[发明专利]棕刚玉的冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及棕刚玉，尤其是涉及一种棕刚玉的冶炼工艺。

背景技术

棕刚玉是用熟矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电炉中经过融化还原而制得的棕褐色人造刚玉，主要化学成分是Al₂O₃。可用于制造磨具，也可制造高级耐火材料等。棕刚玉的冶炼方法一般有三种：流放法、倾倒法和固定法。流放法是连续生产，自动化程度高，但投资大，结构复杂，适合于大功率冶炼；固定法是间断生产，机械化程度低，但投资小，设备简单，工艺方便，是目前小型磨料厂进行刚玉冶炼的主要方法。目前普遍使用的倾倒法也是连续生产，机械化程度高，但投资较小，生产效率高。采用倾倒法冶炼棕刚玉时，先将熟矾土、碳素材料和铁屑按比例混合后投入电炉内加热到2050℃，使原料变成熔融状，待反应彻底后，经检验合格，冷却、分级破碎，最后得到成品。采用倾倒法和固定法冶炼最突出的缺陷如下：第一耗电量大，目前冶炼一吨棕刚玉需耗电2700度，按电价0.68元/度计，冶炼一吨棕刚玉需电费1836元；第二炉况不稳，在冶炼初期，三根电极周围的原料先熔化，随着温度的升高，熔化范围逐渐向炉缸周围扩大，当熔化面积扩大到全炉缸时，熔融的液面好像给炉缸做了一个盖子，底部原料受热膨胀产生的气体和炉料反应产生的一氧化碳气体难以排出，当压力达到一定程度时就会发生爆炸，爆炸时有巨响，炉料和高温炉液四处飞溅，不仅造成了大量的热损失，而且威胁着操作工人的人身安全。当炉料水分大时更为严重。第三必须使用熟矾土，提高了原料成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、节电的棕刚玉冶炼工艺。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的一种棕刚玉的冶炼工艺，它包括下述步骤：

第一步，把粉碎后符合粒度要求的的生矾土投入回转窑炉或竖窑内，由发生炉产生的煤气提供热量，将其焙烧到1200℃；

第二步，将焙烧后的矾土料送入保温料桶，按比例加入碳素材料和铁屑后再转入保温料仓内；

第三步，采用给料机将第二步中保温料仓内的物料送入电炉内继续加热熔炼，反应彻底后，检验、冷却、分级，得到成品。

为使材料混合均匀，以缩短反应时间，节约电能消耗，所述第一步和第二部可以替换为：

第一步，把粉碎后的生矾土、碳素材料和铁屑按比例混合均匀，轧制成直径20-30mm的圆球后再投入回转窑炉或竖窑内焙烧，由发生炉产生的煤气提供热量，将其焙烧到1200℃；

第二步，将焙烧后的物料送入保温料桶后，再转入保温料仓内，继续进行第三步工序。

    本发明的优点在于可大大降低冶炼电耗，提高冶炼工艺的安全性。采用本发明的冶炼工艺操作时，无需使用熟矾土，采用生矾土即可，大大降低了原料成本（熟矾土1200 元/吨，生矾土仅需700元/吨）；将一吨生矾土料加热到1200℃需要消耗煤气费用150元，棕刚玉的工艺冶炼温度为2050℃，经1200℃焙烧的炉料已经吸收了工艺温度一半的热量，把原料输送过程中的热量损失考虑在内，至少可节约热量30%，由于电炉热量是由电能提供的，故可节约电费30%，冶炼一吨棕刚玉就可节省电费1836元×30%=550元；减去消耗煤气费用150元，冶炼一吨棕刚玉可节省费用400元，按每天冶炼40吨棕刚玉计，每天可节省电费400×40=16000元；冶炼40吨棕刚玉需要熟矾土60吨，1.4吨生矾土可焙烧出1吨熟矾土，冶炼40吨棕刚玉需要生矾土84吨，需要费用84吨×700元/吨=58800元，如果按传统工艺用熟矾土，则需要费用60吨×1200元/吨=72000元，即冶炼40吨棕刚玉即可节约原料投资13200元，冶炼40吨棕刚玉共计可节约资金16000元+13200=29200元。建一条日产量120吨的回转窑约需80万元，按照上述方法计算，约27天即可收回成本，大大降低了企业的冶炼成本。采用物料在回转窑或竖窑内焙烧，趁热加入电炉内冶炼，焙烧余热得到利用，节约了电能；同时焙烧至1200℃的高温炉料已不含水分，再入电炉中冶炼时不会出现爆炸现象，炉况更加稳定。采用将粉碎后的生矾土、碳素材料、铁屑先混合制球再加热熔炼的方式，可以避免传统工艺冶炼时由于原料粒度差别较大（生矾土约为50mm的块状，而铁屑和碳素材料为粉状）混合不均出现的偏析，使反应速度延长，浪费电能的现象得以解决。

具体实施方式

实施例1：

本发明所述的棕刚玉的冶炼工艺，：它包括下述步骤：

第一步，把粉碎后符合粒度要求的的生矾土投入回转窑炉或竖窑内，由发生炉产生的煤气提供热量，将其焙烧到1200℃；