登封市奥凯喷砂磨料有限公司

白刚玉是以工业氧化铝粉为原料，经高温熔炼而成。呈白色，硬度比棕刚玉略高，韧性稍低。用其制作的磨具适用于高碳钢、高速钢和淬火钢等的磨削。也可研磨抛光材料，还可作精密铸造型砂、喷涂材料、化工触媒、特种陶瓷、耐火材料等。

四、冶炼工艺：

    其冶炼工艺与棕刚玉大同小异，都是在电弧炉上进行，电弧炉有单相和三相之分，常用的还是三相。电炉变压器容量在1000—10000千伏安。

    电弧炉炉体：生产工艺按炉体结构可分为三种：熔块炉、倾倒炉、流放炉。

    白刚玉炉的炉衬,不仅要有良好的绝热性能而且透气性要好,或者有专门的通气孔孔道,否则各种受热炉气会穿入熔液而后逸出,形成熔液”放炮”。

    白刚玉炉体分两种，一种是有衬，一般要求是烧结制品；另一种是无衬的，只有一个钢制的圆锥体。无炉衬的修筑简便，但热损失大，经测定无炉衬的热损失占产品能耗的24%以上。而有衬的热损失4%左右。

    1、电熔白刚玉的生产：

       电熔白刚玉是以工业氧化铝粉为原料，基本上是工业氧化铝粉熔化后冷却再结晶而成的白色熔块，电熔后的氧化铝的成分99%以上。原料工业氧化铝含量98.5%以上，冶炼过程虽然有排出杂质的过程，但排除有限。只是由于杂质熔点的不同，被富集在熔块的上部，冷却后，通过选料而除去，使产品氧化铝含量达99%以上。其杂质是少量的**、氧化硅和微量的氧化铁杂质。

2、白刚玉冶炼工艺过程：

  1）开炉阶段：开炉前首先要做好开炉前的一切准备工作，即连接电极、调节电极长度。开炉时要摆放好起弧物，白刚玉起弧还有“纸筒法”、“碳棒法”、“木炭法”三种，然后送电起弧。当电极起弧后待电流升到负荷的20%---50%时，就可在弧光区加少量料压住弧光，待电流升到80%，就可以加料进入熔炼阶段。

  2）冶炼阶段：熔炼分为焖炉法（厚料层）和敞炉法（薄料层）。

焖炉法特点是料层厚，在冶炼大部分时间内弧光完全被料层所覆盖。电炉容量大小不同，料层厚度有差异，变压器容量为1800—2500KVA的电炉，冶炼初期料层厚度一般在600—1000mm左右，中间一般采用间歇式加料，即哪里下沉就加到哪里，定期焖炉。后期料层逐渐减薄。

敞炉法的特点是料层薄，弧光暴露在外的时间较长。熔炼期采取分批定期投料，料层厚度一般在300mm左右。

这两种方法各有优缺点，敞炉法的刚玉质量较均匀，但耗电量较高，生产效率较低。

熔炼阶段约占全部冶炼时间的80%以上，这个阶段使炉料熔化成液态，杂质进行还原，生成低熔点物质并和刚玉熔液分离。

白刚玉冶炼采用薄料层时，经常跑弧光为主，料层厚度一般在150—200mm。它的优点是产品色泽较白，杂质β-Al2O3偏析较好。但热损失大，熔炼时间较长。厚料层熔炼中弧光被料层覆盖时间较长，只间断性跑弧光。这种工艺适用于大功率电炉，尤其是无炉衬电炉，其优点是热利用率高，熔炼时间短，便于机械加料。不足之处是产品色泽差，β-Al2O3偏析稍差。

 在熔炼中，应注意防止和消除各种反常现象，如串炉、放炮、抠炉衬等，促使铝氧粉较好、较快地熔化。
　　熔炼期采用工作电压和额定功率输入，按正常速度投料，电炉处于工作状态。有恒定功率的自动控制装置和定量给料设备。
　　未熔化好的炉料可以做冶炼的回收料，但必须经过严格的磁选，因为白刚玉严禁含铁物质渗入炉料内。回收料的块度不宜过大，以10mm左右较好。回收料在熔炼中期加入。此时炉缸热量较大，回收料容易钝化。因为电弧受电磁力的作用，常常漂移在电极外侧，所以可将回收料加载电极外围。
　　熔炼期的操作主要是观察料层的厚度和熔化面积。料层厚度和熔化面积可以用细铁棍插入探测。如果投料速度符合计算值，料层厚薄符合工艺规定，熔化面积扩大到炉壁，液面平稳，电流摆动幅度不大，标志熔炼操作正常。
　　熔炼期需多长时间，决定于输入功率及炉缸大小。它有一条原则，即按工艺要求投完料为止，以充分发挥设备的生产能力。停止加料就是熔炼期结束。

   3）控制阶段：控制就是在一定的时期内，基本上停止加料，使熔化面积向外扩大。熔炼期如果炉况控制的好，熔液就缓慢上升，整个料面就均匀下降，料下得多，熔化就快，即可获得较好的效果。在此期间使用较低电压、功率、限度地提高液面温度，使液面形成“红盖”，此时可以结束控制。

    4）精炼阶段：精炼是一个阶段，目的是完成质量要求。尤其对刚玉色泽和β-Al2O3结晶偏析有决定性的影响。因此，要有充分的冶炼时间，使剩余的炉料尽量熔化和使其中的碳素挥发。原则上电炉表面全面红盖后，再熔炼20到30分钟为宜。

       除了有足够的时间外，还要是熔液有足够高的温度保持液面平稳而缓慢的冷却，以便于杂质偏析，应采用逐渐减小电流，缓慢停炉的方法。

    3、负荷控制：

   白刚玉冶炼的电流波动幅度不大的原因，一是原料较纯，粘度较小；二是无还原反应。要使熔液的电阻稳定，电流摆动不大，只要结合炉况按负荷曲线保证额定功率的输入即可，如出现反常现象可根据情况采取停电或其它应变措施如下：

   1）二次电压：白刚玉采用146伏，3000—4800A电流，这样可以提高熔化速度，获得较好的技术经济效果。

   2）采用优质和直径较小的电极：一般用φ200~250mm。

   3）电极与炉壁的距离较大：如1250KVA白刚玉炉边距为660mm左右。

   4）熔块炉炉缸较深，倾倒炉炉缸较浅

   5）注意炉底和炉衬材料：修砌白刚玉熔块炉炉底、炉圈和炉衬应采用石墨制品或经过烧成的优质碳素材料制品，否则容易引起严重的增碳。

  4、电熔白刚玉在生产过程中遇到的常见问题：

   1）串炉 ：

      特征：熔液在固体粉状料内来回急速流动，搅起大量铝氧粉，有时造成断弧，一般发生在开炉后10h内。 
            造成原因：边部料层较厚，炉底熔化面小，加料不匀，导致受热不均，某一部位熔液和炉壁接触或炉内气压大时，熔液喷出而大量冷料流入。 
            解决措施：前几小时采用较低电压，扩大熔化面，增加液量；严重时将硬块打碎，平整炉料，彻底处理。

       2）放炮 
            特征：炉内突然轰响，喷出大量热气，火团，无炉衬时，放炮处炉壳发红，严重时造成漏炉。 
            造成原因：炉底，炉衬潮湿，原料潮湿，外界水浸入，料层过厚，操作不当，造成炉内气压过大。 
            解决措施：防止炉底潮湿；控制原料水分；加强操作，保证料层均匀；无衬炉加大冷却水量；及时处理，打碎凝结块，平整炉料； 
       3）断弧 
           特征：无电流显示，炉内无响声，电极间无闪光。 
           造成原因：起弧棒固定不好，位移取棒太早，熔液少；加料太快，铝氧浸入遮断电流通路，串炉反应形成硬块，电极下落受阻。 
           解决措施：做好起弧前检查；炉况较稳定后再捞碳棒；注意加料速度；串炉时勤活动电极；重新起弧。 
       4）“抠炉衬” 
             特征：熔液和炉衬反应，熔液翻腾跃过料层，严重时，加料难以压住，甚至出现漏炉事故。 
             造成原因：操作不当，加料不均或不适，电极外侧料层过薄，电极距炉壁太近，电压过低等。 
             解决措施：在电极外侧加入白刚玉乏料，粒度20—40mm；调整电压或电极距离；减小电流，降低输入功率，加大冷却水量；必要时停炉处理。

  5、白刚玉的碎选：

     白刚玉浇水冷却的水要清洁，否则会影响刚玉的质量和色泽。

     白刚玉熔块上部一般为疏松多孔结构，杂质含量较高；中心和下部为致密的大块和颗粒状结构，杂质含量较低。刚玉块擂碎后，要经过外观进行人工分选。根据氧化铝的含量进行分级。

   四、白刚玉与棕刚玉冶炼不同点：

　　倾倒法生产白刚玉，炉衬修筑材料一般采用白刚玉砂或铝氧粉。接包分无衬接包和有衬接包。无衬接包要强制水冷，有衬一般采用石墨或白刚玉耐火制品作包衬。

熔块法生产白刚玉，炉衬要求有良好的绝热性能，且透气性好，炉体分有衬和无衬两种。有衬一般要求采用烧结制品，无衬热损耗较大，一般占产品能耗的24%以上，有衬热损仅占4%左右。、

   五、棕刚玉和电熔白刚玉的加工：

       无论是烧结法或电熔法生产的刚玉都是大块料，必须经过破粉碎加工。首先用电磁重锤冲击砸碎，再经过颚式破碎机进行粗碎成50—250mm块度；再经颚式破碎机和圆锥破碎机破成粒度20—50mm；粉碎的机械通常有以下几种：对辊机粉碎法、带筛球磨机粉碎法、无介质磨矿粉碎法、棒磨机粉碎法和巴马克设备粉碎法。细磨法：各种球磨机、雷蒙磨、气流粉碎机等。