多條生產(chǎn)線,而國內(nèi)自行設(shè)計制造的生產(chǎn)線已達到100多條,均采用石墨結(jié)晶器。
據(jù)統(tǒng)計2006年我國銅材產(chǎn)量已達到360多萬噸,其中大部分采用連鑄。按每噸銅材需要石墨量為2.5kg計,則年需石墨量為486T,按加工成品率70%計,年需石墨毛坯量為2700T。近年來又有較快發(fā)展,預(yù)測年石墨需要量近期為4000T左右。
3、電火花加工用石墨:
電火花加工是當(dāng)今模具行業(yè)的一次革命,它不僅簡化了傳統(tǒng)工藝手段,而且使制造異形模具成為可能?!〉褥o壓石墨因具有各向同性,是制造電火花石墨電極的最佳材料。
4、單晶硅生產(chǎn)石英坩堝模具用石墨材料:
石英坩堝是直拉單晶硅的容器,而制造石英坩堝用石墨坩堝作為成型材料。
5、其他方面:
除上述幾個主要用途之外,等靜壓石墨在硬質(zhì)合金(真空爐發(fā)熱器、燒結(jié)板等)、采礦(制造鉆頭模具)、化工(換熱器及防腐件)、冶金(鉗鍋)、機械(機械密封)、宇航(噴嘴等)、石墨反應(yīng)堆(減速材及反射材)等領(lǐng)域被廣泛使用。
二、制作工藝及設(shè)備
1、煅后石油焦、瀝青焦進車間后,在顎式破碎中進行初碎,用斗式提升機提到備料二樓儲料斗內(nèi)。
2、采用4R磨粉機(改進型)進行磨粉,合格料粉自動進入備料三樓儲料斗中。
3、在備料二樓設(shè)置2臺電子稱,自動配料后,進入一樓混合機(煤、瀝青亦從二樓加入)。
4、采用煤油加熱的1000L電熱強力混合機內(nèi)進行混合。
5、混合機出料后,用皮帶將物料送至φ400mm的熱軋機內(nèi)進行軋輥。
6、軋輥后的料片進自動冷卻器進行料片冷卻,然后經(jīng)斗提機進入二樓儲料斗。
7、采用4R磨粉機進行磨粉,然后在輸入到二樓料倉,待壓制。
上述各工序采用流水密閉作業(yè),部分暴露部分采用強制通風(fēng),防止污染。
8、壓粉在機械壓機中進行預(yù)壓成型。
9、采用等靜壓機壓成型。
10、培燒在環(huán)式培燒爐內(nèi)進行,熱煤氣加熱,在爐頂部裝出爐。該爐子屬于環(huán)保型,揮發(fā)部分可充分燃燒,降低能耗。采用30m高煙囪,年產(chǎn)能4000T。
11、采用臥式浸漬缸,瀝青加壓式,熱煤油加熱。浸漬液軟化點可根據(jù)需要改變。
12、石墨化采用新型節(jié)能石墨化爐,電耗在3.5KW/kg以內(nèi),年產(chǎn)能3000T。