1.本发明涉及一种窑炉加热用电热元件，具体针对新能源工业窑炉而提供的一种新型硅棒电热元件。
背景技术：
2.碳化硅电热元件主要用于各种电炉、电窑的发热体，而电热元件碳化硅棒体广泛应用于冶金、机械、轻工、化工、电子、国防工业、医药等行业技术领域，碳化硅可以制成棒状、u型、小时型、管状等形式规格。目前市场上应用的硅碳棒生产工艺主要由三大部分系列工艺、50多道工序组成。三大部分为冷端部工艺、热端部工艺和焊接工艺，由于系列工艺多、工序长，其生产周期长达几十天时间，现场工人劳动强度大，工作环境差、综合成品率低，而且由于材料在成型过程中的电阻值无法控制，使生产出的电热碳硅棒的阻值波动性较大，质量难以达到连续稳定。同时由于烧成温差大以及炉内二氧化硅气体浓度差值大，微量杂质难以控制，从而形成棒的电阻值不易控制，难以保证品质的稳定性。特别是在生产现场排出大量一氧化碳气体，对员工身体健康造成了极大伤害，也不利于节能减排，更不能达到绿色发展和低碳经济。因此迫切需要通过技术创新，改变现有工艺技术，运用新技术、新工艺、新配方，改变原有的生产工艺，从而降低员工劳动强度，提高产品质量，提高企业经济效益，切实改变现有工作环境差现状。
技术实现要素：
3.发明目的：本发明的目的是提供一种新工艺、新配方的一种新型硅棒电热元件及其制备方法。
4.技术方案：为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：一种新型硅棒电热元件及其制备方法。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：本发明一种新型硅棒电热元件及其制备方法，其特征是在于由碳化硅、粘合剂、结合剂组成，所述的粘合剂为纤维素类物质、粘合剂占碳化硅重量的1.0～2.5％之间。
6.本发明与现有技术不同的是主料全部采用碳化硅，粘合剂采用甲基纤维素。其优选含量为28.5～32.0％之间、粘度为3000～8000mpa.s(25℃、3％时)。结合剂选用陶瓷结合剂，在使用时与金刚石磨料搅拌均匀后使用)。
7.粘合剂的使用一方面与碳化硅粉料直接混合后加水再成型，另一方面是粘合剂与水形成水溶液，再与碳化硅粉料混合，同时添加陶瓷结合剂混合，通过搅拌后使用。
8.一种新型硅棒电热元件及其制备方法，它由碳化硅、粘合剂、结合剂及水组成，其重量百分比为：碳化硅83％～88％、粘合剂2％～4％、结合剂1.5％～2.0％、水6％～15％。优选重量百分比为：碳化硅86％、粘合剂3％、结合剂2.0％、水9％。
9.所述的新型硅棒优选绿碳化硅，其纯度为99.5％以上，其颗粒度为：26#～32#的粗粒占20％～40％，60#～100#中粒占20％～30％，220#以上细粒占50％～70％。
10.本发明一种新型硅棒电热元件为硅碳棒的发热部，其制备方法如下：
11.(1)配料：选用不同比例的颗粒碳化硅配料，并搅拌均匀。
12.(2)混料：分干混和湿混同时操作，将粉状料搅拌均匀后，再加入粘合剂、结合剂的水溶液，经搅拌碾压后进行湿混，使粘合剂、结合剂分布均匀，使胚体塑性增强，呈片状或其它形状，混料时间为40～100分钟。
13.(3)预压：将胚体料在压机上挤压二遍以上，挤成ф30～50毫米左右的料柱，也可挤压成料饼或其它形状。
14.(4)成型：根据所需直径规格，将料饼加入到模具中挤压成型，成型时控制模具内胚料压力为30～60mpa范围内。
15.(5)干燥：先选择在20～30℃环境下干燥24～48小时，然后在90～150℃环境下干燥3～6小时。
16.(6)烧成：烧成选择连续高温烧成工艺，先预热2～5小时，预热温度为300～600℃，高温烧成温度为2300～2500℃，烧成时间为40～70分钟。烧成时选择保护气体为高纯氮气。
17.(7)烧成后处理：在氧化气氛下，对烧成的碳硅棒进行涂层处理，即氧化处理和防腐处理，提高棒体性能指标，处理温度为1300～1500℃之间，时间为4～10小时。
18.本发明的有益效果
19.通过本发明采用的新工艺、新配方及其连续高温烧成，得到的硅棒发热部的各项性能指标均达到或优于碳化硅棒行业标准(jb/t3890-1999《硅化棒》)。其电阻值偏差有原料的
±
30％以上，缩小到
±
10％以内，红热均匀度偏差由50℃降为15℃以内，抗折强度符合标准要求(≥40mpa)，通过采用连续高温烧成，成品率由原来的60％左右，提高到90％以上，不仅缩短了生产周期(原来30天、缩短为10天)，而且降低了能耗，提高了生产效率。同时通过采用氧化处理和防腐处理，延长了产品的使用寿命。
具体实施方式
20.结合以下实施例对本发明的一种新型硅棒电热元件及其制备方法作进一步的说明。
21.实施例1
22.(1)成型：称取绿碳化硅24#为2000g、32#为750g、60#为4500g、w65为4500g、w50为3000g，通过均匀干混10分钟。再选用浓度为5％的粘合剂甲基纤维素溶液1500g、浓度为5％的陶瓷结合剂1000g，经搅拌碾压混合30分钟后，在压机上预压成ф40毫米柱料二遍，压力分别选用25mpa和20mpa，然后再压成ф100*80毫米料饼，再挤压成ф15毫米，长度为600毫米硅碳棒50支，压力为30mpa，在温室内晾干24小时。
23.(2)烧成：经120℃干燥炉内烘5小时，然后放入连续高温碳管炉中进行烧成，炉内预热区温度为400℃，高温区选用温度为2450℃，碳管长1800毫米，推进速度为20毫米/分钟，并采用氮气保护。
24.(3)烧成后处理：在氧化气氛下，对烧成的硅棒进行退火涂层处理(包括氧化处理和涂层处理)，处理温度为1400℃，时间为6小时。
25.实施例2
26.(1)成型：称取绿碳化硅26#为2200g、30#为750g、70#为3500g、w75为4000g、w55为
3500g，通过均匀干混10分钟。再选用浓度为5％的粘合剂甲基纤维素溶液1400g、浓度为5％的陶瓷结合剂1200g，经搅拌碾压混合30分钟后，在压机上预压成ф40毫米柱料二遍，压力分别选用25mpa和20mpa，然后再压成ф100*80毫米料饼，再挤压成ф15毫米，长度为600毫米硅碳棒50支，压力为30mpa，在温室内晾干30小时。
27.(2)烧成：经120℃干燥炉内烘3小时，然后放入连续高温碳管炉中进行烧成，炉内预热区温度为450℃，高温区选用温度为2460℃，碳管长1800毫米，推进速度为20毫米/分钟，并采用氮气保护。
28.(3)烧成后处理：在氧化气氛下，对烧成的硅棒进行退火涂层处理(包括氧化处理和涂层处理)，处理温度为1420℃，时间为7小时。
29.实施例3
30.(1)成型：称取绿碳化硅28#为2300g、32#为730g、65#为3800g、w70为4300g、w50为5500g，通过均匀干混10分钟。再选用浓度为5％的粘合剂甲基纤维素溶液1600g、浓度为5％的陶瓷结合剂1100g，经搅拌碾压混合30分钟后，在压机上预压成ф40毫米柱料二遍，压力分别选用25mpa和20mpa，然后再压成ф100*80毫米料饼，再挤压成ф15毫米，长度为600毫米硅碳棒50支，压力为30mpa，在温室内晾干40小时。
31.(2)烧成：经130℃干燥炉内烘3.5小时，然后放入连续高温碳管炉中进行烧成，炉内预热区温度为550℃，高温区选用温度为2480℃，碳管长1800毫米，推进速度为20毫米/分钟，并采用氮气保护。
32.(3)烧成后处理：在氧化气氛下，对烧成的硅棒进行退火涂层处理(包括氧化处理和涂层处理)，处理温度为1450℃，时间为8小时。
33.将实施例1～3制得的碳硅棒性能测试：用专用仪器设备对制作的硅棒电热元件进行综合测试，数据为：电阻值4.5～5ω、抗折强度45mpa～50mpa，外观色泽红热均匀。
34.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。