專利名稱：高純度電熔鎂砂的一種熔煉技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于以菱鎂礦石或輕燒氧化鎂粉為原料用電弧爐熔煉電熔鎂砂，特別是在熔煉過程中向內三角區(qū)定時定量添晶粒增長劑熔煉電熔鎂砂
背景技術：
高純度電熔鎂砂為高級耐火材料。它以菱鎂礦石或輕燒氧化鎂(苦土)為原料，用電弧爐熔煉而成。用輕燒氧化鎂做原料熔煉鎂砂始于1990年。該項發(fā)明的優(yōu)點是，產品中能生成高純度大結晶顆粒且節(jié)省大量能源。目前電熔鎂砂的技術改進方向，一是提高產品中優(yōu)質產品(氧化鎂含量大于98～98.5％)的比重；二是降低消耗，主要是降低電耗和原料消耗。做到上述兩點，既可開拓產品應用范圍，又可降低產品成本，增加經濟效益。為此各單位采用了各種方法進行試驗研究。主要是在熔煉過程中向爐內加添加劑，但結果均不理想。主要問題是采用的添加劑不夠合適，且添加部位分散。因此造成產品中增加新雜質，影響產品質量，污染加重，產品質量不高，成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，提供高純度電熔鎂砂的一種熔煉技術。
其技術方案是在現(xiàn)有電熔鎂砂以菱鎂礦石為原料，由礦石破碎、熔煉、自然冷卻、破碎、分選五道工序組成的熔煉工藝流程的基礎上或以輕燒氧化鎂粉為原料，由熔煉、自然冷卻、破碎、分選四道工序組成的熔煉工藝流程的基礎上，各增加原料精造工序；在熔煉工序中增加晶粒增長劑添加操作。同時設置晶粒增長劑制備這一輔助流程。原料精造分兩種情況一是以菱鎂石為原料，要確保用以電熔的菱鎂礦石中氧化鎂(MgO)含量達到46～48％；二是以輕燒氧化鎂粉為原料，精選的標準是，用以電熔的原料灼燒失重+氧化鎂含量≥97.5％。
生產電熔鎂砂的關鍵工序是電熔，因此使用菱礦石或輕燒氧化鎂粉為原料區(qū)別不大。由菱鎂石變成電熔鎂砂都是二步變化(一、化學變化和二、物理變化)菱鎂礦石進電弧爐內達到分解溫度即行分解，其化學反應是生成的氧化鎂達到所需溫度即熔融成電熔鎂砂——物理變化。把菱鎂礦石送進焙燒窯進行焙燒，其化學反應同上反應中生成的氧化鎂(MgO)即輕燒氧化鎂粉，送進電弧爐內亦熔融成電熔鎂砂——物理變化。
二者使用的電弧爐及其配套設備完全可以一樣，最終產品也是一樣。但有的技術條件和操作上有所區(qū)別，故本申請中有的地方綜述，有的地方分述。
晶粒增長劑添加是在電弧爐起爐后一小時開始定時、定量、定位向爐中均勻投放。晶粒增長劑的原料由氧化鎂細粉(作用是提高成品氧化鎂含量)、石墨粉(增溫助燃)，廢電極粉末增溫助燃)、鹵片(粒)(在118℃熔融同時分解，可提高成品氧化鎂含量)、氟化鎂試劑(催化助燃)、稀土氧化物(促進晶粒形成)組成，其形狀為0～30mm不規(guī)則顆粒。以菱鎂礦石為料與以輕燒氧化鎂為原料晶粒增長劑添加的異同點是相同點是，都是在起爐一小時定時、定量、定位均勻投放。不同點是，由于二者熔煉周期不同，因此添加次數(shù)不同，各自原料與添加劑的重量份比也不同。
本發(fā)明的優(yōu)點是，熔煉爐內溫度高、熔融氣氛好、有利于電熔鎂砂晶體的富集、使電熔鎂砂結晶體成份穩(wěn)步增長。總的講，提高了產品中高純鎂砂的比重，且節(jié)省能源。
下面對本發(fā)明的工藝過程做詳細敘述。
本發(fā)明在現(xiàn)有電熔鎂砂熔煉工藝流程的基礎上做如下改進一、在主流程中增加原料精選工序精選的方法是1、以菱鎂礦石為原料，用目測手選的方法，剔除礦石中硅鈣含量高的部分和其它雜質，確保原料氧化鎂(MgO)含量達到46～48％；2、以輕燒氧化鎂粉為原料，菱鎂礦石入窯焙燒前先對其進行目測手選，燒成后在30～60℃時過篩，將含硅鈣高的篩上物(大于6mm的顆粒)棄掉，以保證用以熔煉的輕燒氧化鎂粉質量達到灼燒失重+MgO含量≥97.5％。
二、在熔煉工序添加晶粒增長劑在起爐1小時開始用原料將明火壓住、向電極內三角區(qū)均勻投放晶粒增長劑，然后再加50～200mm原料。以后每隔40分鐘重復一次這樣操作，即向同一位置均勻投放相同數(shù)量的晶粒增長劑，直至停爐。
晶粒增長劑的添加次數(shù)、原料與晶粒增長劑的重量份比是以菱鎂礦石為原料，其熔煉周期為12小時，添加晶粒增長劑17次、菱鎂礦石與晶粒增長劑的重量份比為1000∶4～5；以輕燒氧化鎂粉為原料，其熔煉周期為10小時，添加晶粒增長劑13次、輕燒氧化鎂與晶粒增長劑的重量份比為1000∶4.5～6。
三、輔助流程——晶粒增長劑的制備1、技術配方原料名稱 規(guī)格 重量份比氧化鎂細粉 ≥100目 70石 墨 粉 市售 20～30廢電極粉末 用廢電極粉碎 1.5～1.7鹵片 (粒)MgCl含量≥46％8～10氟化鎂試劑 分析純2.5～2.7
稀土氧化物 氧化釔Yb2O30.15～0.172、制備按原料技術配方準確稱取各種原料，將其混合均勻加適量的水，用成球機制成0～30mm的不規(guī)則晶粒增長劑，干燥后待用。
本發(fā)明無圖。
具體實施例方式
實施例1實施設備為外殼直徑為1250mm的電弧爐，配套電爐變壓器為800KVA，電極直徑300mm。
取粒度5～60mm精選礦菱鎂石(MgO含量46.8％)18500Kg，熔煉時間12小時。起爐1小時，將爐中明火用原料壓住，將晶粒增長劑5Kg均勻投放在電極內三角區(qū)內，再將原料壓上50～200mm進行熔煉，以后每間隔40分鐘，用相同方法在內三角區(qū)內加入相同重量的晶粒增長劑，直至停爐。經自然冷卻、破碎、分選產品組成如下產品MgO含量98％以上的占近70％。其中氧化鎂含量98.5％的大結晶100Kg，98％的3140Kg，97％1280Kg，96％160Kg。
實施例2使用設備同實例1。取1～6mm精選輕燒氧化鎂粉總量(灼減+MgO＝97.5％)9800Kg，熔煉時間10小時。起爐1小時將爐內明火用原料壓住，將晶粒增長劑4Kg均勻投放在內三角區(qū)內，再將原料壓上20～50mm進行冶煉，以后每間隔40分鐘用同樣方法在相同區(qū)域加入相同重量的晶粒增長劑，直至停爐。產品結晶體長大10～50mm，其中氧化鎂含量99％(晶體)的135Kg，98.5％1285Kg，98％2674Kg，97.5％1439Kg，97％345％。
權利要求
1.高純電熔鎂砂的一種熔煉技術，以菱鎂礦石為原料的熔煉工藝由菱鎂礦石破碎、熔煉、自然冷卻、破碎、分選工序組成，以輕燒氧化鎂粉為原料的熔煉工藝由熔煉、自然冷卻、破碎、分選工序組成，其特征在于具有原料精選工序，精選方法是，以菱鎂礦石為原料用目測手選的方法，剔除礦石中硅、鈣含量高的礦石和其它雜質，以確保用以熔煉的原料氧化鎂含量達到46～48％，以輕燒氧化鎂粉為原料在菱鎂礦石入窯焙燒前對礦石進行目測手選，燒成后在30～60℃時過篩，將篩上物棄掉，以確保用以電熔的輕燒氧化鎂粉質量達到灼燒失重+氧化鎂含量≥97.5％，在熔煉工序添加晶粒增長劑，在起爐1小時開始用原料將爐火壓住，然后向電極內三角區(qū)均勻投放晶粒增長劑，加完再添加原料50～200mm，以后每隔40分鐘向同一位置添加相同重量的晶粒增長劑，即重復一次上述操作，直至停爐，二種原料晶粒增長劑的添加次數(shù)、原料與晶粒增長劑的重量份比是，以菱鎂礦石為原料熔煉周期為12小時，添加晶粒增長劑17次，原料與晶粒增長劑的重量份比為1000∶4～5，以輕燒氧化鎂粉為原料熔煉周期為10小時，添加晶粒增長劑13次、原料與晶粒增長劑的重量份比為1000∶4.5～6，輔助流程——晶粒增長劑的制備，其技術配方是，原料名稱 規(guī)格重量份比氧化鎂細粉 ≥100目 70石 墨 粉 市售 20～30廢電極粉末 用廢電極粉碎 1.5～1.7鹵 片 MgCl≥46％ 8～10氟化鎂試劑 分析純 2.5～2.7稀土氧化物 氧化釔Yb2O30.15～0.17其制備工藝是，按技術配方準確稱取各種原料，將其混合均勻并加適量的水，用成球機制成0～30mm的不規(guī)則晶粒增長劑，干燥后待用。
全文摘要
高純度電熔鎂砂的一種熔煉技術，以菱鎂石或輕燒氧化鎂粉為原料，在現(xiàn)有熔煉工藝基礎上增加原料精選工序。在熔煉開爐1小時用原料將爐火壓住，向電極內三角區(qū)添加晶粒增長劑，然后在其上面加原料50～200mm。以后每隔40分鐘重復一次上述操作，直至停爐。兩種原料與晶粒增長劑的重量份比分別是1000∶4～5和100∶4.5～6.球狀晶粒增長劑的原料組成及重量份比是氧化鎂細粉、石墨粉、廢電極粉、鹵片、氟化鎂試劑、三氧化二釔＝70∶20～30∶1.5～1.7∶8～10∶2.5～2.7∶0.15～0.17。本發(fā)明優(yōu)點是，爐內溫度高、熔融氣氛好、晶粒富極快速穩(wěn)定、產品純度高、節(jié)省能源，降底成本。
文檔編號C04B2/10GK1400187SQ0213241
公開日2003年3月5日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權日2002年6月21日
發(fā)明者董波 申請人:董波