石墨坩堝制造工藝

　　石墨坩堝干燥后，按半成品標(biāo)準(zhǔn)檢查石墨下垂度。合格產(chǎn)品進(jìn)入施釉工序施釉，釉層干燥后入窯燒制。燒結(jié)的目的是提高坩堝的密度和機(jī)械強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　燒結(jié)原理:

　　石墨掛件在石墨坩堝中燒結(jié)過(guò)程中，坯體結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列變化，主要是塑性耐火粘土。坩堝燒制的基本過(guò)程可以分為以下四個(gè)階段:

　　(1)預(yù)熱和烘烤。窯溫100≤300℃，是除去石墨坩堝中殘留水分的過(guò)程。窯口天窗要打開(kāi)，升溫速度要慢，特別是石墨坩堝石墨箱內(nèi)殘留水分超過(guò)3%時(shí)，要嚴(yán)格控制溫度，容易造成坩堝裂紋和爆炸事故。

　　(2)低溫?zé)Y(jié)階段，4 0 0℃和6 0 0℃。坩堝燒結(jié)的低溫階段隨著窯溫的升高，坩堝中的結(jié)合水開(kāi)始分解除去。主要成分A1203和Si02曾經(jīng)在粘土中形成游離狀態(tài):坩堝表面的釉層還沒(méi)有熔化，所以加熱速度應(yīng)該還是比較慢的。如果加熱速度過(guò)快、不均勻，也容易發(fā)生爆炸、坍塌事故。

　　(3)中溫?zé)Y(jié)階段:700℃和900℃此時(shí)，粘土中的無(wú)定形Al203可以部分轉(zhuǎn)化為Y型晶體Al203。當(dāng)窯內(nèi)溫度逐漸升高時(shí)，以游離狀態(tài)存在的Al _ 203和Si _ 0’結(jié)合形成堅(jiān)硬的硅酸鹽固化產(chǎn)物(也稱(chēng)百法)。坩堝內(nèi)的石墨和熟料連接固化為一體。在中溫?zé)Y(jié)過(guò)程中，石墨坩堝的外釉層隨著溫度的升高逐漸熔化，形成玻璃釉膜，密封或覆蓋在坩堝表面，保護(hù)坩堝不被氧化。

　　(4)高溫?zé)Y(jié)階段:該階段的溫度為100-1200 cc。此時(shí)坩堝中的粘土在中溫下燒結(jié)固化，然后逐漸轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石。在此期間，升溫速度應(yīng)快于中溫(俗稱(chēng)放大火過(guò)程)，窯內(nèi)火焰應(yīng)控制為中性焰或還原焰。在坩堝高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中，釉層完全熔化，形成玻璃釉膜，密封在坩堝表面。如果燒結(jié)溫度超過(guò)釉的溫度極限，就容易流出坩堝，造成坩堝氧化。密度、硬度、耐火性、負(fù)荷軟化點(diǎn)都高，熱膨脹系數(shù)小。

　　在坩堝的結(jié)構(gòu)中，起著凝固、硬化和裝載的重要作用。因此，在坩堝燒結(jié)過(guò)程中，由于塑性耐火粘土的熱效應(yīng)，石墨與熟料固結(jié)為一個(gè)具有一定機(jī)械強(qiáng)度的整體。因此，燒結(jié)溫度和操作過(guò)程中的溫度控制對(duì)石墨坩堝的質(zhì)量和使用壽命有重要影響。