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          銅川電瓷有限責任公司
          Tongchuan electric porcelain Co. Ltd.

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          靜電除塵器用高溫瓷套技術創新報告
          來源: | 作者:銅川電瓷 | 發布時間: 2020-07-03 | 1088 次瀏覽 | 分享到:

              

           

              一、前

           

              二、產品研制情況

           

              三、結

           

              四、經濟效益及社會效益分析

           

              五、結

           

          一、前言

           靜電除塵器用瓷絕緣子瓷套是靜電除塵器中的關鍵部件,主要起絕緣和支撐陰極框架的作用。在使用的過程中,若瓷套出現問題,陰極框架便會出現垮塌,使整臺除塵器全部停運。普通電瓷材料的絕緣性能是隨著溫度的升高而急劇下降的,即溫度越高,其絕緣性能越差。普通電瓷的工作溫度為-40~+40,我公司以前生產的中溫電瓷產品只能滿足150℃的環境溫度。

          隨著我國靜電除塵器工業的高速發展,各行業對靜電除塵器的要求也不斷提高,靜電除塵器的工作環境隨著應用領域的擴大也發生了很大的變化。特別是對瓷套的耐受溫度和機械強度的要求越來越高。廣大用戶紛紛要求我們提高瓷套的耐溫等級和機械強度。為了提高我公司電瓷產品的性能,滿足廣大用戶的要求,我們決定研制靜電除塵器用高溫瓷套。該項目符合國家產業政策,無“三廢”污染,同時填補國內空白。產品的研制成功,將增強企業發展的后勁和在市場競爭中的實力。

              二、產品的研制情況

          1、靜電除塵器用高溫瓷套的技術指標:

          ⑴、在環境溫度300℃時,工頻耐受電壓≥72kV。

          ⑵、在常溫下,壓縮破壞負荷≥500kN。

              鑒于產品的工作環境和技術要求,該項目的主要技術內容就在于研究耐高溫、高強度的瓷質配方,并制定與其相適應的成型工藝和燒成工藝。

          2、該產品采用濕法成型工藝,其工藝流程為:

          原料——配料——制泥——成型——干燥——上釉——燒成——研磨——試驗——包裝入庫

          3、1999年我們與省科委簽訂了項目試制合同,研制開發高溫瓷套產品。為了能使該項目的研制工作順利進行,我們成立了由 5 人組成的研制小組,收集有關技術資料,進行考察論證、攻關、試驗,確保項目順利實施。

          4、該產品的技術要求高,特別是在高溫工況條件下要保持良好的電氣性能和機械強度,就必須有一個與技術要求相適應的優良配方。因此,原料的配方研究就成了該項目成功的關鍵,成了我們攻關的主要課題。

          K2O、Na2O是陶瓷原料必不可少的熔劑,其來源主要靠長 石帶入。作為電瓷也是一樣,主要原料由長石、石英、礬土和粘土組成。隨著溫度的升高,Na2O原子外圍電子開始活躍,易于丟失,使電瓷的絕緣電阻下降,工頻耐受電壓降低。據有關資料介紹,要想提高電瓷產品在高溫下的絕緣性能,就必須提高原料中K2ONa2O的比值,控制Na2O的總含量。

          根據這一理論,提高K2ONa2O的比值就成了我們研究試驗原料配方的攻關重點。我們首先考慮尋找優質的鉀長石原料,先后考察了東北、華北、西北等地區的主要長石原料產區,結果都失敗了,原因是所有的長石原料中的K2ONa2O比值最好的只有4~51,只能用來制作中溫電瓷(耐受溫度150℃以下)。該種產品在環境溫度為300℃時,工頻耐受電壓只有30~40kV,且電流達20A以上,與項目的要求相差甚遠。由此分析判斷采用鉀長石原料無法達到項目的技術要求,只有另找原料。

          經查閱有關資料,發現瓷石含有適量的K2ONa2O,擁有長石、石英共有的成份,且K2ONa2O的比值高達201,很適合我們配方的設計要求,其價格只有長石、石英的50%。選用瓷石原料,既能降低原料中Na2O的含量,提高K2ONa2O的比值,改善產品在高溫環境下的電氣性能,又能降低原料成本,因此,瓷石就成為我們主要研究對象。

          瓷石的主要成分如下; 

          根據調查,瓷石原料已被一些玻璃廠家所使用。其優異的K2O、Na2O比例也可以用于電瓷原料。但是沒有使用先例,且K2O、Na2O的總量比長石低40%左右,使用后能否達到預期效果,對生產工藝帶來何種影響?對此,我們經過反復的論證、計算,并且進行了各種工藝性能和產品性能試驗。

          首先,按照電瓷產品配方對熔劑的要求,采用瓷石38%、石英10%、再加上礬土、粘土的配方。經過試驗,其可塑性指標達不到要求,可塑性差,給成型帶來了困難。經過工藝試驗,取消了10%的石英,增加可塑性原料,解決了這一問題。

          為了確定瓷石在配方中的最佳比例,我們先后設計了二十二個配方,瓷石在配方中的比例最多的為48%,最少的30%。由最初的10%的石英加瓷石配方到最終全部取消配方中的長石和石英原料,采用純瓷石配方。這種純瓷石配方是國內電瓷行業其它廠家所沒有的。通過對比、優選、做溫度電壓和機械強度試驗,最后優選出了瓷石在配方中的最佳比例。使配方中K2ONa2O的比例由原來的4.41提高到16.41,為改善產品的溫度電壓特性奠定了基礎。

          5、燒成是研制高溫瓷套成功的關鍵工序之一。為了生產研制兩不誤,企業自籌資金,專為高溫瓷套的燒成新建了一座6.6m3燃氣抽屜窯。在高溫瓷套的試制過程中,燒成質量出現多次反復:第一窯次,按常規瓷套的燒成曲線燒成,結果是燒出的產品全部嚴重氧化,首次燒成失敗。我們召開了專題分析會,對燒成的每個階段進行了詳細的分析,認為在低溫排水期沒有問題,在氧化分解期和中火保溫期,氧化氣氛非常強,坯體氧化分解徹底,強還原期操作正常,問題出在強還原結束后的弱還原階段,在此階段,窯內的氣氛應控制為弱還原氣氛,即窯內氣體含量中的CO應稍有過剩。產品出窯后,從產品表面上可以看出,在弱還原階段,窯內還有大量的空氣,即O2過剩,致使坯體全部嚴重氧化,使產品發黃。原因找到了,我們就重新制定了燒成曲線進行試燒。第二窯次燒出的產品,雖然高溫氧化的問題得到了解決,但是又出現了瓷件開裂,且以螺旋開裂為主,經檢查坯體在干燥的過程中也出現了類似開裂現象。通過深入分析,認為屬泥段質量問題,分析原因是真空練泥機的擠出螺旋磨損嚴重造成的。通過對真空練泥機的修復,開裂的問題得到了很好地解決。但經過多次的試燒,窯后的質量均在60%左右,產品總是存在這樣或那樣的缺陷。我們對每一窯次都進行總結、分析,調整燒成參數。通過近半年的摸索、試驗,終于取得了較好的結果:燒成時間由原來的73小時減少到了現在的55小時,燒成質量由原來的60%左右上升到了現在的85%左右,試驗工作達到了預期的目標。

          三、結果

          該項目完成后,產品經國家絕緣子避雷器質量監督檢驗中心的檢驗,其技術指標達到的情況如下;

          1、在300℃高溫的環境下,產品的工頻耐受電壓120kV。

          2、在常溫下,產品的壓縮破壞負荷為1350kN。

              從上述數字我們不難看出,該產品的技術指標遠遠超過項目要求的技術指標?!春蟾皆囼瀳蟾妗?/span>

              四、經濟效益及社會效益分析

          該項目立項時,其可行性報告中預期項目完成后我廠將形成年產3000只高溫瓷套的規模,產值達195萬元,由于瓷石原料的性能較好且成本較低,現在我們已把該配方推廣應用到了所有產品上。事實證明,我們當初的決定是正確的。

          2001年,我們共生產高溫瓷套4916只,實現銷售收入254.7萬元;2002年,我們的產值已達1020萬元,銷售收入748萬元(其中瓷套產品的銷售收入為524萬元),實現了銅川市電瓷廠產值首次突破千萬元大關,使企業一舉扭虧為盈。2003年實現產值1325萬元,銷售收入1270萬元(其中瓷套產品的銷售收入為703萬元)。今年預計產值可達1700萬元,力爭達到1800萬元。年增長率達30%以上。

          該項目的完成和推廣,使靜電除塵器因溫度過高而引起的故障率大幅下降,贏得了用戶的好評。特別是福建龍凈公司,年用貨量從原來的80萬元左右增加到現在的400多萬元。該項目也為我廠帶來了前所未有的發展機遇,產品目前供不應求,經濟效益顯著。同時,該項目的完成也極大地推動了我國靜電除塵器工業的發展。瓷石配方的應用,也拓寬了電瓷原料的領域。

          五、結論
          綜上所述,該項目的研制成功,使我公司電瓷產品的耐溫

          等級上了一個新的臺階,為企業培育了新的經濟增長點,增強了企業發展的動力,提高了企業在市場中的競爭力,為企業今后的發展打下了更加堅實的基礎。

              在產品研制過程中,銅川市科技局、銅川市經貿委、銅川市機械電子行業辦、西安電瓷研究所和西安高壓電瓷廠等單位均給與了我們極大的支持和幫助,在此表示衷心的感謝。

                                     銅川電瓷有限責任公司

                                     二零二零年四月二十日

           

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