白剛玉的冶煉冶煉方式根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備不同可分為:熔塊法和傾倒法兩種。根據(jù)有無(wú)接包分無(wú)襯接包和有襯接包。無(wú)襯接包要強(qiáng)制水冷,有襯一般采用石墨或白剛玉耐火制品作包襯。而白剛玉的冶煉階段基本相同,主要分為四個(gè)階段,下面剛玉網(wǎng)將介紹白剛玉冶煉的四個(gè)階段的工作內(nèi)容和注意事項(xiàng)。
開爐階段:白剛玉冶煉爐開爐前首先要做好準(zhǔn)備工作,包括連接電極、調(diào)節(jié)電極長(zhǎng)度。然后開爐前要放好起弧物,白剛玉電弧爐的起弧也分為“紙筒法”、“碳棒法”、“木炭法”三種。送電起弧后待電流升到負(fù)荷的20%-50%,在弧光區(qū)加少量氧化鋁粉料壓住弧光,待電流升到負(fù)荷的80%,就可以繼續(xù)加料開始白剛玉熔煉階段。
冶煉階段:白剛玉的熔煉分為敞爐法(薄料層)和燜爐法(厚料層)兩種。
- 敞爐法的特點(diǎn)是上部料層薄,電弧光暴露在外的時(shí)間較長(zhǎng)。熔煉期采取分批定期投料,料層厚度一般在300mm左右。
- 燜爐法特點(diǎn)是上部料層厚,在白剛玉冶煉大部分時(shí)間內(nèi)弧光完全被氧化鋁粉料層所覆蓋。根據(jù)電爐容量大小不同,料層厚度有不同,相對(duì)變壓器容量為1800—2500KVA的電爐,對(duì)應(yīng)冶煉初期料層厚度一般在600—1000mm左右,過(guò)程中采用間歇式加料,哪里下沉就在哪里加料,定期燜爐。后期料層逐漸變薄。
敞爐法和燜爐法各有優(yōu)缺點(diǎn):
- 厚料層燜爐法熔煉中弧光被氧化鋁料層覆蓋時(shí)間較長(zhǎng),只間斷性跑弧光。這種工藝適用于大功率電爐,尤其是無(wú)爐襯電爐,其優(yōu)點(diǎn)是熱利用率高,熔煉時(shí)間短,便于機(jī)械加料。不足之處是產(chǎn)品色澤差,β-Al2O3偏析稍差。
- 敞爐法冶煉的剛玉質(zhì)量較均勻,但耗電量較高,生產(chǎn)效率較低。 熔煉階段約占全部冶煉時(shí)間的80%以上,這個(gè)階段使?fàn)t料熔化成液態(tài),雜質(zhì)進(jìn)行還原,生成低熔點(diǎn)物質(zhì)并和剛玉熔液分離。白剛玉冶煉采用薄料層時(shí),經(jīng)常跑弧光為主,料層厚度一般在150—200mm。它的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品色澤較白,雜質(zhì)β-Al2O3偏析較好。但熱損失大,熔煉時(shí)間較長(zhǎng)。
冶煉階段注意事項(xiàng):
- 在冶煉階段中,應(yīng)注意防止和消除各種反常現(xiàn)象,如串爐、放炮、摳爐襯等,促使鋁氧粉較好、較快地熔化。
- 熔煉期采用工作電壓和額定功率輸入,按正常速度投料,電爐處于最佳工作狀態(tài)。最好有恒定功率的自動(dòng)控制裝置和定量給料設(shè)備。
- 未熔化好的爐料可以做冶煉的回收料,但必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的磁選,因?yàn)榘讋傆駠?yán)禁含鐵物質(zhì)滲入爐料內(nèi)。回收料的塊度不宜過(guò)大,以10mm左右較好。回收料最好在熔煉中期加入。此時(shí)爐缸熱量較大,回收料容易鈍化。因?yàn)殡娀∈茈姶帕Φ淖饔茫3F圃陔姌O外側(cè),所以可將回收料加載電極外圍。
- 熔煉期的操作主要是觀察料層的厚度和熔化面積。料層厚度和熔化面積可以用細(xì)鐵棍插入探測(cè)。如果投料速度符合計(jì)算值,料層厚薄符合工藝規(guī)定,熔化面積擴(kuò)大到爐壁,液面平穩(wěn),電流擺動(dòng)幅度不大,標(biāo)志熔煉操作正常。
- 熔煉期需多長(zhǎng)時(shí)間,決定于輸入功率及爐缸大小。它有一條原則,即按工藝要求投完料為止,以充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力。停止加料就是熔煉期結(jié)束。
控制階段:控制就是在冶煉進(jìn)行到一定的時(shí)期時(shí),基本上停止加料,使熔化面積向外部擴(kuò)大。之前的熔煉期如果爐況控制的好,氧化鋁熔液就會(huì)緩慢上升,整個(gè)料面就會(huì)均勻下降,料下得多,熔化過(guò)程加快,最后可獲得較好的冶煉效果。在此期間應(yīng)該使用低電壓、大功率,從而最大限度地提高液面溫度,使液面形成“紅蓋”,即可結(jié)束控制階段進(jìn)入精煉階段。
精煉階段:精煉是最后白剛玉冶煉的最后一個(gè)階段,目的是最后完成質(zhì)量要求。尤其對(duì)剛玉色澤和β-Al2O3結(jié)晶偏析有決定性的影響。白剛玉白度在許多應(yīng)用有嚴(yán)格要求,同時(shí)相較于主要成分α-Al2O3,β-Al2O3會(huì)對(duì)白剛玉產(chǎn)生不良影響,因此,要保障充分的冶煉時(shí)間,使剩余的爐料盡量全部熔化并將其中的碳素?fù)]發(fā)。原則上電爐表面全面紅蓋后,再進(jìn)行20到30分鐘的熔煉比較合適。除了保證足夠的精煉時(shí)間外,還需要熔液有足夠高且穩(wěn)定的溫度保持液面平穩(wěn)而緩慢的冷卻,以便于不利雜質(zhì)偏析,應(yīng)采用逐漸減小電流,緩慢停爐降溫的方法。
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