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磨料生產技術支持

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剛玉磨料的化學成分、生產原料及生產工藝

瀏覽次數: 發布時間:2013/12/26

1、剛玉磨料的化學成分

磨料的化學成分是決定磨料質量和性能的重要指標。對于磨料,GB/T2478-1996、GB/T2479-1996及JB/T7986-2001、JB/T7996-1999等進行了相關規定。剛玉系磨料中Al2O3含量是主要化學成分指標。棕剛玉含Al2O392.5%~97%(質量分數),含TiO21.5%~3.8%;白剛玉含Al2O397%~98.5%,含Na2O低于0.5%~0.8%;微晶剛玉含Al2O394%~96.5%,含TiO22.2%~3.8%;單晶剛玉含Al2O398%~98.6%;黑剛玉含Al2O362%~77%,Fe2O3大于5%;鉻剛玉含Al2O3大于98%,含Cr2O30.15%~0.4%。

剛玉磨料

2、生產剛玉磨料的原料

(1)礬土 是冶煉棕剛玉、微晶剛玉、單晶剛玉的主要原料,礬土又稱鋁土礦。它是以三水鋁石(Al2O3·3H2O)、一水鋁石(Al2O3·H2O)為主要組分,還有蛋白石、赤鐵礦、針鐵礦等次要組分的混合物。剛玉磨料生產對礬土的質量要求主要是礬土化學成分、脫水程度、熔點和塊度。

(2)碳素 是冶煉剛玉累磨料的還原劑,常用是石油和無煙煤,在選用上應嚴格控制質量。

(3)鋁氧粉 是冶煉白剛玉、鉻剛玉、鋯剛玉的主要原料,其主要成分為Al2O3,熔點在2000℃以上,是白色粉狀物,含量大于98.4%,含Na2O低于0.6%。

(4)黃鐵礦 (FeS2)是生產單晶剛玉的原料。

(5)鐵屑 是冶煉棕剛玉的稀釋劑與澄清劑,稀釋硅鐵合金的濃度,常用鐵屑、鑄鐵屑。

3、剛玉磨料生產工藝

剛玉磨料生產工藝過程主要包括電爐冶煉、冷卻、制粒加工。

(1)棕剛玉生產工藝 生產棕剛玉的原料有熟礬土、碳素、鐵屑等。根據冶煉過程中化學反應平衡式進行配料計算,將配好的原料裝入電弧爐內,送電開爐,對原料進行熔煉,使原料熔化,還原雜質氧化物生成并分離鐵合金與剛玉熔體。熔煉階段完成后進行精煉,其目的是把雜質氧化物進行充分還原,使爐內熔液溫度提高,化學成分符合要求,精煉充分后停電出爐。將熔液傾倒入接包,將棕剛玉熔液進行冷卻,先自然冷卻,使剛玉熔塊冷卻至常溫。

(2)白剛玉磨料生產工藝 白剛玉磨料以鋁氧化粉為原料,在電弧爐內高溫熔融,經熔煉與精煉之后,傾倒注入接包,進行冷卻形成白剛玉熔塊。白剛玉冶煉不同于棕剛玉之處在于,電弧爐中爐襯材料采用白剛玉砂、氧化鋁粉;熔塊法生產白剛玉,要求爐襯有良好的絕熱性能及良好的透氣性。

(3)單晶剛玉磨料生產工藝 用礬土、黃鐵礦(FeS2)、碳素、鐵屑等原料在電弧爐內冶煉及精煉,出爐傾入接包,進行水清洗→磁選→脫水→酸洗→水清洗→脫水→單晶剛玉。

(4)微晶剛玉生產工藝 與棕剛玉類似,所不同的是在冶煉中要加入適量的還原劑及澄清劑去除雜質,控制晶體生長,Al2O3含量較低;在冷卻時,熔塊厚度較。100~200mm),需快速冷卻,其結晶細小。

(5)鉻剛玉生產工藝 類似于白剛玉生產工藝,但在原料中加入的Cr2O3利用率為40%~60%,損失較多。為防止Cr2O3的損失,可在冶煉中后期加入Cr2O3與鋁氧化混合料,提高鉻進入固體的含量。

(6)鋯剛玉生產工藝 與棕剛玉大體相同,不同之處是在原料中加入大量的鋯英砂或ZrO2,冶煉完畢后,采用快速冷卻工藝。常用的冷卻方法有鋼球冷卻法、半連續鋼球冷卻法、滾筒擠壓法及隔板冷卻法等。冷卻方法是鋯剛玉獲得微晶結構的關鍵。


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