专利名称：亚白刚玉生产方法及产品的制作方法
专利说明 本发明涉及一种新型刚玉材料-亚白刚玉的生产方法及产品，属于耐火材料用刚玉原料，主要用作耐火材料生产的耐火原料，亦可用作磨料。
一般说来，耐火材料生产常使用的人造刚玉材料，有白刚玉和棕刚玉。白刚玉是用工业氧化铝作原料，在电弧炉中，经高温熔化再结晶而制成的一种纯度很高的白色刚玉晶体，其主要化学成份Al2O3的含量在98.5%以上。由于白刚玉是用工业氧化铝制成，其成本高、价格贵，势必增加耐火材料的生产成本和售价，而影响其应用。棕刚玉是用铝矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电弧炉中经过熔化还原而制得的棕褐色刚玉，其主要化学成份Al2O3的含量是在94.5%-97%范围内，其价格比刚玉便宜，但由于受已有冶炼技术的限制，纯度不高，并非生产高级耐火材料的理想原料。众所周知，现代冶金、化工等工业技术的迅猛发展，对耐火材料的理化性能要求愈加苛刻，耐火材料生产厂家对耐火原料的纯度要求愈来愈高，价廉、质纯的耐火原料已成为众人所求。因此，寻求一种新的冶炼方法，生产出较白刚玉价格低廉，质量接近于白刚玉的原材料，已是刚玉生产厂家和使用厂家共同渴望。
本发明的目的是选用较工业氧化铝价格低的铝矾土为主要原料，改进现有棕刚玉生产方法，提出一种提高精炼效果，去除杂质，制造出价廉、质优的亚白刚玉的方法。
本发明的目的是这样实现的 所述的用铝矾土直接冶炼，主要成份Al2O3含量大于98.5%的亚白刚玉的生产方法是以铝矾土、铁屑、碳素材料作主要原料，经混均加入电弧炉中，经高温冶炼和杂质还原后，冷却结晶成熔块，再经擂碎、分选而获得亚白刚玉。
本发明的具体方法是 1.作为主要原料的铝矾土的Al/Si＞16，其中CaO+MgO＜0.5%; 2.作为还原剂的碳素材料的加入量比理论计算值多加入30～40%; 3.在冶炼的精炼期加入添加剂，净化碳还原后的残余杂质; 4.在冶炼后期调低二次电压。
附
图1是亚白刚玉生产工艺流程图。
本发明的积极效果是用价格比工业氧化铝低得多的铝矾土可以生产出其主要化学成份Al2O3含量可达98.5%以上的亚白刚玉，其生产成本比白刚玉降低1/3～1/2。可以用亚白刚玉取代白刚玉做高级耐火材料和磨料。
现结合附图1对本发明的方法作进一步描述。
原料铝矾土要求Al/Si＞16，CaO+MgO＜0.5%。
破碎至适于公式d铝矾土＝5d碳的粒度。
式中d铝矾土-铝矾土的粒度(毫米)。
d碳-碳素材料的粒度(毫米)。
铁屑要求Fe≥88%，Si≤2.5%。
要进行过筛或拣选把夹杂物除掉。
碳素材料作为冶炼刚玉的还原剂，用来还原铝矾土中的杂质，可选用石油焦、焦碳、无烟煤。碳含量≥75%。本实施例采用无烟煤。经破碎至粒度为5～10毫米。
以100公斤铝矾土为基础，可按下式计算配入的碳素材料和铁屑的数量。
式中SiO2%、Fe2O3%、TiO2%分别表示铝矾土中SiO2、Fe2O3及TiO2的含量; C%为碳素材料中固定碳含量; Fe%为铁屑中铁的含量; K为选用的铁硅比，(此处K选用6)。
为了使铝矾土带入的杂质得到较充分的还原，配入的碳素材料较计算值增加30～40%。
备好的原料，经配料、混料后装入炉内，进行冶炼，为了提高精炼期的效果，加入添加剂，并调低二次电压，以利残余SiO2、Fe2O3、TiO2的进一步还原，达到去杂提纯的目的。加入的添加剂可以是氯化铝，也可以是氯气，还可采用铝屑，其用量按下列公式计算 式中 t-用碳还原后残余的Fe2O3、SiO2、TiO2总量; Fe2O3%-用碳还原后残余的Fe2O3含量; SiO2%-用碳还原后残余的SiO2含量; TiO2%-用碳还原后残余的TiO2含量; AlCl3%-工业氯化铝中AlCl3含量; Cl2%-氯气中Cl2含量; Al%-铝屑中Al含量。
氯气用石墨导管通入刚玉熔液中; 精炼期调低二次电压应符合下式
式中 V-二次电压; K-系数，取8-11; KVA-电弧炉的功率。
冶炼好的刚玉，先自然冷却，待熔液基本凝固后，浇水急速冷却，冷却后所得的熔块，经擂碎分选，获得晶块，即亚白刚玉，所生产的亚白刚玉产品为 化学成分(%) Al2O3≥98.5 SiO2＜1.0 TiO2＜0.6 Fe2O3＜0.4 C≤0.15 物理性能 显气孔率(%)≤4 耐火度℃≥1790 真比重≥3.9
权利要求
1、一种亚白刚玉的生产方法是以铝矾土、铁屑、碳素材料作主要原料在电弧炉中熔化还原，其特征在于
a、铝矾土的Al/Si＞16，CaO+MgO＜0.5%；
b、作为还原剂的碳素材料加入量比理论计算值多加入30～40%；
c、在精炼期加入添加剂；
d、在冶炼后期调低二次电压。
2、根据权利要求1所述的亚白刚玉的生产方法，其特征在于，加入的添加剂为氯化铝，其理论加入量应符合下式
t-用碳还原后残余的Fe2O3、SiO2、TiO2的总量。
3、根据权利要求1所述的亚白刚玉的生产方法，其特征在于，加入的添加剂也可以是氯气，其理论加入量应符合下式
t-用碳还原后残余的Fe2O3、SiO2、TiO2的总量。
4、根据权利要求1、3所述的亚白刚玉的生产方法，其特征在于，用石墨导管将氯气通入刚玉熔液中。
5、根据权利要求1所述的亚白刚玉的生产方法，其特征在于，加入的添加剂不可以是铝屑，其理论加入量应符合下式
6、根据权利要求1、2、3、5所述的亚白刚玉的生产方法，其特征在于，在冶炼后期调低二次电压应符合下式
式中V为二次电压
K为系数，取8-11;
KVA为电弧炉的功率。
7、根据权利要求1所述的亚白刚玉的生产方法，其特征在于，所生产的亚白刚玉产品为
化学成分(%)Al2O3≥98.5
SiO3＜1.0
TiO2＜0.6
Fe2O3＜0.4
C≤0.15
物理性能显气孔率(%)≤4
耐火度(℃)≥1790
真比重≥3.9
全文摘要
本发明涉及一种亚白刚玉的生产方法及亚白刚玉产品，属于耐火材料用刚玉原料，所述的生产方法是以Al/Si＞16，CaO+MgO＜0.5％的铝矾土、铁屑、碳素材料作主要原料，在电弧炉中熔化还原，通过提高加入碳量、加入添加剂和冶炼后期调低二次电压的办法达到去杂纯化的目的，得到适合于高级耐火材料生产采用的亚白刚玉，其生产成本较白刚玉降低1/3～1/2。该产品亦可用于磨料。
文档编号C04B35/10GK1064259SQ91100999
公开日1992年9月9日 申请日期1991年2月13日 优先权日1991年2月13日
发明者李治安, 王同伦 申请人:郑州市硅铝材料联营公司