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耐火材料原材料——电熔镁砂的熔炼过程

编辑:保温砖 时间:2020-06-28 浏览:
电熔镁砂是碱性耐火材料应用最为广泛的耐火原材料之一,氧化镁(MgO)从原料中熔析过程就是电熔镁砂的熔炼 过程。我国电熔镁砂生产的原料主要是菱镁矿石,这些原料中包含有许多杂质,主要有SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3 等,由于不同物质的熔点是不同的,这就决定了熔炼电熔镁砂的方法采用的是排析法。根据原料中各杂质熔点的不 同,通过电弧的热量,不同成份的杂质会依次在各自熔点的温度熔化。随着在熔融过程中温度的提升,熔点低的杂质 就会首先熔化,向外迁移,温度不断的升高,杂质陆续的析出,这样就会使主体氧化镁的纯度越来越高。

在电熔镁砂熔炼过程中,依次经历了熔融、排析、提纯、结晶。如果原料中的含有较多的杂质(尤其是SiO2),会 在镁砂的提纯过程中受到一定的限制,从而会使熔块的理化性能受到一定程度的影响,因此我们要优先考虑选用纯度 较高的菱镁矿石作为熔炼的原料。熔化速度受到原料粒度的影响。在工业生产时一般在投料前,要先对矿石进行破碎 处理,粒度过大会导致降低熔化速度的降低,电耗量也会相应的增加,但是粒度过小,则杂质往往会在料层中间熔化 而结壳,这样杂质挥发逸出就会变得很难,熔块的质量和纯度就会在很大程度上受到影响。因此在电熔镁砂熔炼过程 中保持合适的料层厚度是非常关键的。料层薄,就会使进加料间隔时间缩短,操作时供电制度容易波动,易冒火。料 层过厚会导致料结壳,不利于杂质的逸出,因此,选择合理的原料、高水平的操作及合适的电热制度,这些都是熔炼 出合格的电熔镁砂产品至关重要的步骤。


图1 电熔镁砂生产工艺流程示意图


 
用电熔法生产电熔镁晶体的过程可以分为下面三个阶段:起炉、熔化和收尾。首先,起炉阶段:把一层菱镁矿在 炉底放,然后插入三根电极。再在电极间放入碳块,作为引弧材料,调整电极的位置起弧。起弧后等电流稳定以后就 可向电极附近加料,其中电弧会直接熔化一部分料,在电极下端形成熔池,另外一部分料落入熔池熔化,随着原料的 投入和熔化,熔池的高度会不断上升。因此在熔融过程中,电极要随熔池上涨而不断地调整上升。先前熔化的熔体逐 渐会因炉体的不断散热降温而冷凝结晶,此时熔坨在熔池形成啦。炉体内,靠近炉壳周边的原料不能熔化,这样起到 保温作用。随着熔融时间的延长,熔池不断上涨,等一直升到炉壳上口表面,此时熔融过程结束。停止供电。然后用 小车将熔毕的晶坨连同炉体一起拉离开熔融工位,让其自然冷却,然后出炉,人工破碎、分级。整个电熔镁砂熔炼过 程如图2.2所示。

电熔镁砂的熔炼过程是一个非常复杂的过程,受到许多因素的影响,不同的电热制度将生产出晶粒不同、纯度不 同的产品。在电熔镁炉初始起炉阶段,由于炉底有极少的导电性能好的液体炉料,这就导致电路的电阻比较大,进而 熔炼电流比较小,所以如果此时操作人员不能够谨慎细微的操作,一旦灭炉以后,再起炉就非常困难。随着炉底导电 液体炉料的不断增加,电路的电阻将逐渐变少,则熔炼电流将随之逐渐增大,一般在起炉后大约30至40分钟,电熔镁 炉就进入了正常的熔炼阶段,处于此阶段时,随着加入固体炉料的不断熔化,电熔镁炉炉底将形成稳定的熔池,其电 流也将逐渐稳定下来。在熔炼的过程中,需要操作人员不断地向炉内加入固体炉料,由于不断的加入的冷炉料会使得 炉内的电路电阻和热平衡发生变化,从而引起熔炼电流的急剧变化。同时,在熔炼过程中,由于受到外界的干扰,在 某一时刻电流值可能会变得异常的高,此时为防止变压器跳闸,保证熔炼的连续性,应采取紧急的保护措施。当电熔 镁炉处在降温阶段时,或者因为跳闸必须停止工作时,此时为保证熔炼的安全性,我们不要再触碰电极 镁质浇注料的配合比和性能 4月份镁质耐火原材料下游需求状况仍不容乐观 低水泥铝镁尖晶石轻质保温砖耐火浇注料性能 7月份部分耐火原材料价格走势汇总 耐火原料之烧结镁砂与电熔镁砂的性能特点 聚磷酸盐耐火浇注料的性能和制备工艺 提高烧成镁砖性能的途径及国标(GB) 极不能有任何动作。随着熔炼过程的进行,会有越来越多的炉料在炉内冷却下来,当炉料表面和炉口的距离达到20c m左右时,操作人员一般会进行停止一切操作。此时,操作人员停电,并从炉内将电极提出。

熔炼电熔镁砂的过程是氧化镁自身的致密化和纯化过程,其工艺关键是多晶的生成和熔体的建立。在电熔镁炉 中,来自电弧产生的高温使含镁量很高的的原料在炉中发生脱水、脱碳等物理化学过程并熔融。完全熔化的原料在电 熔镁炉加热停止后开始一系列多晶生长过程属于保守过程。根据stward提出的熟化效应,其熟化效应值得是大晶体逐 渐成长并分析,这是通过消耗微晶或者从母液中吸附热扩散原子来完成的。在这个过程开始的时候,结晶原料处于一 种液体状态,固体是通过在一个过冷熔体中的特定界面上凝固而开始生长的。当熔体中的某一部分的温度下降到熔点 左右时,该部位将会无规律的出现晶核,随着热量的散发过程的不断进行,晶核周围的固液界面不断向熔体中扩展, 在这个过程中晶体得以长大。所以,要想提高多纯度的晶体,就首先要提高熔体的纯度。在熔化物料的过程中,首先 熔化的是低熔点的杂质,MgO晶体并未熔,此时MgO构成多孔层,通过这些孔层低熔物有内向外渗透。

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