CN1061209A

CN1061209A - 一种碳素坩埚的焙烧方法及其模具

Info

Publication number: CN1061209A
Application number: CN 90108876
Authority: CN
Inventors: 陈显安; 庞桂盛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-05-20

Abstract

一种碳素材料制品——冶金用坩蜗的制造方法，特别是焙烧方法及其模具。通过特制的金属模具，对其型腔中的坩埚坯品边通电，边施压，利用坯料自身的电阻发热完成加压焙烧工艺，可缩短生产周期，提高产品质量，降低生产成本，若直接用碳素原料，即糊料或粉料充当上述坩埚坯品，可将模压成型与加压焙烧一次完成，用密度不同的分节坯品按一定顺序组装成整体组合坯充当上述坩埚坯品，则可以克服模压成型时沿高度方向(压力作用方向)上的密度不均匀性。

Description

本发明涉及一种碳素材料制品-坩埚的制造方法，特别是焙烧方法及其模具。

熔盐电解用碳素材料坩埚（石墨化坩埚或石墨化再生坩埚）的制造工艺中，公知的生坯焙烧工艺，是将已成型的坩埚生坯，装在专用的焙烧炉（窑）内，用填充料做为保护和传热的介质，按一定的升温制度，靠普通燃料加热来实现的。其焙烧时间为15～20天，加上装窑、出窑、凉窑的时间，整个周期须要25～30天。这种传统的焙烧方法焙烧周期长，成本高，且在这种焙烧方式下，影响焙烧质量的可变因素很多，难以控制，造成质量不稳定，成品率不高。

本发明的任务是提供一种新的焙烧方法，该方法可以简化焙烧工艺，缩短焙烧周期，提高产品质量，降低生产成本。还可将原料（糊料或粉料）的模压成型（制坯工序）与焙烧工序合并完成，对于不须石墨化的坩埚产品，则无须再切削加工即已成品。

本发明的任务是这样实现的：在一定的压力下，通过金属模具对其型腔中的坩埚坯品通电，利用坯料自身的电阻发热完成焙烧过程。模具用高温钢制成，其凹模和凸模各充当一导电极。本发明的技术方案中所提供的各种金属模具，实现了边通电、边加压的加压焙烧方式。

所以，本发明通过特制的模具，对其型腔中的坩埚坯品实施加压焙烧，使坩埚制品中的粘结剂有较高的炭化率。与现有焙烧方法相比，本发明不但能简化焙烧工艺，缩短焙烧周期（包括压型、焙烧在内的生产周期缩至三小时左右），降低生产成本，而且可以获得高密度、高机械强度、低电阻率的高质量产品。

下面，结合附图说明依据本发明提出的实施例的具体装置的详细结构及工作情况。

各图均为剖面图，图1、图5、图6分别表示了三个实施例的加压焙烧装置。各装置均包括充当工作台的钢板（1），充当导电板的铜板（2），凸模（3），凹模模底（4），凹模模壁（5），坩埚坯品（6），绝缘垫（7），导电引线（8）及压力P。

如图1，由调压变压器输出的大电流低压电从导电引线（8）及铜板（2）导入，坩埚坯品（6）安放在凸模（3）和凹模（4、5）所形成的型腔里，凸模芯上套有一绝缘垫（7），将凸模（3）和凹模（4、5）绝缘。焙烧时，先通过模具两头的钢板（1）和模具对坯品（6）施以压力P，以保证模具与坯品之间的紧密接触。然后通电，靠焙料自身的电阻发热进行焙烧。通过调压变压器供给的电流由小到大，升温是逐渐进行的，随着焙烧品的温度逐渐升高，其体积收缩，致使压力下降，必须不断加压，以维持坯品的加压焙烧状态。

坩埚坯品分三类：整体生坯，分节坯品组装成的整体组合坯，坯料（即糊料或粉料）。

采用分节坯品，是为了克服模压成型制品沿高度方向（压力作用方向）各部分密度的不均匀性。在整体模压成型前，先按一定的分节原则制出密度不同的环（9）、饼（10）或凹形饼（11）。各分节坯品的密度取值，与整体埚坯模压成型时沿高度方向上密度分布的不均匀情况相反。在压焙前，先按规定顺序将各分节坯品组装成整体组合坯，置于相应的金属模具中，然后施压、通电，完成加压焙烧工艺。

当坯品为糊料或粉料时，在通电加压焙烧前，有一予压成型过程，这一过程也是在本发明方案的金属模具中进行的。这样，在通电加压焙烧时，无须更换模具和设备，只是在予压成型后，接通电源，保持压力，继续完成加压焙烧工艺。

如图5，该装置工作时凸模（3）在下，凹模在上。凹模是由具有深度为a的凹形槽（12）的模底（4）和模壁（5）组成的，模壁（5）通过模底（4）上的凹形槽（12）与模底（4）动配合连接。在导电电路中，模底（4）与模壁（5）是同一导电极的两个支路。槽深a，模壁（5）的高度h，埚坯成型高度b（即产品规定尺寸），其取值应满足关系式：a＞（h-b）。

如图6，该装置的工作状态为凸模（3）在上，凹模在下。凹模由三部分组成：模底（4），模壁（5）和弹性物（13）。模底（4）上有一深度为d的凹形槽（12）;弹性物（13）配置于槽中;模壁（5）由弹性物（13）所支撑，并通过模底（4）的凹形槽（12）与模底（4）动配合连接。槽深d，模壁（5）的高度h，弹性物（13）在压缩状态时的最小高度值g，及埚坯成型高度b，其取值应满足关系式：d＞（h+g-b）。

弹性物（13）可用园柱压缩螺旋弹簧充当。

Claims

1、碳素材料坩埚生坯的焙烧，是在专用的焙烧炉(窑)内，用普通燃料加热完成的，本发明的特征在于：在一定的压力下，通过金属模具对其型腔中的坩埚坯品(6)通电，利用坯料自身的电阻发热完成焙烧过程，金属模具的凹模(4、5)、凸模(3)各为一导电极。

2、如权利要求1所说的焙烧方法，其特征是在金属模具的型腔内，直接装入坯料（糊料或粉料），然后施压、通电，焙烧成型。

3、如权利要求1所说的焙烧方法，其特征是先按一定的密度要求制出分节坯品-环（9）、饼（10）或凹形饼（11），然后组装成整体组合坯，在金属模具中施压、通电，焙烧成型。

4、如权利要求2或3所说的焙烧方法，其特征是工作时凹模在上，凸模（3）在下;凹模是由模底（4）与模壁（5）组成的，模壁（5）与模底（4）上的凹形槽（12）动配合连接。

5、如权利要求2或3所说的焙烧方法，其特征是工作时凸模（3）在上，凹模在下;凹模由三部分组成：模底（4）、模壁（5）、弹性物（13），模壁（5）由模底（4）上凹形槽（12）中的弹性物（13）支撑，并与模底（4）上的凹形槽（12）动配合连接。

6、如权利要求5所说的焙烧方法，其特征是弹性物（13）为园柱压缩螺旋弹簧，弹簧的数量至少为2个。