棕刚玉

棕刚玉

冶炼工艺

（一） 冶炼方法：

刚玉冶炼一般有三种方法：

1． 流放发：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。 2． 倾倒法：连续生产，机械化程度高，投资较小，生产效率好，目前使用普遍的一种方法。 3． 固定法（熔块法）：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。

棕刚玉倾倒法和熔块法工艺比较 项目 倾倒法

熔块法 备注 技术指标

单位耗电（kwh/t ）

2540

2820

电炉容量均为：2400KVA 小时产量（kg/h ） 1050 880 单位料耗(t/t) 1.4 2.4

晶体结构（％） 单晶体 25.84

58.83

分析样品：26＃

紧密集合体

12.18 20.14

集合体

62.18 21.03 晶体尺寸（μm ） 200～400 600～1000

抗破碎性能（%） 66.0

63.0

矿相分析（％） 物理刚玉

94.56 94.03 玻璃质

2.36 1.29

钛矿物

1.81 1.19

六铝酸钙

1.09

2.58

铁合金

0.66 0.91

（二） 工艺特点和方法： 棕刚玉冶炼工艺特点及方法 项目 内容

工艺 特点 ①炉液温度＞2050℃。②炉内炉料层次：上固态层，中半熔层，下熔融层。③炉内

电能分配：电弧热，电阻热。④冶炼过程，通过控制功率、配料比和料层厚度，来随时保证熔液深度和熔化面积。 工艺方

法

焖炉法（埋弧法） 特点：①料层厚，容量为1800～2500KVA

的炉子，初期厚度一般为600～1000mm 左右；1000KVA 以下的炉子，初期厚度一

般为400～600mm 左右。②粒度较大。③

弧光被料层完全覆盖。

优点：①热利用率高。②电极和炉衬损耗小，炉体上部设备受高温辐射的程度小。

③减小了辐射热对工人的危害。 缺点：①固定炉回收料多，原料消耗增加，劳动量大（对倾倒炉作业影响不大）。②小时投料量大，操作不当，熔液熔化速度较快，热源中心上移，熔池面积小。③易引起喷炉。④固定炉易产生刚玉和硅铁混杂或熔块各部位质量不均现象。

敞炉法（明弧法）

特点：料层薄，粒度细，弧光外露时间长，料层厚度一般在300mm 。

优点：①炉料利用率高。②熔池温度高，

熔化面积大。③熔液粘度小，硅铁合金易集中分离，熔块质量均匀。

缺点：①热利用率低。②冶炼时间长，生

产效率低。③炉衬和电极氧化快，部分设备常处于高温辐射区，影响寿命。④炉前环境较差。

（三） 工艺参数：

表1、棕刚玉冶炼炉工艺参数示例 序号 参数名称 单位 倾倒法

熔块法 1 变压器功率 KVA 300

2500

2 常用二次电压 V 146 ~126

148，138，121 3 常用二次电流 A 10000 ~ 15000 7000～10000 4 石墨电极直径 mm 400 ~ 500 500 5 炉壳直径 mm 5000 6 炉壳深度 mm 3500

7 炉缸有效直径 mm 4300 2600±100 8 炉缸有效深度 mm 2000

1550±50 9 电极中心距 mm 1450±30 1169±43 10 冶炼时间 h 11±2 21±1 11 投料量

t 15±2 29

2、投料速度（3000KVA 倾倒炉）

时间

（h ）

0 1 2 3 4 5 6

7

8

9 10 11

投料量（kg ） 混合

料 5000 →

10000

→

15000

→

微粉

→ 500 → 1500

→

3、用电规范（3000KVA倾倒炉）

时间

（h）

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

电压（v）140.8

～

145.5

→136.4 →126.4 126.4 →

电流（A）10000

～

12000

→13000 →15000 15000 →

（四）一般操作过程

棕刚玉冶炼一般操作过程

序

号

阶段操作内容及要点

1

开炉开炉前准备①连接电极：吹静接触面，拧紧螺纹。

②调整电极长度：电极正好接触起弧焦，不影响炉体出入或倾倒。

③测量电极距及电极与炉壁之距离。

④测量二次导电系统绝缘：绝缘部位电阻值＞0.5MΩ。

⑤检查炉体传动、电极升降、加料等系统设备及水、气管、阀门等。

开炉①摆放起弧焦：起弧焦粒度30～50 mm。

摆放方法：实心三角形：起弧焦用量大，不易断弧，中间用。

空心三角形：起弧焦用量小，易断弧，不常用。

晶形：起弧焦用量小，起弧快，易断弧，开炉用。

②送电：

③起弧：采用较高电压，电流上升至20～30％时，加大块矾土压弧光，电流负荷上升至80％时，可加料进入熔炼。

序号阶段操作内容及要点

2 熔炼分焖炉法和敞炉法两种工艺（详见表（二））作好“控制”操作和炉况分析。

3 控制一般停止加料，控制电极上升，小反应不处理。产生的反应块或“嗤块”后期处理。以防出现悬浮现象。