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磨料生產技術支持

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棕剛玉冶煉用原料:高鋁礬土、碳素材料、鐵屑

瀏覽次數: 發布時間:2013/12/21

棕剛玉是用高鋁礬土熟料、碳素材料、鐵屑三種原料經過配料混均勻加入電弧爐中,經過高溫熔化和雜質還原后冷卻而結晶成的棕褐色熔塊。其主要成分是Al2O3,含量為94.5%~97%。下面我們就介紹下棕剛玉冶煉所用的原料,高鋁礬土、碳素材料和鐵屑。

棕剛玉

1、高鋁礬土

對高鋁礬土的質量要求有化學成分、脫水程度、粒度等,因為這些因素對棕剛玉冶煉技術指標及產品質量會產生不同程度的影響。

高鋁礬土是提供剛玉的主要成分Al2O3的原料,含Al2O3越高對冶煉剛玉的各項技術指標越有利。隨Al2O3含量的增加,單位耗電量降低。因此冶煉棕剛玉要求盡可能采取優質高鋁礬土原料。

高鋁礬土熟料

從產品的觀點看,高鋁礬土中除Al2O3以外的氧化物應視為雜質。SiO2雖然在冶煉中絕大部分被還原成硅鐵合金而除去,但產品中仍有少量SiO2的存留。

Fe2O3在冶煉過程中被還原生成硅鐵合金而除去,但仍有極少量的氧化鐵與氧化鋁生成尖晶石留在產品中。

TiO2在冶煉過程中難以還原,原料中CaO和MgO絕大部分仍存在于產品中。

Na2O和K2O在冶煉過程中雖然能在高溫下揮發一部分,但是不能被還原,仍留在棕剛玉中,對質量影響很大。

高鋁礬土煅燒脫水不僅提高了品位,節省能源,更大的好處是熟料能使路況穩定,提高生產效率,從而獲得較好的技術經濟指標。

一般要求高鋁礬土含Al2O3大于76%,Fe2O3小于7.0%,TiO2小于5.5%,CaO+MgO小于1.2%。

高鋁礬土熟料的粒度不宜過大,也不宜過細,一般控制在10~25mm。

2、碳素材料

碳素材料作為冶煉剛玉的還原劑,用來還原高鋁礬土中的雜質。剛玉冶煉常用的炭素材料有石油焦、焦炭、無煙煤等。對這些材料的化學成分要求見表1,其灰分的化學成分見表2。

表1 碳素材料的化學成分(%)
種類 固定炭 揮發分 灰分 水分
石油焦 ≥88 ≤8 ≤1.5 ≤2
焦炭 ≥85 ≤2 ≤10 ≤2
無煙煤 ≥75 ≤10 ≤15 ≤2
表2 焦炭、無煙煤灰分的化學成分
種類 Fe2O3 FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 S
焦炭 10~13   35~50 11~15 0~1 25~35  
無煙煤 5~8 3~8 38~43 8~12 1~4 18~21 0~4

冶煉剛玉可以采用任何一種炭素材料做還原劑,只要它具有足夠高的反應能力,其灰分含雜質較少,含Al2O3較高,還要從最經濟合理的原則來決定。

碳素材料

作還原劑碳素材料的有用成分是固定炭,自然是含量越高越好。揮發分和灰分對剛玉冶煉和產品質量不利,必須控制其含量。揮發分和水分過多,則在冶煉過程中,會產生一定數量的氣體,影響爐況穩定。

碳素材料的粒度與電爐容量大小有一定對應關系,原則上電爐容量大,炭素材料粒度也大,在2500kV·A電爐上使用5~10mm粒度的炭素材料是可以的。

3、鐵屑

鐵屑又稱稀釋劑。因我國高鋁礬土中的氧化鐵含量低,在冶煉剛玉的混合料中往往按比例加入一定數量的鐵屑。

鐵屑

剛玉冶煉常用鑄鐵屑。對鐵屑的質量要求是化學成分及粒度。鐵屑的技術條件見下表:

鐵屑的技術條件
化學成分 含量/%
Fe ≥88
Si ≤2.5
Al ≤0.4

要求鐵屑要尺寸小,輸送方便,適合剛玉冶煉。對鐵屑中鋁的成分要嚴格控制。鐵屑加入量是根據高鋁礬土中SiO2含量多少而定的。高鋁礬土中氧化鐵含量也影響鐵屑用量,氧化鐵被還原成的鐵可以減少部分鐵屑用量。

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