一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統的製作方法
2023-10-17 13:30:14
專利名稱：一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於冶煉設備技術領域，具體涉及一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統。
背景技術：
電熔白剛玉是一種生產中高檔不定性和定性耐火材料的主要原料，具有體積密度大，氣孔率低等優點，能有效提高材料的體積穩定性和抗熱震性能，廣泛應用於鋼鐵、水泥、陶瓷、磨料、石化等行業。白剛玉是以工業氧化鋁為原料，於電弧爐中經2000° C以上高溫熔煉後冷卻，然後經粉碎整形，磁級去鐵，再用不同型號的篩機把粉碎後的白剛玉分成 各種號段。白剛玉的主要成分是Q-Al2O3，工業氧化鋁的成分主要是Y-Al2O3的混合物，呈白色鬆散的結晶粉末，由許多粒徑小於O. I μ m小晶體組成的多孔球形聚集體。目前，電熔白剛玉的冶煉基本上是工業氧化鋁粉熔化再結晶的過程，即Y-Al2O3在高溫下轉變為Ci-Al2O3的過程。這個過程也起到了一定的淨化提純作用，含有鈉鉀的β-Al2O3雜質由於熔點低密度小，在熔塊冷卻結晶時偏析於熔塊的上中部，通過碎選的方法可以剔除，但是仍有少量留在剛玉熔體中，嚴重影響了白剛玉的耐火性能。電熔白剛玉冶煉工藝中採用的電弧爐電極為石墨電極，這樣就不可避免的帶入熔體中碳單質，造成白剛玉的百度下降。
發明內容本實用新型的目的是提供一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，提高電熔白剛玉產品品質，降低單位能耗。為了實現以上目的，本實用新型所採用的技術方案是一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，該系統包括多孔鼓泡裝置2、壓力盒5和供氣系統，所述多孔鼓泡裝置2設有貫通上下表面的透氣通孔4，所述透氣通孔4通過壓力盒5與供氣系統相連通。所述的供氣系統是由供氣中心管6供氣。所述的多孔鼓泡裝置2安裝在電弧爐I內部的底部，分布在電弧爐的電極3的死區。所述的多孔鼓泡裝置2為多孔透氣塞磚，多孔透氣塞磚是埋有陶瓷管的陶瓷磚，陶瓷管構成貫通上下表面的透氣通孔4。所述的供氣系統提供純度> 99. 2%的氧氣。所述的多孔鼓泡裝置2由耐高溫特種金屬陶瓷材質組成。採用本實用新型的用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統的工作流程為在白剛玉精煉階段，電弧爐I內部80%的氧化鋁呈熔融狀態。純度> 99. 2%的氧氣通過供氣系統的供氣中心管6進入壓力盒5，通過與壓力盒5連通的多孔鼓泡裝置2內的透氣通孔4，在多孔鼓泡裝置2表面鼓出氣泡。氣泡由電弧爐I底部緩緩上升，起到了攪拌的作用。氧氣泡由多孔鼓泡裝置2進入熔體之後，與熔體中的碳素和有機質快速氧化反應，使碳素和有機雜質以CO和CO2的形式溢出。同時，氧化反應放出的熱量大大節省了電弧爐I的電能消耗，隨著氧氣的通入，氧化鋁全部變為熔融狀態。白剛玉的熔點高達2050° C，含氧化鋁很多的熔體冷卻時，剛玉最先結晶出來，而把含雜質較多的爐液排擠到爐內溫度較高的液體中上部分。電弧爐通入氣體之後，熔體具有了良好的流動性，其成分和溫度變得均勻，促進了各部位渣狀和氣體雜質的偏析和β -Al2O3雜質結晶的集中。氧氣泡在攪動白剛玉熔體的過程中，也與熔體中的碳素等有色雜質反應，反應產物以氣體的形式溢出。熔體中碳素的減少，使得白剛玉的白度得到了大大的提升。碳素等雜質在被氧氣氧化過程中放出大量的熱量，使得熔體的溫度瞬間升高至2100° C，較傳統工藝設備大大縮短了精煉階段的時間，節省了電能。該實用新型在傳統的電弧爐上，添加純氧鼓泡系統，通過多孔鼓泡裝置鼓入純度^ 99. 2%的氧氣氣泡進入爐液中，可促進白剛玉中雜質的集中，去除白剛玉中的碳素，提高 白剛玉的純度及品質。同時，由於氧氣與雜質氧化反應放出熱量，反應熱又可作精煉階段能量，從而大大縮短了冶煉周期，節省了電能。
圖I為純氧鼓泡系統結構示意圖；圖2為多孔鼓泡裝置安裝在電弧爐中的位置分布示意圖；圖中標號說明1-電弧爐，2-多孔鼓泡裝置，3-電極，4-透氣通孔，5-壓力盒，6-供氣中心管。
具體實施方式
如圖I和2所示，本實用新型的用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，包括多孔鼓泡裝置2、壓力盒5和供氣系統，所述多孔鼓泡裝置2設有貫通上下表面的透氣通孔4，所述透氣通孔4通過壓力盒5與供氣系統相連通。所述的供氣系統是由供氣中心管6供氣。所述的多孔鼓泡裝置2安裝在電弧爐I內部的底部，分布在電弧爐的電極3的死區，即與各電極呈60°夾角位置和爐中心位置。所述的多孔鼓泡裝置2為多孔透氣塞磚，多孔透氣塞磚是埋有陶瓷管的陶瓷磚，陶瓷管構成貫通上下表面的透氣通孔4。所述的供氣系統提供純度>99. 2%的氧氣。所述的多孔鼓泡裝置2由耐高溫特種金屬陶瓷材質組成。在白剛玉精煉階段，電弧爐I內部80%的氧化鋁呈熔融狀態。純度> 99. 2%的氧氣通過供氣系統的供氣中心管6進入壓力盒5，通過與壓力盒5連通的多孔鼓泡裝置2內的透氣通孔4，在多孔鼓泡裝置2表面鼓出氣泡。氣泡由電弧爐I底部緩緩上升，起到了攪拌的作用。氧氣泡由多孔鼓泡裝置2進入熔體之後，與熔體中的碳素和有機質快速氧化反應，使碳素和有機雜質以CO和CO2的形式溢出。同時，氧化反應放出的熱量大大節省了電弧爐I的電能消耗，隨著氧氣的通入，氧化鋁全部變為熔融狀態。本系統經過車間試驗，在加入爐料後爐溫升高至1600° C時，爐內電極周圍出現熔融狀液體，爐內通入氧氣後爐溫短時間內升高至2100° C，並維持穩定的爐溫。
權利要求1.一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，其特徵在於該系統包括多孔鼓泡裝置(2)、壓力盒(5)和供氣系統，所述多孔鼓泡裝置(2)設有貫通上下表面的透氣通孔(4)，所述透氣通孔(4)通過壓力盒(5)與供氣系統相連通。
2.根據權利要求I所述的用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，其特徵在於所述的供氣系統是由供氣中心管(6)供氣。
3.根據權利要求I所述的用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，其特徵在於所述的多孔鼓泡裝置(2)安裝在電弧爐(I)內部的底部，分布在電弧爐的電極(3)的死區。
4.根據權利要求I所述的用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，其特徵在於所述的多孔鼓泡裝置(2)為多孔透氣塞磚，多孔透氣塞磚是埋有陶瓷管的陶瓷磚，陶瓷管構成貫通上下表面的透氣通孔(4)。
5.根據權利要求I所述的用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，其特徵在於所述的供氣系統提供純度> 99. 2%的氧氣。
專利摘要本實用新型公開了一種用於電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統，包括多孔鼓泡裝置、壓力盒和供氣系統，多孔鼓泡裝置設有貫通上下表面的透氣通孔，透氣通孔通過壓力盒與供氣系統相連通，供氣系統是由供氣中心管供氣，多孔鼓泡裝置安裝在電弧爐內部的底部，分布在電極的死區。在白剛玉精煉階段，該純氧鼓泡系統通過多孔鼓泡裝置從電弧爐底部通入純度≥99.2%的氧氣。該實用新型在傳統的電弧爐上，添加純氧鼓泡系統，可促進白剛玉中雜質的集中，去除白剛玉中的碳素，提高白剛玉的純度及品質。同時，由於氧氣與雜質氧化反應放出熱量，反應熱又可作精煉階段能量，從而大大縮短了冶煉周期，節省了電能。
文檔編號C01F7/02GK202766307SQ20122040206
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者陳孝通, 李保昌, 劉玉榮, 張永勝, 劉翔, 侯建強, 王兆駿, 秦書廣 申請人:鄭州瑞氣氣體有限公司