专利名称：一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法
涉及领域 本发明涉及电熔法精炼刚玉的技术领域，特别是一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法。
背景技术：
目前，采用熟铝矾土为原料，生产电熔刚玉与采用工业氧化铝粉相比较占有价格低的优势。在耐火材料领域应用前景广阔。但在实际生产中，由于使用无烟煤、焦碳作为还原剂，且大部分时间采用埋弧操作，在获得95.0-98.8％的Al2O3含量刚玉的同时，刚玉熔体中必然产生Al4C3等炭化物及游离碳，这些碳和炭化物的过量存在，造成刚玉粉化、密度和热稳定性下降，甚至因开裂，剥落而报废制品。
为解决铝矾土基电熔刚玉中的含碳量高的问题，一般采用如下方法降碳1)明弧烧碳法，即利用电弧高温使空气中的氧与电熔刚玉中的碳和炭化物进行表面氧化，但此法因为是空气与电熔刚玉熔体表面接触，氧化慢，去碳程度有限，尤其对深熔池的电熔刚玉熔体氧化降碳效果更为有限，且电耗明显增加，造成生产环境恶化，而没有得到推广应用。
2)用铁磷即氧化铁皮氧化电熔刚玉中的碳，由于铝矾土基电熔刚玉熔点高，造成熔池表面结壳现象严重。为使铁磷与电熔刚玉熔体中的碳充分反应，必须用大功率电弧熔化结壳，造成电耗大辐度增加，又因铁磷与刚玉熔体中的碳反应是属固液扩散反应，反应时间长，且易增加杂质，影响电熔刚玉纯度，又难以控制操作，熔体易发生爆喷。
3)采用煅烧法。用特制高温炉对已制成砂的电熔刚玉进行煅烧，可除去约40％的碳，但此法技术难度很大，砂粒大，则烧碳效果不好，砂粒小则易烧结，且受刚玉中原始含碳量制约，对成品碳含量很难控制，大大增加制作成本。
4)中国专利申请号00105123，公告号1266034，公开了“一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法”，在进入还原精炼期，此时降低工作电压5-10V进行精炼，耗电当量达到1800-2000Kwh/T时开始吹氧脱碳，吹氧10分钟后在低工作电压的基础上提高工作电压15-30V，继续吹氧10-20分钟，当测得脱碳符合产品要求时，停止吹氧即获得高纯度的刚玉。该方法在吹氧脱碳时不提起电极起到明弧脱碳作用，但是吹氧时氧化电极严重，并给产品带来增碳的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法，该方法克服了上述明弧烧碳法，铁磷氧化法，煅烧法的缺陷，可生产碳含量≤0.10％的矾土基电熔刚玉。
一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法，采用电弧炉生产电熔刚玉，加入焦炭或铁屑导电材料引弧，分批加入原料熟铝矾土、焦炭或无烟煤及铁屑混合料，进行熔化、还原、杂质分离；首先加入总原料的30～60％，待混合料熔化后，再分批加入余下的混合料熔炼，熔炼期占全部冶炼时间的80％以上，其特征在于熔炼期完成后停止加料，开始精炼，进一步进行还原、杂质分离、排气、升温、待熔体表面呈红热状态或呈液态、熔体温度达到2000-2500℃时；停电、提起电极，开始吹氧，吹氧采用水冷氧枪，水冷氧枪带正压浸入电熔刚玉熔体内，氧气压力0.1-1.2MPa，吹氧时间1-20分钟，每吨电熔刚玉降碳0.10％需供给氧气1-10立方米；检验产品指标，合格后出炉即为低碳铝矾土基电熔刚玉。
低碳铝矾土基电熔刚玉的化学成分是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％余下为其他杂质。
本发明的特点是①吹氧使刚玉熔体降碳的同时得到充分搅拌，形成致密板状结构，产品色泽均匀一致，提高了一级品率。
②缩短原工艺精炼时间，提高生产作业率3％，节电100度/吨以上。
③方法简单，易于控制碳含量，可以稳定生产用户需求的低碳铝矾土基电熔刚玉，。
④与固体脱碳剂相比不增加任何杂质。
具体实施例方式
实施例1
采用2500KVA三相交流电弧炉熔块法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法是，加入焦炭和铁屑导电材料引弧，加入原料含Al2O388.0％的熟铝矾土33吨和焦炭4.5吨、铁屑2.5吨。熔炼时间22小时，精炼100分钟，电耗2700度/吨，熔体温度2200℃；开始吹氧，吹氧采用直形水冷氧枪，斜插吹氧，水冷氧枪带正压浸入电熔刚玉熔体内，氧气压力0.4MPa，吹氧时间4分钟，供氧量18立方米；产品经检验合格后即为低碳铝矾土基电熔刚玉。
电熔刚玉成品的化学成分Al2O398.27％，C 0.10％；SiO20.37％；FeO 0.19％；TiO20.50％；CaO 0.2％；MgO 0.16％；R2O 0.2％；余为其他杂质。
物理指标体积密度3.91g/cm3，真比重3.98g/cm3，显气孔率1.2％，吸水率1.3％。
实施例23200KVA三相交流电弧炉熔块法生产低碳电熔铝矾土基刚玉，加入89.50％熟铝矾土40吨和煤6.8吨、铁屑5吨。熔炼21小时，精炼2小时，电耗2750度/吨，熔体温度2250℃，采用弯型水冷氧枪，水冷氧枪带正压浸入电熔刚玉熔体内，氧气压力0.6MPa，吹氧8分钟，供氧量49立方米；产品经检验合格后即为低碳电熔铝矾土基刚玉。
电熔刚玉成品的化学成分Al2O398.51％，C 0.07％；SiO20.36％；FeO 0.08％；TiO20.43％；CaO 0.14％；MgO0.12％；R2O 0.2％；余为其他杂质。
物理指标体积密度3.91g/cm3，真比重3.98g/cm3，显气孔率1.2％，吸水率0.3％。
权利要求
1.一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法，采用电弧炉生产电熔刚玉，加入焦炭或铁屑导电材料引弧，分批加入原料熟铝矾土、焦炭或无烟煤及铁屑混合料，进行熔化、还原、杂质分离；首先加入总原料的30～60％，待混合料熔化后，再分批加入余下的混合料熔炼，熔炼期占全部冶炼时间的80％以上，其特征在于熔炼期完成后停止加料，开始精炼，进一步进行还原、杂质分离、排气、升温、待熔体表面呈红热状态或呈液态、熔体温度达到2000-2500℃时；停电、提起电极，开始吹氧，吹氧采用水冷氧枪，水冷氧枪带正压浸入电熔刚玉熔体内，氧气压力0.1-1.2MPa，吹氧时间1-20分钟，每吨电熔刚玉降碳0.10％需供给氧气1-10立方米；产品经检验合格后即为低碳铝矾土基电熔刚玉。
2.根据权利要求1所述的一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法，其特征在于电熔刚玉熔体的温度达到2100-2300℃时开始吹氧为优选温度。
3.根据权利要求1所述的一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法，其特征在于氧气压力0.3-0.6MPa为优选压力。
4.根据权利要求1所述的一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法，其特征在于吹氧时间3-8分钟为优选时间。
全文摘要
本发明公开了一种用吹氧法生产低碳铝矾土基电熔刚玉的方法。特征是精炼时进一步进行还原、杂质分离、排气、升温、待熔体表面呈红热状态、熔体温度达到2200℃时,停电、提起电极,用水冷氧枪吹氧,水冷氧枪带正压浸入电熔刚玉熔体内,生产碳≤0.10%的电熔刚玉即为低碳铝矾土基电熔刚玉。特点是刚玉熔体得到充分搅拌,达到成分均匀的目的,提高了一级品率。节电100度/吨以上。产品含碳量低且可以控制,能满足耐火材料制品的技术要求。
文档编号C04B35/107GK1382659SQ0210921
公开日2002年12月4日 申请日期2002年2月26日 优先权日2002年2月26日
发明者王元增 申请人:王元增