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中國鐵合金網(wǎng)訊：我國碳化硅生產(chǎn)始于20世紀70年代。經(jīng)過40多年的發(fā)展,我國碳化硅行業(yè)取得了長足的進步,無論是冶煉技術(shù)、生產(chǎn)裝備還是能耗指標都已經(jīng)達到世界領(lǐng)先水平;生產(chǎn)能力、實際產(chǎn)量、國內(nèi)消費量以及產(chǎn)品出口量均列世界第一位。但是由于缺乏正確引導和科學規(guī)劃,行業(yè)發(fā)展已經(jīng)遇到了瓶頸,與歐美國家存在差距。
產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀與存在的問題
目前,我國黑色與綠色碳化硅塊質(zhì)量已經(jīng)能夠達到世界先進水平。在黑碳化硅塊分級中,國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)一級塊的分出率也比較高。對于一些冶煉水平不高的企業(yè),也可以在黑碳化硅出爐分級過程中,通過分揀、二次分級出產(chǎn)高質(zhì)量的黑色碳化硅。
在碳化硅粒度砂、微粉產(chǎn)品質(zhì)量方面,我國產(chǎn)品與國際水平存在較大差距,主要集中在:一、產(chǎn)品品種牌號分類少;二、高端專用產(chǎn)品的某些指標值達不到要求;三、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性不夠;四、微粉級產(chǎn)品在顆粒形狀、顆粒強度、粒度組成離散度上,每批產(chǎn)品理化指標相近度方面波動較大;五、實物產(chǎn)品使用效能與德國、日本和美國產(chǎn)品相比還有差距。
生產(chǎn)管理、裝備、技術(shù)工藝現(xiàn)狀
近年來碳化硅行業(yè)快速擴張,相應的企業(yè)在生產(chǎn)管理和裝備技術(shù)方面也取得了長足進步。
在冶煉設備方面,碳化硅供電冶煉變壓器,整流器系統(tǒng)使用技術(shù)日益成熟,與發(fā)達國家?guī)缀鯖]有差距。在大爐型配套技術(shù)的開發(fā)使用方面,我國企業(yè)已經(jīng)達到了國際領(lǐng)先水平,單條生產(chǎn)線變壓器由3150kVA發(fā)展到12500kVA,最大50000kVA,并摸索出了各自適合的工藝技術(shù)配方。
在加工制砂方面,大部分企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的破碎和分篩設備。但企業(yè)往往根據(jù)自身產(chǎn)品規(guī)格的要求和工藝特點對設備進行改裝,甚至自行生產(chǎn)部分零配件。因此每個加工企業(yè)幾乎都有自己獨特的加工設備,很難對其先進程度進行評價。
在碳化硅微粉生產(chǎn)方面,我國企業(yè)最早采用日本的技術(shù),設備也是根據(jù)日本工藝流程模仿開發(fā)的。近年來,我國微粉加工企業(yè)在設備和技術(shù)研發(fā)方面的投入很大,發(fā)展很快。擁有知識產(chǎn)權(quán)的新裝備、新工藝、新檢測方法、新檢測儀器不斷被開發(fā)出來,極大地促進了我國碳化硅微粉企業(yè)的發(fā)展。目前,我國碳化硅微粉加工已經(jīng)形成了獨立的工藝路線,裝備技術(shù)基本達到國際水平。
我國碳化硅行業(yè)與國際同業(yè)最大的差距主要體現(xiàn)在生產(chǎn)管理方面。企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管理體系還沒有普遍建立起來,生產(chǎn)現(xiàn)場管理基本沒有形成系統(tǒng),這一點在碳化硅冶煉企業(yè)中尤為突出。
生產(chǎn)過程中的環(huán)境保護現(xiàn)狀
碳化硅冶煉過程中要產(chǎn)生一氧化碳,在電阻爐表面燃燒,轉(zhuǎn)化為二氧化碳。理論上每生成一噸碳化硅要產(chǎn)生2.2噸二氧化碳。近年來采用石油焦冶煉碳化硅的企業(yè)增多,隨著所使用石油焦中的硫含量增高,二氧化硫的排放量有增加趨勢。
碳化硅冶煉生產(chǎn)過程中,扒爐、噴爐產(chǎn)生一定量的粉塵,目前全世界均無可靠有效的回收治理辦法。
2012年,國內(nèi)企業(yè)在碳化硅封閉冶煉、回收爐氣方面取得了突破,開發(fā)出了可行的技術(shù)路線和相應的裝備。目前正在進行試驗性應用,尚未大規(guī)模推廣。碳化硅冶煉過程中爐氣回收存在的主要問題有三:一是安全性。碳化硅冶煉過程中有時會發(fā)生噴爐、炸爐現(xiàn)象,并產(chǎn)生高溫明火,損壞爐氣收集罩,引爆爐氣;二是爐氣在收集、輸送、儲存過程中如發(fā)生泄漏,容易造成人員一氧化碳中毒;三是回收爐氣的利用問題。如果將回收的爐氣在空中燃燒,這樣回收的意義不大。目前幾家試驗爐氣回收的碳化硅冶煉單位準備將回收爐氣供給臨近的電廠、水泥廠再利用,也有碳化硅冶煉企業(yè)計劃用回收爐氣合成有機產(chǎn)品。
綠碳化硅冶煉生產(chǎn)過程中,乏料水洗要排放一定量的含鹽(NaCl)廢水,目前部分生產(chǎn)企業(yè)只是沉淀后除去其中的固體物,然后直接排放。對土壤和地下水造成嚴重污染。
碳化硅加工制砂、微粉生產(chǎn)酸堿洗過程中,要排放一些含酸、含堿廢液,大部分生產(chǎn)企業(yè)采用中和處理達標后排放,少部分企業(yè)未做處理直接排放。
新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新
國內(nèi)碳化硅冶煉、加工制砂微粉生產(chǎn)企業(yè)在前幾年市場形勢好的情況下,很少主動進行新產(chǎn)品開發(fā),技術(shù)創(chuàng)新,只是簡單重復地擴大生產(chǎn)規(guī)模,增大單條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。只有一些有實力的企業(yè),在冶煉供電和配混料方面采用了計算機控制。
近期隨著碳化硅市場疲軟,國內(nèi)外用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求提高,部分生產(chǎn)企業(yè)開始研發(fā)生產(chǎn)一些理化指標有特殊要求的碳化硅產(chǎn)品,如切割晶硅的微粉產(chǎn)品增加了電導率、清潔度、PH值、離散度指標控制要求。
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