專利名稱：一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法
涉及領(lǐng)域 本發(fā)明涉及電熔法精煉剛玉的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法。
背景技術(shù)：
目前，采用熟鋁礬土為原料，生產(chǎn)電熔剛玉與采用工業(yè)氧化鋁粉相比較占有價格低的優(yōu)勢。在耐火材料領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。但在實際生產(chǎn)中，由于使用無煙煤、焦碳作為還原劑，且大部分時間采用埋弧操作，在獲得95.0-98.8％的Al2O3含量剛玉的同時，剛玉熔體中必然產(chǎn)生Al4C3等炭化物及游離碳，這些碳和炭化物的過量存在，造成剛玉粉化、密度和熱穩(wěn)定性下降，甚至因開裂，剝落而報廢制品。
為解決鋁礬土基電熔剛玉中的含碳量高的問題，一般采用如下方法降碳1)明弧燒碳法，即利用電弧高溫使空氣中的氧與電熔剛玉中的碳和炭化物進行表面氧化，但此法因為是空氣與電熔剛玉熔體表面接觸，氧化慢，去碳程度有限，尤其對深熔池的電熔剛玉熔體氧化降碳效果更為有限，且電耗明顯增加，造成生產(chǎn)環(huán)境惡化，而沒有得到推廣應(yīng)用。
2)用鐵磷即氧化鐵皮氧化電熔剛玉中的碳，由于鋁礬土基電熔剛玉熔點高，造成熔池表面結(jié)殼現(xiàn)象嚴重。為使鐵磷與電熔剛玉熔體中的碳充分反應(yīng)，必須用大功率電弧熔化結(jié)殼，造成電耗大輻度增加，又因鐵磷與剛玉熔體中的碳反應(yīng)是屬固液擴散反應(yīng)，反應(yīng)時間長，且易增加雜質(zhì)，影響電熔剛玉純度，又難以控制操作，熔體易發(fā)生爆噴。
3)采用煅燒法。用特制高溫爐對已制成砂的電熔剛玉進行煅燒，可除去約40％的碳，但此法技術(shù)難度很大，砂粒大，則燒碳效果不好，砂粒小則易燒結(jié)，且受剛玉中原始含碳量制約，對成品碳含量很難控制，大大增加制作成本。
4)中國專利申請?zhí)?0105123，公告號1266034，公開了“一種生產(chǎn)礬土基高純剛玉的脫碳方法”，在進入還原精煉期，此時降低工作電壓5-10V進行精煉，耗電當(dāng)量達到1800-2000Kwh/T時開始吹氧脫碳，吹氧10分鐘后在低工作電壓的基礎(chǔ)上提高工作電壓15-30V，繼續(xù)吹氧10-20分鐘，當(dāng)測得脫碳符合產(chǎn)品要求時，停止吹氧即獲得高純度的剛玉。該方法在吹氧脫碳時不提起電極起到明弧脫碳作用，但是吹氧時氧化電極嚴重，并給產(chǎn)品帶來增碳的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法，該方法克服了上述明弧燒碳法，鐵磷氧化法，煅燒法的缺陷，可生產(chǎn)碳含量≤0.10％的礬土基電熔剛玉。
一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法，采用電弧爐生產(chǎn)電熔剛玉，加入焦炭或鐵屑導(dǎo)電材料引弧，分批加入原料熟鋁礬土、焦炭或無煙煤及鐵屑混合料，進行熔化、還原、雜質(zhì)分離；首先加入總原料的30～60％，待混合料熔化后，再分批加入余下的混合料熔煉，熔煉期占全部冶煉時間的80％以上，其特征在于熔煉期完成后停止加料，開始精煉，進一步進行還原、雜質(zhì)分離、排氣、升溫、待熔體表面呈紅熱狀態(tài)或呈液態(tài)、熔體溫度達到2000-2500℃時；停電、提起電極，開始吹氧，吹氧采用水冷氧槍，水冷氧槍帶正壓浸入電熔剛玉熔體內(nèi)，氧氣壓力0.1-1.2MPa，吹氧時間1-20分鐘，每噸電熔剛玉降碳0.10％需供給氧氣1-10立方米；檢驗產(chǎn)品指標(biāo)，合格后出爐即為低碳鋁礬土基電熔剛玉。
低碳鋁礬土基電熔剛玉的化學(xué)成分是Al2O397.0-98.8％；SiO20.27-0.60％；Fe2O30.08-0.20％；TiO20.4-0.6％；CaO0.14-0.20％；MgO 0.12-0.20％；R2O 0.10-0.20％；C0.05-0.10％余下為其他雜質(zhì)。
本發(fā)明的特點是①吹氧使剛玉熔體降碳的同時得到充分攪拌，形成致密板狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品色澤均勻一致，提高了一級品率。
②縮短原工藝精煉時間，提高生產(chǎn)作業(yè)率3％，節(jié)電100度/噸以上。
③方法簡單，易于控制碳含量，可以穩(wěn)定生產(chǎn)用戶需求的低碳鋁礬土基電熔剛玉，。
④與固體脫碳劑相比不增加任何雜質(zhì)。
具體實施例方式
實施例1
采用2500KVA三相交流電弧爐熔塊法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法是，加入焦炭和鐵屑導(dǎo)電材料引弧，加入原料含Al2O388.0％的熟鋁礬土33噸和焦炭4.5噸、鐵屑2.5噸。熔煉時間22小時，精煉100分鐘，電耗2700度/噸，熔體溫度2200℃；開始吹氧，吹氧采用直形水冷氧槍，斜插吹氧，水冷氧槍帶正壓浸入電熔剛玉熔體內(nèi)，氧氣壓力0.4MPa，吹氧時間4分鐘，供氧量18立方米；產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后即為低碳鋁礬土基電熔剛玉。
電熔剛玉成品的化學(xué)成分Al2O398.27％，C 0.10％；SiO20.37％；FeO 0.19％；TiO20.50％；CaO 0.2％；MgO 0.16％；R2O 0.2％；余為其他雜質(zhì)。
物理指標(biāo)體積密度3.91g/cm3，真比重3.98g/cm3，顯氣孔率1.2％，吸水率1.3％。
實施例23200KVA三相交流電弧爐熔塊法生產(chǎn)低碳電熔鋁礬土基剛玉，加入89.50％熟鋁礬土40噸和煤6.8噸、鐵屑5噸。熔煉21小時，精煉2小時，電耗2750度/噸，熔體溫度2250℃，采用彎型水冷氧槍，水冷氧槍帶正壓浸入電熔剛玉熔體內(nèi)，氧氣壓力0.6MPa，吹氧8分鐘，供氧量49立方米；產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后即為低碳電熔鋁礬土基剛玉。
電熔剛玉成品的化學(xué)成分Al2O398.51％，C 0.07％；SiO20.36％；FeO 0.08％；TiO20.43％；CaO 0.14％；MgO0.12％；R2O 0.2％；余為其他雜質(zhì)。
物理指標(biāo)體積密度3.91g/cm3，真比重3.98g/cm3，顯氣孔率1.2％，吸水率0.3％。
權(quán)利要求
1.一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法，采用電弧爐生產(chǎn)電熔剛玉，加入焦炭或鐵屑導(dǎo)電材料引弧，分批加入原料熟鋁礬土、焦炭或無煙煤及鐵屑混合料，進行熔化、還原、雜質(zhì)分離；首先加入總原料的30～60％，待混合料熔化后，再分批加入余下的混合料熔煉，熔煉期占全部冶煉時間的80％以上，其特征在于熔煉期完成后停止加料，開始精煉，進一步進行還原、雜質(zhì)分離、排氣、升溫、待熔體表面呈紅熱狀態(tài)或呈液態(tài)、熔體溫度達到2000-2500℃時；停電、提起電極，開始吹氧，吹氧采用水冷氧槍，水冷氧槍帶正壓浸入電熔剛玉熔體內(nèi)，氧氣壓力0.1-1.2MPa，吹氧時間1-20分鐘，每噸電熔剛玉降碳0.10％需供給氧氣1-10立方米；產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后即為低碳鋁礬土基電熔剛玉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法，其特征在于電熔剛玉熔體的溫度達到2100-2300℃時開始吹氧為優(yōu)選溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法，其特征在于氧氣壓力0.3-0.6MPa為優(yōu)選壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法，其特征在于吹氧時間3-8分鐘為優(yōu)選時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用吹氧法生產(chǎn)低碳鋁礬土基電熔剛玉的方法。特征是精煉時進一步進行還原、雜質(zhì)分離、排氣、升溫、待熔體表面呈紅熱狀態(tài)、熔體溫度達到2200℃時,停電、提起電極,用水冷氧槍吹氧,水冷氧槍帶正壓浸入電熔剛玉熔體內(nèi),生產(chǎn)碳≤0.10%的電熔剛玉即為低碳鋁礬土基電熔剛玉。特點是剛玉熔體得到充分攪拌,達到成分均勻的目的,提高了一級品率。節(jié)電100度/噸以上。產(chǎn)品含碳量低且可以控制,能滿足耐火材料制品的技術(shù)要求。
文檔編號C04B35/107GK1382659SQ0210921
公開日2002年12月4日 申請日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月26日
發(fā)明者王元增 申請人:王元增