【正文】 燒結、熱 等靜 壓燒結和反應燒結等工藝。 在國際上，高性能碳化硅陶瓷制品是在近 20年左右的時間才開始進入 規(guī)?；?工業(yè)應用領域。美， 日，德等現(xiàn)代化工業(yè)強國占據(jù)絕對的主導地位。中國于 1997 年引進德國生產(chǎn)技術及生產(chǎn)線至今 10 年時間，總體上仍處于初級發(fā)展階段。據(jù)調(diào)查，全國碳化硅制品制造廠約 1618家，仍使用落后的生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)，因無法解決關鍵的技術難題，仍處于研發(fā)階段而無法規(guī)?；a(chǎn)，年產(chǎn)值徘徊在 3 億 元 左右 ， 2021 年 年產(chǎn)量 才達到 800 噸左 5 右。 但中國的碳化硅陶瓷制品的需求 量是巨大的，每年以 30%40%的速度迅速遞增，主要的需求對象為機械密封件，軸承，半導體，燃氣輪機和柴油機高溫部件以及汽車，船舶制造業(yè)。 從 上世紀90 年代中期起， 我國已 成為建筑 衛(wèi)生 陶瓷的第一生產(chǎn)大國，功能陶瓷，粉末 冶金，電瓷等產(chǎn)量在國際總產(chǎn)量中的份額也越來越大。 用于上述產(chǎn)品 燒結的各種柱，梁，輥棒，匣 缽，支架，燃燒噴嘴 等窯具和熱工器材的用量約占世界總消耗量的一半，產(chǎn)值 達30 億元。由于國內(nèi)生產(chǎn) 無論從 技術或數(shù)量上 都 無法滿足需求，不得不花費大量外匯進口，且進口價居高不下，噸價高達 3050萬人民幣。 隨著國內(nèi)泵，閥，釜，冷凍機，壓 氣機等機械密封件 用量 的日益增加，加上半導體 ， 窯 具，軍用裝甲，發(fā)動機高溫部件，熱交換器等新領域的不斷 拓 展，精密碳化硅陶瓷制品的需求量 還 將迅速增 長 。 綜上所述 ，目前在我國投資建設規(guī)?；蓟杼沾缮a(chǎn)線不僅符合國家產(chǎn)業(yè)政策，必將具有十分廣闊的市場空間及良好的經(jīng)濟 和 社會效益。 2. 產(chǎn)品 市場定位 本產(chǎn)品的定位是以滿足嚴酷條件下工作的高性能 SiC 陶瓷為為主，同時開發(fā)低成本化生產(chǎn)技術，實現(xiàn)產(chǎn)品高性能和低價位的統(tǒng)一，隨著本產(chǎn)品應用規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，以及低成本化技術的發(fā)展，其應用領域必將進一步擴大。給用戶帶來更大的 6 效益，企業(yè)自身利益也得以實現(xiàn)。 充分發(fā)揮企業(yè)的技術優(yōu)勢，以現(xiàn)有反應燒結碳化硅產(chǎn)品起步，開發(fā)注漿、原位凝固等新型膠態(tài)成型技術制備重結晶碳化硅脫硫噴 嘴，從而進一步擴大材料的應用領域。積極開展 RBSC 和RSiC材料工程應用的研究與開發(fā)，爭取更大的社會和經(jīng)濟效益。 三 、 項目技術 基礎及企業(yè)實施步驟 （一） 武漢理工大學及武 七德 教授課題組的研發(fā)成果及技術優(yōu)勢 武漢理工大學是隸屬于教育部的重點大學 ， 材料學科是國家級重點學科。武七德教授課題組所在的硅酸鹽材料工程教育 部重點實驗室， 是國家部委級開發(fā)實驗室，是專門從事硅酸鹽材料研究和工程轉(zhuǎn)化的科研基地。該技術 團隊 從事 SiC 陶瓷技術的開發(fā)已經(jīng)十年有余，具有堅實的理論基礎和豐富的實踐經(jīng)驗，并具備持續(xù)研發(fā)的能力。 （ 二） 武漢理工大學及武 七德 教授課題組 研發(fā)的成果及核心技術如下 ： ● 高性能 RBSC 陶瓷產(chǎn)品 本課題組可以根據(jù)產(chǎn)品用途的不同，制備高強度或者高密度的 RBSC 陶瓷。其中高密度（ d≥） RBSC 材料的制造技術為本項目組獨家擁有，以此材料制造的機械密封件、脫硫噴嘴，其耐腐蝕性能比現(xiàn)有 RBSC 陶瓷產(chǎn)品高 2 倍以上。 ● 以低純 SiC 原料制造高性能 RBSC 技術 SiC 類高溫結構 7 陶瓷材料的優(yōu)異性能和高的性價比已得到公認。影響其推廣應用的最主要原因是價格昂貴。因此，低成本制備技術已經(jīng)成為各國研發(fā)的熱點。低 純 SiC 粉體制備 RBSC 技術為我國首創(chuàng)，并成為我國在高溫結構陶瓷領域為數(shù)不多的具有國際領先水平的材料制備技術，此技術最大的亮點是突破了傳統(tǒng) RBSC 制備技術必需使用 99%高純 SiC粉的樊籬，而使用國內(nèi) SiC 原料生產(chǎn)廠家大量滯銷積壓的收塵尾粉作其生產(chǎn)原料。因此，該技術不僅使原料成本降低 40%，還可使固定資產(chǎn)投資低于引進線的 1/8，并且產(chǎn)品的強度和密度完全達到國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量要求。掌握此技術，不僅使該項目占據(jù)市場很大的空間，并為拓展國民經(jīng)濟眾多領域的應用成為可能。據(jù)有關專家評估，此項技術至少應有 25 年以上的發(fā)展 空間。 ● 異形復雜制品的原位凝固成型技術 RBSC產(chǎn)品的價格與坯體成型難度密切相關。原位凝固成型可獲得其它成型方法不能制備的復雜異形制品，而且所制產(chǎn)品的性能一致性也大為提高，這將大大提高產(chǎn)品的競爭力。此技術為本項目獨家擁有。 ● 反應燒結碳化硅陶瓷制品的低溫快燒技術 電爐的投資大、產(chǎn)量低和燒結能耗高是非氧化物陶瓷生產(chǎn)成本高的主要原因。課題組研制成功的低溫快燒技術可降低燒結能耗和增加產(chǎn)量，滿足寬體連續(xù)爐燒結的需要。此項技術的運用，不僅可節(jié)能25%以上，還可大幅提高單位產(chǎn)量。 ● 寬體連續(xù)燒結爐制造技術 本項目將開發(fā)的寬體連續(xù)燒 8 結爐，能耗僅比管式爐增加 50％，但產(chǎn)量可提高 5 倍。寬體連續(xù)爐的成功開發(fā)與應用，將是 RBSC 陶瓷低成本制造技術的重要突破。 本技術 實現(xiàn)了材料高性能和低成本化的統(tǒng)一，形成了比較完整的高性能 SiC陶瓷技術創(chuàng)新體系， 是具有國際市場競爭能力的原創(chuàng)性技術。 表 9 本技術制備的 RBSC 材料性能 項 目 單 位 指 標 備 注 密 度 g/cm3 ～ 視需要最高可達 硬 度 HRA ～ 抗壓強度 MPa 2021～ 2500 抗彎強度 MPa 250～ 460 視用戶要求最高可達 600MPa 彈性模量 GPa 300～ 330 斷裂韌性 MPa m1/2 ≥ 孔隙率 ％ ≤ 最高使用溫度 ℃ 1380 摩擦系數(shù) 導熱系數(shù) W/m k（ 20℃） 50～ 150 熱膨脹系數(shù) 10－ 6/℃ ≤ （三）企業(yè)實施步驟 為保證本企業(yè)從一開始就在高的起點上切入市場，擬建生產(chǎn) 9 線將采用真空 /氣氛 連續(xù) 燒結爐，燒結爐的最高發(fā)熱溫度從1800℃ 提高到 2500℃ 。其目的有三個：一是為了滿足高性能 RBSC產(chǎn)品生產(chǎn)的需要；二是探索真空 /氣氛連續(xù)燒結技術，以提高設備的生產(chǎn)能力（ 2～ 3 倍）；三是為 RSiC 陶瓷制品 和高溫硅碳棒的開發(fā)提供工業(yè)性試驗條件 ， 在中試目標實現(xiàn)后，生產(chǎn)線則可同時滿足全部三種產(chǎn)品的生產(chǎn)。 根據(jù)以上計劃，生產(chǎn)線的投資分兩期進行。首期設備投資150萬元， 流動資金 50萬元， 建立 RBSC 陶瓷密封件 生產(chǎn)線?；A生產(chǎn)線采用 干壓 成型，真空 /氣氛連續(xù)燒結。生產(chǎn)線建設周期四個月。第二期是在實現(xiàn) RBSC 正常 生產(chǎn)并積累（籌集）足夠資金后，追加投資 100 萬元，增添 注漿成型 制備脫硫噴嘴、 擠塑成型 制備高溫 硅碳棒 等設備 ，形成 RBSC、 RSiC 陶瓷制品 和硅碳棒系列產(chǎn)品生產(chǎn)能力，同時在武漢成立碳化硅材料研發(fā)基地 ，從事碳化硅工程應用的研究。 二期建設完成后，年產(chǎn) SiC系列產(chǎn)品 達到 150噸（硅碳棒的冷端外購配套）。 四 、 項目市場考察情況 浙江蘭天機械密封材料有限公司 該公司生產(chǎn) 反應燒結碳化硅密封件制品的加工流程（見表 1）和使用設備。 表 1 基本 工藝流程 配料 →混料→ 干壓 成型 → 固化→車制 → 刷氮化硼→燒結 10 →洗磨 → 平磨 → 內(nèi)外磨 → 雙面磨 → 粗磨→拋光→成品 →包裝 通過 對蘭天的考察， 我們得知了反應燒結碳化硅密封件在中國還是及為普遍的，其性能和價格取代了氧化鋁密封件等同類型的產(chǎn)品，密封件市場中使用反應燒結碳化硅的占到了 70%以上，現(xiàn)在主要是針對大型水泵廠和發(fā)電廠脫硫裝制上配套密封軸承設備，在參觀他們公司的生產(chǎn)車間時我們看到了整個生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設備，主要設備有：混料機，振動篩，衡溫箱，液壓機，冷卻塔，車床，磨床，鉆銑床，臥式真空電阻爐，真空泵， 150 千瓦電源。從生產(chǎn)工藝上來看，他們的技術 相對落后 ，只能達到國內(nèi)部分生 產(chǎn)廠家的 要求 ，主要的問題是他們的配方 、 混料 方式 和燒結工藝上比較落后，原料損耗很大。 2021 年浙江蘭天 投入 70萬建成了一條碳化硅密封件生產(chǎn)線，在短短的 4 年時間里，他們廠的生產(chǎn)線規(guī)模不斷的擴大，現(xiàn)在總產(chǎn)值達到了 1 千多萬，設備生產(chǎn)線也在不斷地增加，產(chǎn)品的規(guī)格也越來越多。 五 、項目生產(chǎn)所需條件 （一）供電、 供 水 供電： 400kw 供水：正常生活水 （二）原材料來源及供應 表 3 原材料供應情況 11 名稱 供 應 商 產(chǎn) 地 供給情況 備 注 金屬硅 青海、浙江等 中國 正常 炭黑 北 京、山東 中國 正常 或代理商進口 碳化硅 甘肅、青海、寧夏 中國 正常 石墨 山東、吉林 、上海 中國 正常 輔料 浙江、山東 、上海 中國 正常 N Ar氣 各地 中心城市 中國 正常 純度： % 本產(chǎn)品所用主要原料為： SiC粉、金屬 Si、工業(yè)炭素、高密度石墨和外加劑，其中高純工業(yè)炭素為國內(nèi)代理進口產(chǎn)品，其余原材料均是國產(chǎn)大宗工業(yè)產(chǎn)品，均可保證供應。 生產(chǎn)用保護氣體為 N2氣和 Ar氣?？筛鶕?jù)廠區(qū)氣體供應情況，采用瓶裝氣體或管道輸送方式進廠。條件成熟時采用液 N2進廠，以降低成本。 （三） 生產(chǎn)廠房及配套設備 生產(chǎn)廠房 ： 1500m2， 主車間層高 。 主要設備（見項目投資計劃） 12 能源情況 本產(chǎn)品的能源為電力，電能消耗是產(chǎn)品加工成本的主要構成部分，因此。電力供應條件及其價格是廠址選擇的最重要的考慮因素之一。 4. 交通情況 本項目產(chǎn)品具有品種多、批量（重量）小的特點。此外，本產(chǎn)品還具有產(chǎn)品尺寸大、易損、易碎的特點，因此，應盡可能將廠址選擇在用戶集中的地點，尤其應避免多次倒運。 六 、 污染物及環(huán)境保護 措施 生產(chǎn)線的設計和設備配置將嚴格貫徹國環(huán)境保護的有關規(guī)定執(zhí)行。 合理設計廠區(qū)分布， 盡可能進行配套綠化植樹，美化環(huán)境。 力爭將企業(yè)建設成為空氣清新、環(huán)境優(yōu)美的花園式工廠。 RBSC 陶瓷密封件 生產(chǎn)線 的 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物 主要 有粉塵 、煙塵、廢水的排放 和機械設備的 噪音等， 將 對其 分別 采取相應的治理措施 ， 使其符合國家排放標準，以利保護環(huán)境。 1. 粉塵： 原料采用袋裝進廠，室內(nèi)存放，保證無揚塵； 原料開包稱量 、坯體的車削 和產(chǎn)品的噴砂處理過程全部采用先進的抽風除塵裝置，袋式除塵效果可達 %以上 ， 除塵料全部回 收利用 。 2. 煙塵： 坯體在排膠過程中產(chǎn)生的煙塵直接送入高溫焚燒爐通O2明火燃燒后，主要以 CO2和 H2O 的 形式排放大氣。 13 3. 廢水： 生產(chǎn)用的冷卻水循環(huán)使用 ， 沖灰渣水循環(huán)使用，不外排 。沖洗（掃）設備及落地料產(chǎn)生的含固體微粒的廢水，不含有害物質(zhì)。廢水擬采用 沉淀池處理，達到國家規(guī)定的標準后排放 。 4. 噪音： 主要采取以下措施。 （ 1） 在 產(chǎn)震 設備的基礎上安裝橡膠減振器或減振墊，減小設備振動產(chǎn)生的噪聲。 （ 2） 選用低噪聲設備。 （ 3） 采取隔聲措施（如生產(chǎn)廠房密閉）。通過采取減噪措施，廠界噪聲可符合 國家 規(guī)定的要求。 5. 灰渣： RBSC 陶瓷密封件加工切裁廢料 排渣量 很少 ， 可直接用作填埋土， 對環(huán)境 無 不 良影響 。 七 、項目建設風險分析 高技術產(chǎn)業(yè)具有高效益和高風險的特點。作為一種材料的高性能和低成本制造技術，本項目的產(chǎn)品定位和營銷策略是以市場業(yè)已成熟的品種為切入點，不存在風險。本項目今后將根據(jù)材料的特質(zhì)開發(fā) RBSC 陶瓷和 RSiC 陶瓷的新應用，實施過程中將會面臨一定的風險。 1 政策風險 本項目屬國家重點支持的企業(yè)節(jié)能減排技術改造領域，其中脫硫噴嘴為節(jié)能減排技術所用的關鍵材料，由于國家對新材料產(chǎn)業(yè)的高度支持，近期在此方面的產(chǎn)業(yè)政策作出負向調(diào)整的可能性 14 不存在。反之，國家近些年不斷加大對節(jié)能減排技術和制造業(yè)相關領域發(fā)展的支持力度，出臺了一系 列優(yōu)惠政策，鼓勵和支持調(diào)整我國出口產(chǎn)品的科技含量，故該項目的政策風險很小。 2 技術風險 本項目需要集成多種技術，這些技術已取得了突破，并得到了工業(yè)應用檢驗，因此，技術上的風險是很小的。當然，產(chǎn)品性能的提高和產(chǎn)品品種的發(fā)展是無止境的，為此要不斷跟蹤國際先進技術和國內(nèi)外市場需求的變化，求得不斷發(fā)展與完善。 3 市場風險 市場風險是本項目的主要風險。包括市場環(huán)境的變化以及企業(yè)技術流失等知識產(chǎn)權問題。這些風險可以通過健全和完善市場營銷體系、加大市場推廣力度和加強企業(yè)技術保密等措施來化解?；谖覈谌藛T技術素質(zhì) 、資金投入力度和產(chǎn)品開發(fā)技術水平等因素的限制，可能會造成自主產(chǎn)權產(chǎn)品的銷售與推廣應用受影響，對此可采取增大科技投入和開發(fā)力度來化解市場風險。 4 投資風險 項目承擔單位經(jīng)濟效益和財務狀況良好，自有資金充足，完全能夠滿足本項目的需要。因此，