专利名称：生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法
技术领域：
本发明涉及一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它属于一种采用炉内脱碳和炉外精脱碳的生产矾土基高纯刚玉的方法。
背景技术：
目前使用铝矾土冶炼高纯刚玉均采用炉内脱碳工艺，这种工艺在刚玉冶炼后期，为了消除形成的碳化物、亚氧化物及残留碳，加入氧化剂进行脱碳。采用氧化剂进行脱碳，理论上在高温下只要加入足够量的氧化亚铁将发生如下化学反应
刚玉中不可能存在碳化物、亚氧化物和残留碳或仅存在微量的杂质，但在实际生产过程中，由于氧化剂的给量、扩散，熔液扩散以及炉内各部分物相存在的温度梯度，导致各物质自由熵的变化，从而导致化学反应未能彻底进行。因此，该脱碳工艺存在着脱碳不彻底、刚玉产品质量不稳定、高温粉化现象严重、刚玉强度下降等技术缺点。
发明内容
本发明的目的是解决现有脱碳工艺存在着脱碳不彻底、刚玉产品质量不稳定、高温粉化现象严重、刚玉强度下降等技术难点并提供一种脱碳彻底、刚玉产品质量稳定、无高温粉化现象和刚玉强度好的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，该方法以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)，其脱碳方法为在电弧炉内采用氧化亚铁(FeO)或吹氧气的脱碳方法进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，在炉外刚玉接包中进行二次精脱碳，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时脱碳完成。
所述炉外二次精脱碳的步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的2.4～3.6％；接着向炉外刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入1/3的矾土基高纯刚玉熔液时，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的1.2～1.8％的复合强氧化剂，接着再倒入矾土基高纯刚玉熔液，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的0.4～0.6％的复合强氧化剂，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时，精脱碳完成。
所述复合强氧化剂是由氧化亚铁(FeO)和硝酸铝〔Al(NO)3〕组成，它们的重量比为氧化亚铁(FeO)∶硝酸铝〔Al(NO)3〕＝8∶2；氧化亚铁(FeO)的纯度大于80％，硝酸铝〔Al(NO)3〕的纯度大于95％。
所述复合强氧化剂还可以由纯氧代替；使用纯氧的步骤为在炉内一次脱碳后，矾土基高纯刚玉熔液中全碳含量小于0.16％时，纯氧自矾土基高纯刚玉熔液倒入炉外刚玉接包中时吹入，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，纯氧吹至刚玉接包内的矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时停吹，脱碳完成，吨刚玉耗纯氧1.6KG。
本发明采用的炉外二次精脱碳工艺，在刚玉熔液倾倒过程中，由于在刚玉接包内形成强氧化气氛，随着刚玉熔液的不断倒入，使刚玉熔液得到搅拌，熔液各组分扩散更加均匀，碳化物、亚氧化物及残留碳在氧化气氛中得到彻底氧化，达到精脱碳目的。同时由于倒出的熔液是经过炉内初脱碳熔液，从而克服了炉内高碳层及高碳烧结层的扩散和渗碳，使得刚玉熔液经过炉外二次精脱碳后成为合格的矾土基高纯刚玉熔液，实现脱碳彻底、刚玉产品质量稳定、无高温粉化现象和提高刚玉强度的目的。由于本发明采用了炉内初脱碳和炉外二次精脱碳工艺，因此，与背景技术相比，具有脱碳彻底、刚玉产品质量稳定、无高温粉化现象和刚玉强度好的优点。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1本实施例中的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)；其首先在电弧炉内采用氧化亚铁(FeO)脱碳的方法在炉内进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，进行炉外二次精脱碳；该炉外二次精脱碳步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的2.4％；接着向炉外刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入1/3的矾土基高纯刚玉熔液时，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的1.8％的复合强氧化剂，接着再倒入矾土基高纯刚玉熔液，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的0.4％的复合强氧化剂，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时，精脱碳完成。
上述复合强氧化剂是由氧化亚铁(FeO)和硝酸铝〔Al(NO)3〕组成，它们的重量比为氧化亚铁(FeO)∶硝酸铝〔Al(NO)3〕＝8∶2；氧化亚铁(FeO)的纯度大于80％，硝酸铝〔Al(NO)3〕的纯度大于95％。
实施例2本实施例中的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)；其首先在电弧炉内采用氧化亚铁(FeO)脱碳的方法在炉内进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，进行炉外二次精脱碳；该炉外二次精脱碳步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的3％；接着向炉外刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入1/3的矾土基高纯刚玉熔液时，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的1.5％的复合强氧化剂，接着再倒入矾土基高纯刚玉熔液，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的0.6％的复合强氧化剂，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时，精脱碳完成。
本实施例中的复合强氧化剂与实施例1中的相同。
实施例3本实施例中的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)；其首先在电弧炉内采用氧化亚铁(FeO)脱碳的方法在炉内进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，进行炉外二次精脱碳；该炉外二次精脱碳步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的3.6％；接着向炉外刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入1/3的矾土基高纯刚玉熔液时，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的1.2％的复合强氧化剂，接着再倒入矾土基高纯刚玉熔液，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的0.5％的复合强氧化剂，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时，精脱碳完成。
本实施例中的复合强氧化剂与实施例1中的相同。
实施例4本实施例中的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)；其首先在电弧炉内采用吹氧气脱碳的方法在炉内进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，进行炉外二次精脱碳；该炉外二次精脱碳步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的3.4％；接着向炉外脱碳的刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入1/3的矾土基高纯刚玉熔液时，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的1.4％的复合强氧化剂，接着再倒入矾土基高纯刚玉熔液，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的0.6％的复合强氧化剂，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时，精脱碳完成。
本实施例中的复合强氧化剂与实施例1中的相同。
实施例5本实施例中的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)；其首先在电弧炉内采用吹氧气脱碳的方法在炉内进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，进行炉外二次精脱碳；该炉外二次精脱碳步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的2.9％；接着向炉外刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入过程中开始向刚玉接包内吹入纯氧，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，直到矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时停止吹氧，精脱碳完成。吨刚玉耗氧量1.2KG。
本实施例中的复合强氧化剂与实施例1中的相同。
实施例6本实施例中的生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)；其首先在电弧炉内采用吹氧气脱碳的方法在炉内进行初步脱碳；当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，进行炉外二次精脱碳；该炉外二次精脱碳步骤为纯氧自矾土基高纯刚玉熔液倒入炉外脱碳的刚玉接包中时吹入，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，纯氧吹至刚玉接包内的矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时停吹，精脱碳完成。吨刚玉耗纯氧1.6KG。
权利要求
1.一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，其特征是该方法以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL2O3)，其脱碳方法为在电弧炉内采用氧化亚铁(FeO)或吹氧气的脱碳方法进行初步脱碳，当炉内脱碳完成并测得矾土基高纯刚玉熔液的全碳含量小于0.16％时，在炉外刚玉接包中进行二次精脱碳，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时脱碳完成。
2.根据权利要求1所述的一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，其特征是所述炉外二次精脱碳的步骤为首先在炉外刚玉接包中放入复合强氧化剂，复合强氧化剂的重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的2.4～3.6％；接着向炉外刚玉接包中倾倒矾土基高纯刚玉熔液，倒入1/3的矾土基高纯刚玉熔液时，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的1.2～1.8％的复合强氧化剂，接着再倒入矾土基高纯刚玉熔液，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，再加入重量为矾土基高纯刚玉熔液总重量的0.4～0.6％的复合强氧化剂，使矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时，精脱碳完成。
3.根据权利要求2所述的一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，其特征是所述复合强氧化剂是由氧化亚铁(FeO)和硝酸铝〔Al(NO)3〕组成，它们的重量比为氧化亚铁(FeO)∶硝酸铝〔Al(NO)3〕＝8∶2；氧化亚铁(FeO)的纯度大于80％，硝酸铝〔Al(NO)3〕的纯度大于95％。
4.根据权利要求2所述的一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，其特征是所述复合强氧化剂还可以由纯氧代替；使用纯氧的步骤为在炉内一次脱碳后，矾土基高纯刚玉熔液中全碳含量小于0.16％时，纯氧自矾土基高纯刚玉熔液倒入炉外刚玉接包中时吹入，当矾土基高纯刚玉熔液倾倒至总重量的95％时停止倾倒，纯氧吹至刚玉接包内的矾土基高纯刚玉熔液中的全碳含量小于0.10％时停吹，脱碳完成，吨刚玉耗纯氧1.6KG。
全文摘要
本发明涉及一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，它属于一种采用炉内脱碳和炉外精脱碳的生产矾土基高纯刚玉的方法。本发明主要是解决现有脱碳工艺存在着脱碳不彻底、刚玉产品质量不稳定、高温粉化现象严重、刚玉强度下降等技术难点。本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法，该方法以铝矾土为原料在电弧炉内冶炼提纯矾土基高纯刚玉(AL
文档编号C04B35/18GK1752009SQ20051001271
公开日2006年3月29日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者李 杰, 袁昧生, 李宝槐, 司文元, 都沁军, 刘莲花 申请人:太原双塔刚玉股份有限公司