中國粉體網訊 近日,筆者在瀏覽先進陶瓷材料的相關資訊時,發現了如下一幕:
近兩年,眾多的碳化硅半導體項目在政府、資本、企業的支持下紛紛上馬,市場一片火熱,但這也僅限于行業內人士所了解。沒想到,江蘇省連云港贛榆區城頭鎮后黃墩村的這一碳化硅生產企業起火竟然上了新聞頭條!除了大眾對安全生產的關切,這一事件與整個碳化硅行業的發展現狀有沒有什么關系?是否能反映行業某些深層次的問題呢?
碳化硅行業概況
據中國粉體網編輯的了解,我國碳化硅生產始于20世紀70年代。經過40多年的發展,我國碳化硅行業取得了長足的進步,無論是冶煉技術、生產裝備還是能耗指標都已經達到世界領先水平;生產能力、實際產量、國內消費量以及產品出口量均列世界第一位。然而,由于缺乏正確引導和科學規劃,行業發展遇到了瓶頸,與歐美國家存在不小的差距。
碳化硅產品質量問題
在碳化硅粒度砂、微粉產品質量方面,我國產品與國際水平存在較大差距,主要集中在以下五個方面:
(1)產品品種牌號分類少;
(2)高端專用產品的某些指標值達不到要求;
(3)產品質量穩定性不夠;
(4)微粉級產品在顆粒形狀、顆粒強度、粒度組成離散度上,每批產品理化指標相近度方面波動較大;
(5)實物產品使用效能與德國、日本和美國產品差距較大等。
我國碳化硅行業與國際同行最大的差距
近年來碳化硅行業快速擴張,相應的企業在裝備技術方面取得了長足進步。在冶煉設備方面,碳化硅供電冶煉變壓器,整流器系統使用技術日益成熟,與發達國家幾乎沒有差距。
在加工制砂方面,大多企業仍然會采用傳統的破碎和分篩設備。但企業往往根據自身產品規格的要求和工藝特點對設備進行改裝,甚至自行生產部分零配件。因此每個加工企業幾乎都有自己獨特的加工設備。
在碳化硅微粉生產方面,我國企業最早采用日本的技術,設備也是根據日本工藝流程模仿開發的。近年來,我國微粉加工企業在設備和技術研發方面的投入很大,擁有知識產權的新裝備、新工藝、新檢測方法、新檢測儀器不斷被開發出來,極大地促進了我國碳化硅微粉企業的發展。
據業內專家的分析,我國碳化硅行業與國際同行最大的差距主要體現在生產管理方面。企業內部質量管理體系還沒有普遍建立起來,生產管理基本沒有形成系統,這一點在碳化硅冶煉企業中尤為突出。
碳化硅生產過程中的環境保護現狀
碳化硅冶煉過程中要產生一氧化碳,在電阻爐表面燃燒,轉化為二氧化碳。近年來采用石油焦冶煉碳化硅的企業增多,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。碳化硅冶煉生產過程中,扒爐、噴爐產生一定量的粉塵,目前全世界缺乏可靠有效的回收治理辦法。
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生噴爐、炸爐現象,并產生高溫明火,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。
綠碳化硅冶煉生產過程中,要排放一定量的廢水,目前部分生產企業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、微粉生產酸堿洗過程中,要排放一些含酸、含堿廢液,部分企業未做處理直接排放。
碳化硅粉體的應用市場現狀
盡管我國碳化硅粉體產量約占世界總產量的30%,但是碳化硅在工業上的應用,主要是磨料磨具和耐火材料行業,產品技術含量較低。長期以來,我國西部寧夏、內蒙、青海、甘肅等省份,利用當地較為廉價的人力和電力資源,紛紛發展碳化硅產業,已成為碳化硅粉體原料的主要出口基地。
碳化硅粉體的另一應用領域——碳化硅結構陶瓷,因具有硬度高、高溫承載能力強、抗氧化、耐磨損、熱導率大、熱膨脹系數小以及耐酸堿化學腐蝕等優異特性,在半導體、電子、汽車、原子能、環保節能等高科技領域有著廣泛的應用前景,產品技術含量也很高。目前美國、日本以及西歐等工業發達國家的碳化硅結構陶瓷技術處于世界領先地位。
碳化硅粉體,可分類為α型及β型粉體、高純度粉體、超微細粉體。全球α型粉體主要生產廠家有屋久島電工、H.C.STARCK、SAINT-GOBAIN、昭和電工、PACIFIC RUNDUM等;β型粉體主要生產廠家有BRIDGESTONE、H.C.STARCK等;高純度以及超微細粉體主要生產廠家有BRIDGESTONE、H.C.STARCK等。
碳化硅粉體在先進陶瓷領域的應用市場,主要集中在半導體產業、機械產業、汽車工業,其次是液晶行業、散熱基板等其它領域。國外在先進結構陶瓷領域,碳化硅粉體的應用技術及其市場有很大的發展。
小結
對于國內大多數碳化硅企業而言,缺少產品定位和自主創新,國內除了少數規模和實力領先的企業,其它多數企業通常并不進行產品的創新研發,生產的主要是碳化硅粗料。我國碳化硅行業相對于國際先進水平而言,仍有很大差距,向深加工、高附加值的碳化硅制品轉型的道路仍有很長一段路要走。
參考資料:
李禹平:中國碳化硅生產企業現狀,中國建材報;
黃悅、周忠華:國外先進結構陶瓷領域碳化硅粉體的應用技術及市場,陶瓷;
焦夢瑤:中國碳化硅行業國際競爭力狀況研究,河南大學。
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