棕剛玉和白剛玉生產(chǎn)工藝流程

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上棕剛玉和白剛玉生產(chǎn)工藝流程1、 棕剛玉： 棕剛玉是用高鋁礬土熟料、碳素材料和鐵屑三種原料混勻加入電弧爐中經(jīng)過高溫熔化和雜質(zhì)還原后冷卻而結(jié)晶成的棕褐色熔塊。其主要成分是氧化鋁，含量為94.5%97%。 棕剛玉冶煉是利用鋁對氧的親和力比鐵、硅、鈦等大的基本原理，可以通過控制還原劑的數(shù)量，用還原冶煉的方法使鋁礬土中的主要雜質(zhì)還原，被還原的雜質(zhì)生成硅鐵合金并與剛玉熔液分離，從而獲得結(jié)晶且質(zhì)量符合要求、氧化鋁含量大于95%的棕剛玉。2、 冶煉工藝： 1、冶煉方法：棕剛玉冶煉一般有三種方法： 1） 流放發(fā)：連續(xù)生產(chǎn)，自動化程度高，但投資大，結(jié)構(gòu)復雜，適合于大功率冶煉。

2、2） 傾倒法：連續(xù)生產(chǎn)，機械化程度高，投資較小，生產(chǎn)效率好，目前使用普遍的一種方法（傾倒爐冶煉法）。 3） 固定法（熔塊法）：間斷生產(chǎn)，機械化程度低，但投資小，設(shè)備簡單，工藝方便，是目前小型磨料廠進行剛玉冶煉的主要方法（固定爐冶煉法）。 2、傾倒法與固定法的工藝比較：項目傾倒法熔塊法備注技術(shù)指標單位耗電（kwh/t）25402820電爐容量均為：2400KVA小時產(chǎn)量（kg/h）1050880單位料耗(t/t)1.42.4晶體結(jié)構(gòu)（）單晶體25.8458.83緊密集合體12.1820.14集合體62.1821.03晶體尺寸（m）2004006001000抗破碎性能（%）66

3、63礦相分析（）物理剛玉94.5694.03玻璃質(zhì)2.361.29鈦礦物1.811.19六鋁酸鈣1.092.58鐵合金0.660.91 3、棕剛玉冶煉工藝方法及特點： 1）工藝特點：爐液溫度2050。爐內(nèi)爐料層次：上固態(tài)層，中半熔層，下熔融層。爐內(nèi)電能分配：電弧熱，電阻熱。冶煉過程，通過控制功率、配料比和料層厚度，來隨時保證熔液深度和熔化面積。 2）工藝方法： 燜爐法（埋弧法） 特點：料層厚，容量為18002500KVA的爐子，初期厚度一般為6001000mm左右；1000KVA以下的爐子，初期厚度一般為400600mm左右。粒度較大?；」獗涣蠈油耆采w。 優(yōu)點：熱利用率高。電極和爐襯損耗小，

4、爐體上部設(shè)備受高溫輻射的程度小。減小了輻射熱對工人的危害。缺點：固定爐回收料多，原料消耗增加，勞動量大（對傾倒爐作業(yè)影響不大）。小時投料量大，操作不當，熔液熔化速度較快，熱源中心上移，熔池面積小。易引起噴爐。固定爐易產(chǎn)生剛玉和硅鐵混雜或熔塊各部位質(zhì)量不均現(xiàn)象。敞爐法（明弧法）特點：料層薄，粒度細，弧光外露時間長，料層厚度一般在300mm。優(yōu)點：爐料利用率高。熔池溫度高，熔化面積大。熔液粘度小，硅鐵合金易集中分離，熔塊質(zhì)量均勻。缺點：熱利用率低。冶煉時間長，生產(chǎn)效率低。爐襯和電極氧化快，部分設(shè)備常處于高溫輻射區(qū)，影響壽命。爐前環(huán)境較差。4、 棕剛玉冶煉一般操作過程： 1）開爐前準備： 

5、連接電極：吹靜接觸面，擰緊螺紋。調(diào)整電極長度：電極正好接觸起弧焦，不影響爐體出入或傾倒。測量電極距及電極與爐壁之距離。測量二次導電系統(tǒng)絕緣：絕緣部位電阻值0.5M。檢查爐體傳動、電極升降、加料等系統(tǒng)設(shè)備及水、氣管、閥門等。 2）開爐：擺放起弧焦：起弧焦粒度3050 mm。擺放方法有三種：實心三角形：起弧焦用量大，不易斷弧，中間用。 空心三角形：起弧焦用量小，易斷弧，不常用。晶形：起弧焦用量小，起弧快，易斷弧，開爐用。送電：起?。翰捎幂^高電壓，電流上升至2030時，加大塊礬土壓弧光，電流負荷上升至80時，可加料進入熔煉。 3）熔煉：主要分燜爐法和敞爐法兩種工藝（詳見第3點棕剛玉冶煉工藝

6、方法及特點）作好“控制”操作和爐況分析。 4）控制：一般停止加料，控制電極上升，小反應不處理。產(chǎn)生的反應塊或“嗤塊”后期處理。以防出現(xiàn)懸浮現(xiàn)象。 5）精煉：轉(zhuǎn)入精煉前，調(diào)整配料比，適當增加炭量。停止加料，薄料層，低電壓，高電流操作。 6）倒（出）爐：先起電極，待電流不小于5000A時再停電起電極。傾倒爐提前0.5h準備接包，關(guān)閉冷卻水。傾倒時本著先慢后快，最后稍慢的原則。留少許熔液便于下次起弧。注意傾倒角度，防止爐咀碰壓接包。倒完復位后，電極離熔液200500mm時，開始送電。 7）注意事項：冶煉過程，無反?，F(xiàn)象，按要求送滿負荷，并減少電極活動次數(shù)。 爐子長期不下料，3040min可

7、活動電極強制下料。電爐大嗤大反應設(shè)備破壞后，或停電時間長，注意活動電極。電極被粘，應先落后起。集中精力，按工藝滿負荷運行。 5、冶煉過程操作方法： 1）起?。杭撮_爐時利用炭素材料作導體起弧的方法；操作要點：起弧焦的擺法； 采用較高電壓，待電流上升穩(wěn)定后，逐漸投入，防止斷弧。 2）燜爐：即料層較厚，一般在0.4-1M弧光不透，熱利用率高；操作要領(lǐng)：采用間隙式加料，定期燜爐，配合進行“控制”操作。定期放氣，避免氣壓過大，造成噴爐。少動電極，均衡、滿負荷供電。礬土塊度30mm，細粉數(shù)量要少。 3）控制：要領(lǐng)：在一定時間內(nèi)不加或少加料，促使電極下降，擴大熔池面積，提高熔液溫度。操作方法：控制加料，控制

8、電極上升；一般小反應不作處理；配料層下降，熔液流動性好，電流不穩(wěn)即可轉(zhuǎn)入加料冶煉。 4）放氣：因還原反應過程生成大量CO氣體，須排除，防止大噴爐；操作規(guī)范：料層厚度，熔料塊度要適當，保持透氣性；燜爐期因嗤爐形成孔洞時，待氣跑凈后，再用大塊乏料堵蓋； 5）回爐乏料加入：多在冶煉中期與礬土混合料分層加入，加于爐內(nèi)熔化區(qū)內(nèi)。 6）回爐微粉使用：當塌孔露出液面時，先覆蓋微粉形成硬蓋后再加料；料層出現(xiàn)燒結(jié)時用以灌入溶液面上；停爐前加入三電極中間，或從電極根灌入。 7）攛料：即：將周圍爐料向中心傳遞；在控制和精煉階段，逐步將周圍熱的爐料攛向高溫區(qū)。 8）搗爐：料層燒結(jié)嚴重強行爐料下沉；方法：采用其它措施無

9、效時，方可搗爐下料； 提高電極，逐項進行；溢出熔液，需覆蓋微粉，再行攛料。 9）精煉：停止加料至爐料熔完；操作規(guī)范：采用較低電壓；經(jīng)?；顒与姌O拍打爐料，防止燒結(jié)； 把周圍爐料攛向中心，逐漸熔化干凈。 10）停爐：熔完后精煉30min左右即可停電；操作要領(lǐng)：電極中間可加入微粉覆蓋；經(jīng)常粘棍，保證三相質(zhì)量相近； 停爐的正常情況：電極頭部冒出白藍色火焰；電弧長長作響，極不穩(wěn)定；電流不穩(wěn)，液面出現(xiàn)軟蓋。 6、爐礦反?，F(xiàn)象及處理方式： 反?，F(xiàn)象特征造成原因解決措施炭多沾棍成灰黑色放入水中有臭味棍樣薄，表面發(fā)泡熔液溫度高，流動性好電極上升快弧光聲響大配料計算不準確爐料析離，局部炭量增多碳素爐底、爐襯被熔液

10、侵蝕參與反應。加礬土炭少沾棍發(fā)黃無光澤棍樣厚熔液粘度大，料面火苗不旺電極上升慢，電流穩(wěn)弧光聲響低沉配料計算不準確爐料離析，局部缺炭運輸過程碳的損失或混合不勻，配比失調(diào)塌爐次數(shù)多，碳飛揚損失大增碳斷弧無電流電爐沉默無聲響電極起動過多，爐料遮斷弧光因大反應電極頭部凝有硬塊落不下去落電極重新起弧嗤爐或噴爐前兆，下料不正常，電流不穩(wěn)，弧聲不正常爐液隨氣體從料面“嗤”出，形成“火山口”，嚴重時形成“嗤”爐爐料配比不當爐料過細，料層過厚，礬土質(zhì)量差透氣性不良爐料塌落，反應加劇定期放氣，掌握料層厚度和原料質(zhì)量打掉“火山口”，造成熔洞放氣活動電極，調(diào)節(jié)透氣性大反應弧光聲響大全爐劇烈沸騰爐液大量上涌爐氣排泄不出

11、爐料大量崩潰爐液沸騰長期懸料停電反應后速降電極速搗碎凝結(jié)塊加爐料保溫燒結(jié)和塌爐爐料突然下陷，常伴有嗤爐、噴爐，有時發(fā)出斷弧、大反應等現(xiàn)象乏料過于集中料層厚度不穩(wěn)定輸入功率不均衡礬土質(zhì)量差，細粉多出現(xiàn)“懸料”現(xiàn)象控制礬土質(zhì)量，正確加料，控制乏料加入速度保持料層均勻穩(wěn)定及時活動電極人工強制消除懸料結(jié)蓋爐料燒結(jié)成硬蓋和熔液分離，造成熔液過熱，爐況不穩(wěn)，常發(fā)生在控制或精煉階段反應時處理不當，傳料不及時電流大，電壓低兩電極距過大礬土SiO2高，細粉多縮小電流，提高電壓經(jīng)常拍打爐料活動電極調(diào)整配比覆蓋礬土或微粉，一定時間后，進行處理硬隔（結(jié)底）沾棍深度不夠，插入費力或插不進下料過快或下硬塊較多，配料比不準

12、輸入功率不足，爐內(nèi)溫度低（熔液）降低電壓，控制下料，調(diào)整配料比起弧后可采用全礬土開爐料，打好基礎(chǔ)沉寂相與活躍相沉寂相不下料或下料不下塌、料面火苗弱，爐氣少與活躍相有明顯差別三相抗阻不平衡減少活躍相電流在沉寂相強制下料漏爐漏爐前爐內(nèi)碳量突然增多，熔液翻滾不定，電機升降超過正常，有時反而下降。修爐質(zhì)量不好爐液過熱碳量不足發(fā)現(xiàn)預兆可向爐內(nèi)加剛玉乏料或加入微粉，礬土提高電壓必要時提前停爐斷電極和電極脫落電極折斷后出現(xiàn)無電流或爐內(nèi)強烈打弧光現(xiàn)象電極脫落后，升降電極無效果電極質(zhì)量差夾持位置不當安裝時固接不緊電極和爐料澆結(jié)開爐前認真檢查停爐處理三、白剛玉： 白剛玉是以工業(yè)氧化鋁粉為原料，經(jīng)高溫熔煉而成。呈白

13、色，硬度比棕剛玉略高，韌性稍低。用其制作的磨具適用于高碳鋼、高速鋼和淬火鋼等的磨削。也可研磨拋光材料，還可作精密鑄造型砂、噴涂材料、化工觸媒、特種陶瓷、高級耐火材料等。四、冶煉工藝： 其冶煉工藝與棕剛玉大同小異，都是在電弧爐上進行，電弧爐有單相和三相之分，最常用的還是三相。電爐變壓器容量在100010000千伏安。 電弧爐爐體：生產(chǎn)工藝按爐體結(jié)構(gòu)可分為三種：熔塊爐、傾倒爐、流放爐。 白剛玉爐的爐襯,不僅要有良好的絕熱性能而且最好透氣性要好,或者有專門的通氣孔孔道,否則各種受熱爐氣會穿入熔液而后逸出,形成熔液”放炮”。 白剛玉爐體分兩種，一種是有襯，一般要求是燒結(jié)制品；另一種是無襯的，只有一個鋼

14、制的圓錐體。無爐襯的修筑簡便，但熱損失大，經(jīng)測定無爐襯的熱損失占產(chǎn)品能耗的24%以上。而有襯的熱損失4%左右。 1、電熔白剛玉的生產(chǎn)： 電熔白剛玉是以工業(yè)氧化鋁粉為原料，基本上是工業(yè)氧化鋁粉熔化后冷卻再結(jié)晶而成的白色熔塊，電熔后的氧化鋁的成分99%以上。原料工業(yè)氧化鋁含量98.5%以上，冶煉過程雖然有排出雜質(zhì)的過程，但排除有限。只是由于雜質(zhì)熔點的不同，被富集在熔塊的上部，冷卻后，通過選料而除去，使產(chǎn)品氧化鋁含量達99%以上。其雜質(zhì)是少量的氧化鈉、氧化硅和微量的氧化鐵雜質(zhì)。2、白剛玉冶煉工藝過程： 1）開爐階段：開爐前首先要做好開爐前的一切準備工作，即連接電極、調(diào)節(jié)電極長度。開爐時要擺放好起弧物

15、，白剛玉起弧還有“紙筒法”、“碳棒法”、“木炭法”三種，然后送電起弧。當電極起弧后待電流升到負荷的20%-50%時，就可在弧光區(qū)加少量料壓住弧光，待電流升到80%，就可以加料進入熔煉階段。 2）冶煉階段：熔煉分為燜爐法（厚料層）和敞爐法（薄料層）。燜爐法特點是料層厚，在冶煉大部分時間內(nèi)弧光完全被料層所覆蓋。電爐容量大小不同，料層厚度有差異，變壓器容量為18002500KVA的電爐，冶煉初期料層厚度一般在6001000mm左右，中間一般采用間歇式加料，即哪里下沉就加到哪里，定期燜爐。后期料層逐漸減薄。敞爐法的特點是料層薄，弧光暴露在外的時間較長。熔煉期采取分批定期投料，料層厚度一般在300mm左

16、右。這兩種方法各有優(yōu)缺點，敞爐法的剛玉質(zhì)量較均勻，但耗電量較高，生產(chǎn)效率較低。熔煉階段約占全部冶煉時間的80%以上，這個階段使爐料熔化成液態(tài)，雜質(zhì)進行還原，生成低熔點物質(zhì)并和剛玉熔液分離。白剛玉冶煉采用薄料層時，經(jīng)常跑弧光為主，料層厚度一般在150200mm。它的優(yōu)點是產(chǎn)品色澤較白，雜質(zhì)-Al2O3偏析較好。但熱損失大，熔煉時間較長。厚料層熔煉中弧光被料層覆蓋時間較長，只間斷性跑弧光。這種工藝適用于大功率電爐，尤其是無爐襯電爐，其優(yōu)點是熱利用率高，熔煉時間短，便于機械加料。不足之處是產(chǎn)品色澤差，-Al2O3偏析稍差。 在熔煉中，應注意防止和消除各種反?，F(xiàn)象，如串爐、放炮、摳爐襯等，促使鋁氧粉較

17、好、較快地熔化。熔煉期采用工作電壓和額定功率輸入，按正常速度投料，電爐處于最佳工作狀態(tài)。最好有恒定功率的自動控制裝置和定量給料設(shè)備。未熔化好的爐料可以做冶煉的回收料，但必須經(jīng)過嚴格的磁選，因為白剛玉嚴禁含鐵物質(zhì)滲入爐料內(nèi)?；厥樟系膲K度不宜過大，以10mm左右較好?；厥樟献詈迷谌蹮捴衅诩尤?。此時爐缸熱量較大，回收料容易鈍化。因為電弧受電磁力的作用，常常漂移在電極外側(cè)，所以可將回收料加載電極外圍。熔煉期的操作主要是觀察料層的厚度和熔化面積。料層厚度和熔化面積可以用細鐵棍插入探測。如果投料速度符合計算值，料層厚薄符合工藝規(guī)定，熔化面積擴大到爐壁，液面平穩(wěn)，電流擺動幅度不大，標志熔煉操作正常。熔煉期需

18、多長時間，決定于輸入功率及爐缸大小。它有一條原則，即按工藝要求投完料為止，以充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力。停止加料就是熔煉期結(jié)束。 3）控制階段：控制就是在一定的時期內(nèi)，基本上停止加料，使熔化面積向外擴大。熔煉期如果爐況控制的好，熔液就緩慢上升，整個料面就均勻下降，料下得多，熔化就快，即可獲得較好的效果。在此期間使用較低電壓、最大功率、最大限度地提高液面溫度，使液面形成“紅蓋”，此時可以結(jié)束控制。 4）精煉階段：精煉是最后一個階段，目的是最后完成質(zhì)量要求。尤其對剛玉色澤和-Al2O3結(jié)晶偏析有決定性的影響。因此，要有充分的冶煉時間，使剩余的爐料盡量熔化和使其中的碳素揮發(fā)。原則上電爐表面全面紅蓋后，再

19、熔煉20到30分鐘為宜。 除了有足夠的時間外，還要是熔液有足夠高的溫度保持液面平穩(wěn)而緩慢的冷卻，以便于雜質(zhì)偏析，應采用逐漸減小電流，緩慢停爐的方法。 3、負荷控制： 白剛玉冶煉的電流波動幅度不大的原因，一是原料較純，粘度較??；二是無還原反應。要使熔液的電阻穩(wěn)定，電流擺動不大，只要結(jié)合爐況按負荷曲線保證額定功率的輸入即可，如出現(xiàn)反?，F(xiàn)象可根據(jù)情況采取停電或其它應變措施如下： 1）二次電壓：白剛玉采用146伏，30004800A電流，這樣可以提高熔化速度，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 2）采用優(yōu)質(zhì)和直徑較小的電極：一般用200250mm。 3）電極與爐壁的距離較大：如1250KVA白剛玉爐邊距為660

20、mm左右。 4）熔塊爐爐缸較深，傾倒爐爐缸較淺 5）注意爐底和爐襯材料：修砌白剛玉熔塊爐爐底、爐圈和爐襯應采用石墨制品或經(jīng)過燒成的優(yōu)質(zhì)碳素材料制品，否則容易引起嚴重的增碳。 4、電熔白剛玉在生產(chǎn)過程中遇到的常見問題： 1）串爐 ： 特征：熔液在固體粉狀料內(nèi)來回急速流動，攪起大量鋁氧粉，有時造成斷弧，一般發(fā)生在開爐后10h內(nèi)。      造成原因：邊部料層較厚，爐底熔化面小，加料不勻，導致受熱不均，某一部位熔液和爐壁接觸或爐內(nèi)氣壓大時，熔液噴出而大量冷料流入。      解決措施：前幾小

21、時采用較低電壓，擴大熔化面，增加液量；嚴重時將硬塊打碎，平整爐料，徹底處理。 2）放炮      特征：爐內(nèi)突然轟響，噴出大量熱氣，火團，無爐襯時，放炮處爐殼發(fā)紅，嚴重時造成漏爐。      造成原因：爐底，爐襯潮濕，原料潮濕，外界水浸入，料層過厚，操作不當，造成爐內(nèi)氣壓過大。      解決措施：防止爐底潮濕；控制原料水分；加強操作，保證料層均勻；無襯爐加大冷卻水量；及時處理，打碎凝結(jié)塊，平整爐料；  3）斷弧     特征：無電流顯示，爐內(nèi)無響聲，電極間無閃光。      造成原因：起弧棒固定不好，位移取棒太早，熔液少；加料太快，鋁氧浸入遮斷電流通路，串爐反應形成硬塊，電極下落受阻。      解決措施：做好起弧前檢查；爐況較穩(wěn)定后再撈碳棒；注意加料速度；串爐時勤活動電極；重新起弧。  4）“摳爐襯