熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法技术

技术编号:13885965 阅读:105 留言:0更新日期:2016-10-23 21:35
本发明专利技术公开了熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法,包括:1)原料配料;2)一次混料;3)混料干燥;4)破碎筛分;5)二次配料;6)二次混料;7)压制成型;8)切割修整;9)烘干;10)上釉;11)一次烧制;12)浸渍;13)二次烧制;14)涂料;15)出成品;本发明专利技术采用新的坩埚配方以及新的生产工艺生产的坩埚,其耐高温、耐腐蚀性较强,而且坩埚的平均寿命达到7‑8个月,产品内部组织均匀无缺陷、强度高、壁较薄、导热性能好,加上外表的上釉层和涂层以及多次烘干、多次烧制,一方面大大提高了产品的耐腐蚀性,另一方面大大降低了能耗,能耗节约30%左右,并且玻璃化程度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有色冶金铸造领域,尤其涉及熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法
技术介绍
石墨碳化硅特种坩埚主要用于有色金属铸造及锻造工艺中,作为贵金属的回收与精炼,塑料、陶瓷、玻璃、水泥、橡胶和药品制造所需的耐高温耐腐蚀产品以及石油化学工业领域所需的耐腐蚀容器。现有的石墨碳化硅特种坩埚的配方以及工艺生产的成品因受生产技术的限制以及配方等的限制,导致所生产的产品平均寿命为55天,寿命太短,而且使用及生产成本不断增高,产生的废弃物也居高不下,因此,研究一种新型的石墨碳化硅特种坩埚及其生产工艺是目前急需解决的问题,石墨碳化硅特种坩埚在各个工业化学领域均有较大的用途。
技术实现思路
针对上述存在的问题,本专利技术旨在提供熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法,按照该方法制备的产品耐高温、耐腐蚀,使用使命长,而且在生产的过程中能做到节能、减排,环保,废弃物的回收再利用率高,资源得到最大限度的循环使用。为了实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案如下:熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法,包括以下步骤:1)原料配料:将碳化硅、石墨、粘土、金属硅通过行车分别放入各自的配料斗中,PLC程序自动控制对各物料按配比要求进行下料称重,由气动阀门控制下料,每个配料斗底部设置至少两个称重传感器,称重后的物料通过自动的可移动小车机放入混料机中,其中碳化硅的初次加入量为其总量的50%;2)一次混料:在混料机中配好原料后下料至缓冲料斗中,将缓冲料斗中的原料再通过斗式提升机提升至混料斗内进行混料,斗式提升机下料口处设置除铁装置,并在混料斗上设置加水装置,边搅拌边加水,加水量为10L/min;3)混料干燥:混料后的湿料在烘干设备中烘干,烘干温度120-150℃,去除水分,完全烘干后取出自然冷却;4)破碎筛分:干燥结块的物料进入破碎筛分设备进行预破碎、反击式破碎机再破碎,同时经60目筛分设备筛分,大于0.25mm的物料颗粒重新返回再次进行循环预破碎、再破碎、再筛分,筛分小于0.25mm的物料至料斗;5)二次配料:将下料斗中的物料重新运输至配料机中进行二次配料,二次配料时将剩余的50%的碳化硅加入物料中,经二次配料的物料送入混料机再次进行混料;6)二次混料:二次搅拌混料过程,在混料斗上设置具有粘度的特殊溶液加液装置,特殊溶液通过称重桶称量并加入混料斗内;7)压制成型:二次混料的物料送入等静压机料斗,经过在模具中装料、振实、抽真空、清洗工序后送入等静压机中进行压制;8)切割修整:包括切高和修整坩埚毛刺,切高是通过切高机来切割出满足要求的坩埚的高度,并将切割后的毛刺进行修整;9)烘干:经步骤(8)切割修整好的坩埚送入烘干炉内进行烘干作业,烘干温度120-150℃,烘干后保温1-2小时,烘干炉内设置风道调节系统,所述风道调节系统由若干个可上下调节的铝板组成,该上下可调节的铝板设置在所述烘干炉的两个内侧面,并且每两个铝板之间设为风道,通过调节每两个所述铝板之间的间隙来达到调节风道的目的;10)上釉:釉料按配比经膨润土、耐火粘土、玻璃粉、长石粉、羧甲基纤维素钠加水配制而成,上釉时采用手工刷釉;11)一次烧制:上好釉料的坩埚送入窑炉进行一次烧成,烧制时间28-30小时,为了提高烧制效果,在窑炉内部底面上设置一层带密封效果的且气路阻断型的迷宫窑床,该窑床最底层设置一层密封棉层,在密封棉层上面设置一层保温砖层,该保温砖层形成迷宫窑床;12)浸渍:烧制成型的坩埚送入浸渍罐进行抽真空和压力浸渍,抽真空,浸渍液通过管道密封输送至浸渍罐内,浸渍时间45-60min;13)二次烧制:浸渍好的坩埚放入窑炉中进行二次烧成,烧制时间为2小时;14)涂料:二次烧成好的坩埚表面涂装水性涂料丙烯酸树脂水性漆;15)出成品:涂料完成后进行表面干燥,干燥完成后入库包装。优选的,该坩埚原料按照重量份数包括主料:碳化硅40-50份、石墨20-30份、粘土20-30份、金属硅2-5份;辅料:木浆0.2-0.3份以及釉料若干。优选的,该坩埚按照重量份数包括主料:碳化硅45份、石墨25份、粘土27份、金属硅3份;辅料:木浆0.25份以及釉料0.775份,其中,所述釉料中膨润土0.125份、耐火粘土0.05份、玻璃粉0.2份、长石粉0.125份、羧甲基纤维素钠0.075份、水0.2份。优选的,所述步骤(1)“原料配料”中的可移动小车机上设有机载除尘器。优选的,所述步骤(2)“一次混料”与所述步骤(6)“二次混料”中在混料斗的四周均设置气动破拱装置,该气动破拱装置是气动敲击锤,在下料的过程中不断敲击混料斗,实现较彻底的下料。优选的,所述步骤(6)“二次混料”中加入的特殊溶液为木浆溶液。优选的,所述步骤(7)“压制成型”中在模具的底部设置振动器。优选的,所述步骤(2)-(6)以及(8)的过程中均设有吸尘器。优选的,所述步骤(9)“烘干”中所述的气路阻断型迷宫窑床具体是在密封棉层上面设置保温砖层,在该保温砖层中,其中一块保温砖与其前、后位置的保温砖错开设置,即就是与前、后保温砖的边沿错开设置,这样能够阻断气路通路,将热量最大限度的留在窑炉内。本专利技术的有益效果是:本专利技术采用新的坩埚配方以及新的生产工艺生产的坩埚,其耐高温、耐腐蚀性较强,而且坩埚的平均寿命达到7-8个月,产品内部组织均匀无缺陷、强度高、壁较薄、导热性能好,加上外表的上釉层和涂层以及多次烘干、多次烧制,一方面大大提高了产品的耐腐蚀性,另一方面大大降低了能耗,能耗节约30%左右。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。图2为本专利技术气路阻断型迷宫窑床的排列示意图。具体实施方式 为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本专利技术的技术方案,下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的描述。实施例:熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法,该坩埚按照重量份数包括主料:碳化硅45份、石墨25份、粘土27份、金属硅3份;辅料:木浆0.25份以及釉料0.775份,所述釉料中膨润土0.125份、耐火粘土0.05份、玻璃粉0.2份、长石粉0.125份、羧甲基纤维素钠0.075份、水0.2份。碳化硅:俗称金刚砂,分子量为40.1,纯品为无色晶体,工业品因含杂质而呈暗黑色,密度为3.06~3.2g/cm3,折射率为2.65,熔点2700℃,具有高硬度、高热稳定性和半导体性;石墨:为铁黑、钢灰色,金属光泽不透明,熔点3850℃,沸点4827℃,密度为2.25g/cm2,耐腐蚀,与酸碱等不易反应,用作抗磨剂和润滑材料,制作坩埚、电极、铅笔芯等;粘土:主要成分是高岭石,约占总量的80-90%,其次是水白云母和石英。还有少数以三水铝石为主要成分。粘土中二氧化硅含量为43-55%,三氧化二铁为1-3.5%,三氧化二铝为20-25%,二氧化钛为0.8-1.2%;本专利技术中所用粘土不含有氟化物;金属硅:属于工业级,硅含量大于97%,为黑褐色无定形非金属粉末,熔点1410℃,沸点2355℃,不溶于水、盐酸、硝酸等;本项目所用为硅铜合金具有良好的焊接性能,且在受到冲击时不易产生火花,具有防爆功能,可用于制作储罐;木浆:木素磺酸镁10-20%、水溶液30-40%、干物质30-60%。羧甲基纤维素钠:外观为纯品系白色或微黄色纤维状粉末或颗粒,溶于水、碱水溶液、氨和纤维素溶液,不溶于本文档来自技高网...
熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法

【技术保护点】
熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)原料配料:将碳化硅、石墨、粘土、金属硅通过行车分别放入各自的配料斗中,PLC程序自动控制对各物料按配比要求进行下料称重,由气动阀门控制下料,每个配料斗底部设置至少两个称重传感器,称重后的物料通过自动的可移动小车机放入混料机中,其中碳化硅的初次加入量为其总量的50%;2)一次混料:在混料机中配好原料后下料至缓冲料斗中,将缓冲料斗中的原料再通过斗式提升机提升至混料斗内进行混料,斗式提升机下料口处设置除铁装置,并在混料斗上设置加水装置,边搅拌边加水,加水量为10L/min;3)混料干燥:混料后的湿料在烘干设备中烘干,烘干温度120‑150℃,去除水分,完全烘干后取出自然冷却;4)破碎筛分:干燥结块的物料进入破碎筛分设备进行预破碎、反击式破碎机再破碎,同时经60目筛分设备筛分,大于0.25mm的物料颗粒重新返回再次进行循环预破碎、再破碎、再筛分,筛分小于0.25mm的物料至料斗;5)二次配料:将下料斗中的物料重新运输至配料机中进行二次配料,二次配料时将剩余的50%的碳化硅加入物料中,经二次配料的物料送入混料机再次进行混料;6)二次混料:二次搅拌混料过程,在混料斗上设置具有粘度的特殊溶液加液装置,特殊溶液通过称重桶称量并加入混料斗内;7)压制成型:二次混料的物料送入等静压机料斗,经过在模具中装料、振实、抽真空、清洗工序后送入等静压机中进行压制;8)切割修整:包括切高和修整坩埚毛刺,切高是通过切高机来切割出满足要求的坩埚的高度,并将切割后的毛刺进行修整;9)烘干:经步骤(8)切割修整好的坩埚送入烘干炉内进行烘干作业,烘干温度120‑150℃,烘干后保温1‑2小时,烘干炉内设置风道调节系统,所述风道调节系统由若干个可上下调节的铝板组成,该上下可调节的铝板设置在所述烘干炉的两个内侧面,并且每两个铝板之间设为风道,通过调节每两个所述铝板之间的间隙来达到调节风道的目的;10)上釉:釉料按配比经膨润土、耐火粘土、玻璃粉、长石粉、羧甲基纤维素钠加水配制而成,上釉时采用手工刷釉;11)一次烧制:上好釉料的坩埚送入窑炉进行一次烧成,烧制时间28‑30小时,在窑炉内部底面上设置一层带密封效果的且气路阻断型的迷宫窑床,该窑床最底层设置一层密封棉层,在密封棉层上面设置一层保温砖层,该保温砖层形成迷宫窑床;12)浸渍:烧制成型的坩埚送入浸渍罐进行抽真空和压力浸渍,抽真空,浸渍液通过管道密封输送至浸渍罐内,浸渍时间45‑60min;13)二次烧制:浸渍好的坩埚放入窑炉中进行二次烧成,烧制时间为2小时;14)涂料:二次烧成好的坩埚表面涂装水性涂料丙烯酸树脂水性漆;15)出成品:涂料完成后进行表面干燥,干燥完成后入库包装。...

【技术特征摘要】
1.熔炼金属用高强度石墨碳化硅坩埚的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)原料配料:将碳化硅、石墨、粘土、金属硅通过行车分别放入各自的配料斗中,PLC程序自动控制对各物料按配比要求进行下料称重,由气动阀门控制下料,每个配料斗底部设置至少两个称重传感器,称重后的物料通过自动的可移动小车机放入混料机中,其中碳化硅的初次加入量为其总量的50%;2)一次混料:在混料机中配好原料后下料至缓冲料斗中,将缓冲料斗中的原料再通过斗式提升机提升至混料斗内进行混料,斗式提升机下料口处设置除铁装置,并在混料斗上设置加水装置,边搅拌边加水,加水量为10L/min;3)混料干燥:混料后的湿料在烘干设备中烘干,烘干温度120-150℃,去除水分,完全烘干后取出自然冷却;4)破碎筛分:干燥结块的物料进入破碎筛分设备进行预破碎、反击式破碎机再破碎,同时经60目筛分设备筛分,大于0.25mm的物料颗粒重新返回再次进行循环预破碎、再破碎、再筛分,筛分小于0.25mm的物料至料斗;5)二次配料:将下料斗中的物料重新运输至配料机中进行二次配料,二次配料时将剩余的50%的碳化硅加入物料中,经二次配料的物料送入混料机再次进行混料;6)二次混料:二次搅拌混料过程,在混料斗上设置具有粘度的特殊溶液加液装置,特殊溶液通过称重桶称量并加入混料斗内;7)压制成型:二次混料的物料送入等静压机料斗,经过在模具中装料、振实、抽真空、清洗工序后送入等静压机中进行压制;8)切割修整:包括切高和修整坩埚毛刺,切高是通过切高机来切割出满足要求的坩埚的高度,并将切割后的毛刺进行修整;9)烘干:经步骤(8)切割修整好的坩埚送入烘干炉内进行烘干作业,烘干温度120-150℃,烘干后保温1-2小时,烘干炉内设置风道调节系统,所述风道调节系统由若干个可上下调节的铝板组成,该上下可调节的铝板设置在所述烘干炉的两个内侧面,并且每两个铝板之间设为风道,通过调节每两个所述铝板之间的间隙来达到调节风道的目的;10)上釉:釉料按配比经膨润土、耐火粘土、玻璃粉、长石粉、羧甲基纤维素钠加水配制而成,上釉时采用手工刷釉;11)一次烧制:上好釉料的坩埚送入窑炉进行一次烧成,烧制时间28-30小时,在窑炉内部底面上设置一层带密封效果的且气路阻断型的迷宫窑床,该窑床最底层设置一层密封棉层,在密封棉层上面设置一层保温砖层,该保温砖...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶元平杨国伟
申请(专利权)人:安徽金象坩埚有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1