早期的(de)石墨(mo)坩(gan)堝(guo)的(de)簡單(dan)制(zhi)造(zao)方(fang)法

     石墨(mo)坩(gan)堝(guo)是由石墨(mo)、耐(nai)火(huo)粘(zhan)土和(he)熟料所制(zhi)成(cheng)的(de),它的(de)耐(nai)火(huo)度(du)高、抗(kang)渣(zha)性(xing)強(qiang)、熱導(dao)性(xing)大和(he)熱(re)膨脹(zhang)性(xing)小(xiao)。壹(yi)般(ban)粘(zhan)土坩(gan)鍋的(de)性(xing)能,在(zai)這幾(ji)點上(shang)是比不石墨(mo)坩(gan)鍋的(de),所以(yi)石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)是用來(lai)熔(rong)煉(lian)金屬(shu)的(de)優良(liang)的(de)耐(nai)火(huo)材(cai)料。
     制(zhi)造(zao)石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)的(de)主要原(yuan)料是石墨(mo),耐(nai)火(huo)粘(zhan)土、熟料和(he)廢(fei)石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)等(deng),石(shi)墨(mo)於(yu)非(fei)金(jin)元(yuan)素(su)礦物類,成(cheng)分(fen)是純粹(cui)的(de)碳(C)屬(shu)六方晶(jing)系的(de)晶(jing),往往(wang)成(cheng)為(wei)屬(shu)於(yu)該系(xi)的(de)六角精晶(jing)片。石墨(mo)的(de)薄片有(you)柔(rou)性(xing),能屈(qu),但(dan)無彈(dan)性(xing)。顏(yan)色(se)黑(hei)色(se),條(tiao)痕是黑(hei)色(se),具(ju)有(you)金(jin)屬(shu)光(guang)澤(ze),體(ti)質是全不透明(ming)的(de)。硬度(du)(摩(mo)氏硬度計(計))是1.5~1,比重為1.9~2.3,以(yi)手(shou)指觸(chu)時(shi)有(you)滑(hua)膩感(gan)。耐(nai)火(huo)度(du)很高(3000℃以(yi)上(shang)),膨脹(zhang)系數低(di),熱(re)傳(傳)導性(xing)和(he)電氣(qi)傳(傳)導性(xing)都良(liang)好(hao)。在(zai)氧(yang)化焰中(zhong)燒之(zhi)變(bian)為(wei)二氧(yang)化碳,最(zui)後遺(yi)留的(de)多是灰燼。

     用來(lai)制(zhi)造(zao)坩(gan)堝(guo)的(de)石墨(mo),它的(de)化學成(cheng)分壹(yi)般(ban)含有(you)固(gu)定75~90%、灰(hui)份8~20%和(he)揮(hui)發(fa)物(wu)2~5%。固定碳(tan)如果能達(da)到(dao)80%至90%,則這(zhe)種石(shi)墨(mo)是較好的(de)。石墨(mo)中(zhong)的(de)灰分(fen)應控(kong)制(zhi)在(zai)25%以(yi)下(xia)為(wei)宜,否(fou)制(zhi)制(zhi)成(cheng)的(de)坩(gan)堝(guo)質量很低(di),往(wang)往不能使(shi)用(yong),勢必(bi)造成(cheng)工(gong)料的(de)浪(lang)費(費)。石墨(mo)坩(gan)堝(guo)要具(ju)有(you)表面平滑(hua)、組(zu)織(zhi)致(zhi)密(mi)的(de)質量,這樣(yang)可(ke)以(yi)減少熔料粘(zhan)附在(zai)坩(gan)堝(guo)上面,也能夠(gou)減少對坩(gan)堝(guo)的(de)侵(qin)觸(chu),因(yin)此(ci),壹(yi)般(ban)都采(cai)用(yong)晶(jing)形片狀(zhuang)的(de)石墨(mo)。石(shi)墨(mo)的(de)片狀(zhuang)大小(xiao)以(yi)0.3~1.2公(gong)厘為最適(shi)宜。此(ci)外(wai),晶(jing)形除(chu)了(le)狀(zhuang)石墨(mo)中(zhong)的(de)微粒(li)群(qun)不能用(yong)來(lai)制(zhi)造(zao)坩(gan)堝(guo)外,而針狀(zhuang)荒(huang)粒(li)結(結)晶(jing)群(qun)的(de)石墨(mo)同樣(yang)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)原(yuan)料。
耐(nai)火(huo)粘(zhan)土是土狀(zhuang)或石狀(zhuang)的(de)礦物合體(ti),叫(jiao)做泥(ni)質巖石，顏(yan)色(se)有(you)白(bai)、灰(hui)、黃(huang)、綠(lv)、紅褐、棕等(deng)，它的(de)耐(nai)火(huo)度(du)不低(di)於(yu)1580°C，其(qi)主要成分是水矽(gui)酸(suan)鋁-高嶺石但(dan)耐(nai)火(huo)粘(zhan)土還含有(you)雜(za)質,這些雜(za)質包(bao)括有(you):遊(you)離石英、硫(liu)化鐵、氧(yang)化、氧(yang)化鈣、氧(yang)化鎂(鎂),還有(you)的(de)含有(you)雲(yun)母等(deng)。使(shi)用(yong)的(de)耐(nai)火(huo)粘(zhan)土的(de)雜(za)質含量應愈少愈(yu)好(hao),尤其(qi)是氧(yang)化鐵不得(de)超過3%。因(yin)為(wei)這(zhe)些有(you)害雜(za)質都能降低(di)粘(zhan)土的(de)耐(nai)火(huo)度(du)。

     制(zhi)造(zao)石(shi)墨(mo)坩(gan)鍋使(shi)用(yong)的(de)耐(nai)火(huo)粘(zhan)土,它的(de)耐(nai)火(huo)度(du)應1710°c(sk32)以(yi)上(shang)。由於(yu)石墨(mo)缺(que)乏(fa)可塑性(xing),不能單(dan)獨(du)成(cheng)型(xing),所以(yi)必(bi)須配(pei)合具(ju)有(you)可(ke)塑性(xing)的(de)耐(nai)火(huo)粘(zhan)土。火(huo)粘(zhan)土不僅是作(zuo)為(wei)石(shi)墨(mo)的(de)結(jie)合劑(ji),且(qie)在(zai)使(shi)用(yong)過程(cheng)中(zhong)也(ye)能使(shi)坩(gan)堝形成(cheng)壹(yi)保護性(xing)薄膜,對石墨(mo)遭(zao)受(shou)燃燒時(shi)稍(shao)有(you)防(fang)護作(zuo)用(yong)。
經(jing)過(guo)高溫煆(duan)燒和(he)粉(fen)碎後的(de)耐(nai)火(huo)粘(zhan)土,稱(cheng)為(wei)熟料。加入(ru)熟料能增(zeng)大(da)坩(gan)鍋的(de)穩定性(xing),當成(cheng)型(xing)後進(jin)行幹燥(zao)和(he)成(cheng)時(shi),可(ke)以(yi)減少收(shou)縮(縮),容易使(shi)坩(gan)堝形狀(zhuang)正確和(he)尺寸準確;外還能提(ti)高坩(gan)堝的(de)機械(xie)強(qiang)度,增(zeng)加(jia)抗(kang)磨(mo)性(xing)。
     制(zhi)造(zao)時(shi)必(bi)須註(zhu)意坩(gan)堝原(yuan)料的(de)混和(he),因(yin)為(wei)要使(shi)鱗片狀(zhuang)石墨(mo)均(jun)勻(yun)地分(fen)布是相當(dang)困難的(de)。所以(yi)必(bi)用較(jiao)長(chang)的(de)時(shi)間(jian)充(chong)分(fen)混和(he)。這(zhe)樣(yang)也(ye)可(ke)以(yi)充(chong)分發揮耐(nai)火(huo)粘(zhan)土的(de)粘(zhan)作(zuo)用(yong),以(yi)利(li)成型(xing)。石墨(mo)坩(gan)堝在(zai)使(shi)用(yong)時(shi)發(fa)生裂(lie)和(he)漏(lou)洞(dong)的(de)毛病,往(wang)往(wang)是由於(yu)原(yuan)料混和(he)不均勻(yun)所造(zao)成(cheng)。
原(yuan)料混勻(yun)後須放(fang)置(zhi)15~20天(tian),使(shi)水(shui)分徹(che)底分布,可(ke)塑(su)性(xing)增(zeng)大(da)。坩(gan)堝(guo)的(de)成型(xing)可以(yi)在(zai)木(mu)模(mo)或(huo)金(jin)屬(shu)模(mo)內(nei)以(yi)手(shou)工(gong)或(huo)機壓(ya)進(jin)行操(cao)作(zuo)。如果形狀(zhuang)不良,將會(hui)降低(di)坩(gan)堝的(de)質量。
坩(gan)堝(guo)壁的(de)厚薄(bo)若不均壹(yi),對機(ji)械強(qiang)度和(he)熱(re)傅(fu)導(dao)性(xing)都有(you)壹(yi)定的(de)影(ying)響(xiang)。坩(gan)堝(guo)幹燥(zao)時(shi)應控(kong)制(zhi)溫(wen)度(du),使(shi)它發(fa)散水份。以(yi)慢(man)慢(man)地進(jin)行為(wei)宜。由(you)於(yu)加熱(re)過快或不均勻(yun),都會(hui)使(shi)坩(gan)堝產生裂(lie)、氣泡(pao)或(huo)變(bian)形的(de)發品(pin)。
      幹燥(zao)後(hou)以(yi)手(shou)指或木(mu)棒(bang)敲(qiao)擊(ji),若發(fa)出清晰(xi)的(de)金聲,就表示(shi)巳完(wan)幹燥(zao)了(le)。坩(gan)堝是在(zai)1000℃以(yi)下(xia)的(de)溫度(du)中燒成(cheng)。為(wei)了(le)防(fang)止石(shi)墨(mo)的(de)燃燒,燒成(cheng)時(shi)它的(de)表面應撒壹(yi)些細粒(li)焦(jiao)炭或放(fang)入(ru)以(yi)焦(jiao)炭充填(tian)的(de)匣缽(缽)內(nei)。窯(yao)內(nei)必(bi)須保持(chi)還原(yuan)焰或(huo)中(zhong)性(xing)焰,不可以(yi)用(yong)氧(yang)化焰燒成(cheng)墨(mo)坩(gan)堝(guo)燒成(cheng)時(shi)約需(xu)4天(tian)。