专利名称：高纯度电熔镁砂的一种熔炼技术的制作方法
技术领域：
本发明属于以菱镁矿石或轻烧氧化镁粉为原料用电弧炉熔炼电熔镁砂，特别是在熔炼过程中向内三角区定时定量添晶粒增长剂熔炼电熔镁砂
背景技术：
高纯度电熔镁砂为高级耐火材料。它以菱镁矿石或轻烧氧化镁(苦土)为原料，用电弧炉熔炼而成。用轻烧氧化镁做原料熔炼镁砂始于1990年。该项发明的优点是，产品中能生成高纯度大结晶颗粒且节省大量能源。目前电熔镁砂的技术改进方向，一是提高产品中优质产品(氧化镁含量大于98～98.5％)的比重；二是降低消耗，主要是降低电耗和原料消耗。做到上述两点，既可开拓产品应用范围，又可降低产品成本，增加经济效益。为此各单位采用了各种方法进行试验研究。主要是在熔炼过程中向炉内加添加剂，但结果均不理想。主要问题是采用的添加剂不够合适，且添加部位分散。因此造成产品中增加新杂质，影响产品质量，污染加重，产品质量不高，成本高。
发明内容
本发明的目的是，提供高纯度电熔镁砂的一种熔炼技术。
其技术方案是在现有电熔镁砂以菱镁矿石为原料，由矿石破碎、熔炼、自然冷却、破碎、分选五道工序组成的熔炼工艺流程的基础上或以轻烧氧化镁粉为原料，由熔炼、自然冷却、破碎、分选四道工序组成的熔炼工艺流程的基础上，各增加原料精造工序；在熔炼工序中增加晶粒增长剂添加操作。同时设置晶粒增长剂制备这一辅助流程。原料精造分两种情况一是以菱镁石为原料，要确保用以电熔的菱镁矿石中氧化镁(MgO)含量达到46～48％；二是以轻烧氧化镁粉为原料，精选的标准是，用以电熔的原料灼烧失重+氧化镁含量≥97.5％。
生产电熔镁砂的关键工序是电熔，因此使用菱矿石或轻烧氧化镁粉为原料区别不大。由菱镁石变成电熔镁砂都是二步变化(一、化学变化和二、物理变化)菱镁矿石进电弧炉内达到分解温度即行分解，其化学反应是生成的氧化镁达到所需温度即熔融成电熔镁砂——物理变化。把菱镁矿石送进焙烧窑进行焙烧，其化学反应同上反应中生成的氧化镁(MgO)即轻烧氧化镁粉，送进电弧炉内亦熔融成电熔镁砂——物理变化。
二者使用的电弧炉及其配套设备完全可以一样，最终产品也是一样。但有的技术条件和操作上有所区别，故本申请中有的地方综述，有的地方分述。
晶粒增长剂添加是在电弧炉起炉后一小时开始定时、定量、定位向炉中均匀投放。晶粒增长剂的原料由氧化镁细粉(作用是提高成品氧化镁含量)、石墨粉(增温助燃)，废电极粉末增温助燃)、卤片(粒)(在118℃熔融同时分解，可提高成品氧化镁含量)、氟化镁试剂(催化助燃)、稀土氧化物(促进晶粒形成)组成，其形状为0～30mm不规则颗粒。以菱镁矿石为料与以轻烧氧化镁为原料晶粒增长剂添加的异同点是相同点是，都是在起炉一小时定时、定量、定位均匀投放。不同点是，由于二者熔炼周期不同，因此添加次数不同，各自原料与添加剂的重量份比也不同。
本发明的优点是，熔炼炉内温度高、熔融气氛好、有利于电熔镁砂晶体的富集、使电熔镁砂结晶体成份稳步增长。总的讲，提高了产品中高纯镁砂的比重，且节省能源。
下面对本发明的工艺过程做详细叙述。
本发明在现有电熔镁砂熔炼工艺流程的基础上做如下改进一、在主流程中增加原料精选工序精选的方法是1、以菱镁矿石为原料，用目测手选的方法，剔除矿石中硅钙含量高的部分和其它杂质，确保原料氧化镁(MgO)含量达到46～48％；2、以轻烧氧化镁粉为原料，菱镁矿石入窑焙烧前先对其进行目测手选，烧成后在30～60℃时过筛，将含硅钙高的筛上物(大于6mm的颗粒)弃掉，以保证用以熔炼的轻烧氧化镁粉质量达到灼烧失重+MgO含量≥97.5％。
二、在熔炼工序添加晶粒增长剂在起炉1小时开始用原料将明火压住、向电极内三角区均匀投放晶粒增长剂，然后再加50～200mm原料。以后每隔40分钟重复一次这样操作，即向同一位置均匀投放相同数量的晶粒增长剂，直至停炉。
晶粒增长剂的添加次数、原料与晶粒增长剂的重量份比是以菱镁矿石为原料，其熔炼周期为12小时，添加晶粒增长剂17次、菱镁矿石与晶粒增长剂的重量份比为1000∶4～5；以轻烧氧化镁粉为原料，其熔炼周期为10小时，添加晶粒增长剂13次、轻烧氧化镁与晶粒增长剂的重量份比为1000∶4.5～6。
三、辅助流程——晶粒增长剂的制备1、技术配方原料名称 规格 重量份比氧化镁细粉 ≥100目 70石 墨 粉 市售 20～30废电极粉末 用废电极粉碎 1.5～1.7卤片 (粒)MgCl含量≥46％8～10氟化镁试剂 分析纯2.5～2.7
稀土氧化物 氧化钇Yb2O30.15～0.172、制备按原料技术配方准确称取各种原料，将其混合均匀加适量的水，用成球机制成0～30mm的不规则晶粒增长剂，干燥后待用。
本发明无图。
具体实施例方式
实施例1实施设备为外壳直径为1250mm的电弧炉，配套电炉变压器为800KVA，电极直径300mm。
取粒度5～60mm精选矿菱镁石(MgO含量46.8％)18500Kg，熔炼时间12小时。起炉1小时，将炉中明火用原料压住，将晶粒增长剂5Kg均匀投放在电极内三角区内，再将原料压上50～200mm进行熔炼，以后每间隔40分钟，用相同方法在内三角区内加入相同重量的晶粒增长剂，直至停炉。经自然冷却、破碎、分选产品组成如下产品MgO含量98％以上的占近70％。其中氧化镁含量98.5％的大结晶100Kg，98％的3140Kg，97％1280Kg，96％160Kg。
实施例2使用设备同实例1。取1～6mm精选轻烧氧化镁粉总量(灼减+MgO＝97.5％)9800Kg，熔炼时间10小时。起炉1小时将炉内明火用原料压住，将晶粒增长剂4Kg均匀投放在内三角区内，再将原料压上20～50mm进行冶炼，以后每间隔40分钟用同样方法在相同区域加入相同重量的晶粒增长剂，直至停炉。产品结晶体长大10～50mm，其中氧化镁含量99％(晶体)的135Kg，98.5％1285Kg，98％2674Kg，97.5％1439Kg，97％345％。
权利要求
1.高纯电熔镁砂的一种熔炼技术，以菱镁矿石为原料的熔炼工艺由菱镁矿石破碎、熔炼、自然冷却、破碎、分选工序组成，以轻烧氧化镁粉为原料的熔炼工艺由熔炼、自然冷却、破碎、分选工序组成，其特征在于具有原料精选工序，精选方法是，以菱镁矿石为原料用目测手选的方法，剔除矿石中硅、钙含量高的矿石和其它杂质，以确保用以熔炼的原料氧化镁含量达到46～48％，以轻烧氧化镁粉为原料在菱镁矿石入窑焙烧前对矿石进行目测手选，烧成后在30～60℃时过筛，将筛上物弃掉，以确保用以电熔的轻烧氧化镁粉质量达到灼烧失重+氧化镁含量≥97.5％，在熔炼工序添加晶粒增长剂，在起炉1小时开始用原料将炉火压住，然后向电极内三角区均匀投放晶粒增长剂，加完再添加原料50～200mm，以后每隔40分钟向同一位置添加相同重量的晶粒增长剂，即重复一次上述操作，直至停炉，二种原料晶粒增长剂的添加次数、原料与晶粒增长剂的重量份比是，以菱镁矿石为原料熔炼周期为12小时，添加晶粒增长剂17次，原料与晶粒增长剂的重量份比为1000∶4～5，以轻烧氧化镁粉为原料熔炼周期为10小时，添加晶粒增长剂13次、原料与晶粒增长剂的重量份比为1000∶4.5～6，辅助流程——晶粒增长剂的制备，其技术配方是，原料名称 规格重量份比氧化镁细粉 ≥100目 70石 墨 粉 市售 20～30废电极粉末 用废电极粉碎 1.5～1.7卤 片 MgCl≥46％ 8～10氟化镁试剂 分析纯 2.5～2.7稀土氧化物 氧化钇Yb2O30.15～0.17其制备工艺是，按技术配方准确称取各种原料，将其混合均匀并加适量的水，用成球机制成0～30mm的不规则晶粒增长剂，干燥后待用。
全文摘要
高纯度电熔镁砂的一种熔炼技术，以菱镁石或轻烧氧化镁粉为原料，在现有熔炼工艺基础上增加原料精选工序。在熔炼开炉1小时用原料将炉火压住，向电极内三角区添加晶粒增长剂，然后在其上面加原料50～200mm。以后每隔40分钟重复一次上述操作，直至停炉。两种原料与晶粒增长剂的重量份比分别是1000∶4～5和100∶4.5～6.球状晶粒增长剂的原料组成及重量份比是氧化镁细粉、石墨粉、废电极粉、卤片、氟化镁试剂、三氧化二钇＝70∶20～30∶1.5～1.7∶8～10∶2.5～2.7∶0.15～0.17。本发明优点是，炉内温度高、熔融气氛好、晶粒富极快速稳定、产品纯度高、节省能源，降底成本。
文档编号C04B2/10GK1400187SQ0213241
公开日2003年3月5日 申请日期2002年6月21日 优先权日2002年6月21日
发明者董波 申请人:董波