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    我國碳化硅生產(chǎn)始于20世紀(jì)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(jìn)步,無論是冶煉技術(shù)、生產(chǎn)裝備還是能耗指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平;生產(chǎn)能力、實(shí)際產(chǎn)量、國內(nèi)消費(fèi)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(dǎo)和科學(xué)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(dá)到世界先進(jìn)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(biāo)值達(dá)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(qiáng)度、粒度組成離散度上,每批產(chǎn)品理化指標(biāo)相近度方面波動(dòng)較大;五、實(shí)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(kuò)張,相應(yīng)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(jìn)步。
    在冶煉設(shè)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(dá)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(dá)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(shè)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(diǎn)對設(shè)備進(jìn)行改裝,甚至自行生產(chǎn)部分零配件。因此每個(gè)加工企業(yè)幾乎都有自己獨(dú)特的加工設(shè)備,很難對其先進(jìn)程度進(jìn)行評價(jià)。
    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(shè)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(shè)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(jìn)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(dú)立的工藝路線,裝備技術(shù)基本達(dá)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(diǎn)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(hù)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(yīng)的裝備。目前正在進(jìn)行試驗(yàn)性應(yīng)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(shí)會(huì)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(yàn)爐氣回收的碳化硅冶煉單位準(zhǔn)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(jì)劃用回收爐氣合成有機(jī)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(yán)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(dá)標(biāo)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(dòng)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā),技術(shù)創(chuàng)新,只是簡單重復(fù)地?cái)U(kuò)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(shí)力的企業(yè),在冶煉供電和配混料方面采用了計(jì)算機(jī)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(biāo)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(dǎo)率、清潔度、PH值、離散度指標(biāo)控制要求。