冶煉棕剛玉的方法主要可分為熔塊法、傾倒法和流放法。
傾倒法生產連續,機械化程度高,熱能效益合理,單位電耗低,不缺料,無需每次修爐,生產效率高,但投資大。它是目前最常用的剛玉冶煉方法。熔塊法具有間歇生產、機械化程度低、熱能利用率低、單位能耗高、原料匱乏等優點。每次冶煉前必須對爐體進行維修,但投資小,設備簡單,操作簡單。目前,它是小型磨料廠冶煉剛玉的主要方法。流放法也是一種連續生產法,具有自動化程度高和傾倒法等優點,但由于投資大、設備復雜,在我國尚未正式應用。傾倒法的技術指標一般優于熔塊法。傾倒法與熔塊法技術指標的比較兩種工藝技術指標對比見下表:
電弧爐容量 | 工藝方法 | 單位耗電/(KW·h/t) | 小時產量/(kg/h) | 單位料耗/(t/t) |
2400kVA | 傾倒法 | 2540 | 1050 | 1.4 |
2400kVA | 熔塊法 | 2820 | 880 | 2.4 |
2.棕剛玉冶煉工藝特點
(1) 冶煉棕剛玉的主要原料是鋁土礦。其熔點隨Al2O3含量的增加而增加,一般在1700~1900℃之間,而產品的熔點為2050℃。因此,電爐熔體溫度必須保持在2050℃以上。
(2) 在熔煉過程中,爐料大致分為三層。頂層為焙燒層,中部為燒結層,下部為熔化層,三層材料未完全分離。
(3) 在冶煉過程中,輸送到爐內的電能基本上分布在兩個方面:一是高溫電弧熱,主要用于熔化爐料;二是熔融液體的電阻熱,主要是提高熔融液體的溫度,使化學反應順利進行。
(4) 在熔煉過程中,不僅要熔化爐料,。鋁土礦在電爐中的冶煉過程在很大程度上是在當地進行的,這是熔煉、反應和精煉的一部分。這也是冶煉過程中必須每隔一段時間取樣和調整爐料的原因。
除了上述差異,剛玉產品的質量也存在差異。傾倒法和流放法生產的剛玉結晶團聚體較多,晶粒尺寸較小。由于玻璃和鈦礦物分布在晶界上,自銳性比熔塊法更大。熔塊法生產出更多的剛玉單晶、更大的晶體尺寸、更高的研磨強度和硬度。