【正文】 燒結(jié)、熱 等靜 壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)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(shí)間才開始進(jìn)入 規(guī)?；?工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。美， 日，德等現(xiàn)代化工業(yè)強(qiáng)國占據(jù)絕對的主導(dǎo)地位。中國于 1997 年引進(jìn)德國生產(chǎn)技術(shù)及生產(chǎn)線至今 10 年時(shí)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(jìn)行生產(chǎn)，因無法解決關(guān)鍵的技術(shù)難題，仍處于研發(fā)階段而無法規(guī)模化生產(chǎn)，年產(chǎn)值徘徊在 3 億 元 左右 ， 2021 年 年產(chǎn)量 才達(dá)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(jī)械密封件，軸承，半導(dǎo)體，燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)高溫部件以及汽車，船舶制造業(yè)。 從 上世紀(jì)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(jié)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(dá)30 億元。由于國內(nèi)生產(chǎn) 無論從 技術(shù)或數(shù)量上 都 無法滿足需求，不得不花費(fèi)大量外匯進(jìn)口，且進(jìn)口價(jià)居高不下，噸價(jià)高達(dá) 3050萬人民幣。 隨著國內(nèi)泵，閥，釜，冷凍機(jī)，壓 氣機(jī)等機(jī)械密封件 用量 的日益增加，加上半導(dǎo)體 ， 窯 具，軍用裝甲，發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件，熱交換器等新領(lǐng)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(shè)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(jì) 和 社會(huì)效益。 2. 產(chǎn)品 市場定位 本產(chǎn)品的定位是以滿足嚴(yán)酷條件下工作的高性能 SiC 陶瓷為為主，同時(shí)開發(fā)低成本化生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高性能和低價(jià)位的統(tǒng)一，隨著本產(chǎn)品應(yīng)用規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，以及低成本化技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域必將進(jìn)一步擴(kuò)大。給用戶帶來更大的 6 效益，企業(yè)自身利益也得以實(shí)現(xiàn)。 充分發(fā)揮企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，以現(xiàn)有反應(yīng)燒結(jié)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(shù)制備重結(jié)晶碳化硅脫硫噴 嘴，從而進(jìn)一步擴(kuò)大材料的應(yīng)用領(lǐng)域。積極開展 RBSC 和RSiC材料工程應(yīng)用的研究與開發(fā)，爭取更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 三 、 項(xiàng)目技術(shù) 基礎(chǔ)及企業(yè)實(shí)施步驟 （一） 武漢理工大學(xué)及武 七德 教授課題組的研發(fā)成果及技術(shù)優(yōu)勢 武漢理工大學(xué)是隸屬于教育部的重點(diǎn)大學(xué) ， 材料學(xué)科是國家級重點(diǎn)學(xué)科。武七德教授課題組所在的硅酸鹽材料工程教育 部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 是國家部委級開發(fā)實(shí)驗(yàn)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(shù) 團(tuán)隊(duì) 從事 SiC 陶瓷技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)十年有余，具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并具備持續(xù)研發(fā)的能力。 （ 二） 武漢理工大學(xué)及武 七德 教授課題組 研發(fā)的成果及核心技術(shù)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(qiáng)度或者高密度的 RBSC 陶瓷。其中高密度（ d≥） RBSC 材料的制造技術(shù)為本項(xiàng)目組獨(dú)家擁有，以此材料制造的機(jī)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(shù) SiC 類高溫結(jié)構(gòu) 7 陶瓷材料的優(yōu)異性能和高的性價(jià)比已得到公認(rèn)。影響其推廣應(yīng)用的最主要原因是價(jià)格昂貴。因此，低成本制備技術(shù)已經(jīng)成為各國研發(fā)的熱點(diǎn)。低 純 SiC 粉體制備 RBSC 技術(shù)為我國首創(chuàng)，并成為我國在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的具有國際領(lǐng)先水平的材料制備技術(shù)，此技術(shù)最大的亮點(diǎn)是突破了傳統(tǒng) RBSC 制備技術(shù)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(shù)不僅使原料成本降低 40%，還可使固定資產(chǎn)投資低于引進(jìn)線的 1/8，并且產(chǎn)品的強(qiáng)度和密度完全達(dá)到國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量要求。掌握此技術(shù)，不僅使該項(xiàng)目占據(jù)市場很大的空間，并為拓展國民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。據(jù)有關(guān)專家評估，此項(xiàng)技術(shù)至少應(yīng)有 25 年以上的發(fā)展 空間。 ● 異形復(fù)雜制品的原位凝固成型技術(shù) RBSC產(chǎn)品的價(jià)格與坯體成型難度密切相關(guān)。原位凝固成型可獲得其它成型方法不能制備的復(fù)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(shù)為本項(xiàng)目獨(dú)家擁有。 ● 反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷制品的低溫快燒技術(shù) 電爐的投資大、產(chǎn)量低和燒結(jié)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(shù)可降低燒結(jié)能耗和增加產(chǎn)量，滿足寬體連續(xù)爐燒結(jié)的需要。此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)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(jié)爐制造技術(shù) 本項(xiàng)目將開發(fā)的寬體連續(xù)燒 8 結(jié)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(yīng)用，將是 RBSC 陶瓷低成本制造技術(shù)的重要突破。 本技術(shù) 實(shí)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(shù)創(chuàng)新體系， 是具有國際市場競爭能力的原創(chuàng)性技術(shù)。 表 9 本技術(shù)制備的 RBSC 材料性能 項(xiàng) 目 單 位 指 標(biāo) 備 注 密 度 g/cm3 ～ 視需要最高可達(dá) 硬 度 HRA ～ 抗壓強(qiáng)度 MPa 2021～ 2500 抗彎強(qiáng)度 MPa 250～ 460 視用戶要求最高可達(dá) 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(dǎo)熱系數(shù) W/m k（ 20℃） 50～ 150 熱膨脹系數(shù) 10－ 6/℃ ≤ （三）企業(yè)實(shí)施步驟 為保證本企業(yè)從一開始就在高的起點(diǎn)上切入市場，擬建生產(chǎn) 9 線將采用真空 /氣氛 連續(xù) 燒結(jié)爐，燒結(jié)爐的最高發(fā)熱溫度從1800℃ 提高到 2500℃ 。其目的有三個(gè)：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(jié)技術(shù)，以提高設(shè)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(yàn)條件 ， 在中試目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，生產(chǎn)線則可同時(shí)滿足全部三種產(chǎn)品的生產(chǎn)。 根據(jù)以上計(jì)劃，生產(chǎn)線的投資分兩期進(jìn)行。首期設(shè)備投資150萬元， 流動(dòng)資金 50萬元， 建立 RBSC 陶瓷密封件 生產(chǎn)線?；A(chǔ)生產(chǎn)線采用 干壓 成型，真空 /氣氛連續(xù)燒結(jié)。生產(chǎn)線建設(shè)周期四個(gè)月。第二期是在實(shí)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(shè)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(shí)在武漢成立碳化硅材料研發(fā)基地 ，從事碳化硅工程應(yīng)用的研究。 二期建設(shè)完成后，年產(chǎn) SiC系列產(chǎn)品 達(dá)到 150噸（硅碳棒的冷端外購配套）。 四 、 項(xiàng)目市場考察情況 浙江蘭天機(jī)械密封材料有限公司 該公司生產(chǎn) 反應(yīng)燒結(jié)碳化硅密封件制品的加工流程（見表 1）和使用設(shè)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(jié) 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(yīng)燒結(jié)碳化硅密封件在中國還是及為普遍的，其性能和價(jià)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(yīng)燒結(jié)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(shè)備，在參觀他們公司的生產(chǎn)車間時(shí)我們看到了整個(gè)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備，主要設(shè)備有：混料機(jī)，振動(dòng)篩，衡溫箱，液壓機(jī)，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(shù) 相對落后 ，只能達(dá)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(jié)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(shí)間里，他們廠的生產(chǎn)線規(guī)模不斷的擴(kuò)大，現(xiàn)在總產(chǎn)值達(dá)到了 1 千多萬，設(shè)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(xiàng)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(yīng) 表 3 原材料供應(yīng)情況 11 名稱 供 應(yīng) 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(jìn)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(jìn)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(yīng)。 生產(chǎn)用保護(hù)氣體為 N2氣和 Ar氣?？筛鶕?jù)廠區(qū)氣體供應(yīng)情況，采用瓶裝氣體或管道輸送方式進(jìn)廠。條件成熟時(shí)采用液 N2進(jìn)廠，以降低成本。 （三） 生產(chǎn)廠房及配套設(shè)備 生產(chǎn)廠房 ： 1500m2， 主車間層高 。 主要設(shè)備（見項(xiàng)目投資計(jì)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(gòu)成部分，因此。電力供應(yīng)條件及其價(jià)格是廠址選擇的最重要的考慮因素之一。 4. 交通情況 本項(xiàng)目產(chǎn)品具有品種多、批量（重量）小的特點(diǎn)。此外，本產(chǎn)品還具有產(chǎn)品尺寸大、易損、易碎的特點(diǎn)，因此，應(yīng)盡可能將廠址選擇在用戶集中的地點(diǎn)，尤其應(yīng)避免多次倒運(yùn)。 六 、 污染物及環(huán)境保護(hù) 措施 生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和設(shè)備配置將嚴(yán)格貫徹國環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 合理設(shè)計(jì)廠區(qū)分布， 盡可能進(jìn)行配套綠化植樹，美化環(huán)境。 力爭將企業(yè)建設(shè)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(jī)械設(shè)備的 噪音等， 將 對其 分別 采取相應(yīng)的治理措施 ， 使其符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，以利保護(hù)環(huán)境。 1. 粉塵： 原料采用袋裝進(jìn)廠，室內(nèi)存放，保證無揚(yáng)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(jìn)的抽風(fēng)除塵裝置，袋式除塵效果可達(dá) %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(shè)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?dāng)M采用 沉淀池處理，達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后排放 。 4. 噪音： 主要采取以下措施。 （ 1） 在 產(chǎn)震 設(shè)備的基礎(chǔ)上安裝橡膠減振器或減振墊，減小設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。 （ 2） 選用低噪聲設(shè)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(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析 高技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有高效益和高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。作為一種材料的高性能和低成本制造技術(shù)，本項(xiàng)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(diǎn)，不存在風(fēng)險(xiǎn)。本項(xiàng)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(yīng)用，實(shí)施過程中將會(huì)面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)。 1 政策風(fēng)險(xiǎn) 本項(xiàng)目屬國家重點(diǎn)支持的企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)改造領(lǐng)域，其中脫硫噴嘴為節(jié)能減排技術(shù)所用的關(guān)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(fù)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(shù)和制造業(yè)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的支持力度，出臺了一系 列優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)和支持調(diào)整我國出口產(chǎn)品的科技含量，故該項(xiàng)目的政策風(fēng)險(xiǎn)很小。 2 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) 本項(xiàng)目需要集成多種技術(shù)，這些技術(shù)已取得了突破，并得到了工業(yè)應(yīng)用檢驗(yàn)，因此，技術(shù)上的風(fēng)險(xiǎn)是很小的。當(dāng)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(jìn)技術(shù)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(fēng)險(xiǎn) 市場風(fēng)險(xiǎn)是本項(xiàng)目的主要風(fēng)險(xiǎn)。包括市場環(huán)境的變化以及企業(yè)技術(shù)流失等知識產(chǎn)權(quán)問題。這些風(fēng)險(xiǎn)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(qiáng)企業(yè)技術(shù)保密等措施來化解。基于我國在人員技術(shù)素質(zhì) 、資金投入力度和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)水平等因素的限制，可能會(huì)造成自主產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的銷售與推廣應(yīng)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(fēng)險(xiǎn)。 4 投資風(fēng)險(xiǎn) 項(xiàng)目承擔(dān)單位經(jīng)濟(jì)效益和財(cái)務(wù)狀況良好，自有資金充足，完全能夠滿足本項(xiàng)目的需要。因此，