專利名稱：一種用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冶煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電熔白剛玉是一種生產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)，能有效提高材料的體積穩(wěn)定性和抗熱震性能，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、陶瓷、磨料、石化等行業(yè)。白剛玉是以工業(yè)氧化鋁為原料，于電弧爐中經(jīng)2000° C以上高溫熔煉后冷卻，然后經(jīng)粉碎整形，磁級(jí)去鐵，再用不同型號(hào)的篩機(jī)把粉碎后的白剛玉分成 各種號(hào)段。白剛玉的主要成分是Q-Al2O3，工業(yè)氧化鋁的成分主要是Y-Al2O3的混合物，呈白色松散的結(jié)晶粉末，由許多粒徑小于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(yè)氧化鋁粉熔化再結(jié)晶的過程，即Y-Al2O3在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)镃i-Al2O3的過程。這個(gè)過程也起到了一定的凈化提純作用，含有鈉鉀的β-Al2O3雜質(zhì)由于熔點(diǎn)低密度小，在熔塊冷卻結(jié)晶時(shí)偏析于熔塊的上中部，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(yán)重影響了白剛玉的耐火性能。電熔白剛玉冶煉工藝中采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(zhì)，造成白剛玉的百度下降。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，提高電熔白剛玉產(chǎn)品品質(zhì)，降低單位能耗。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多孔鼓泡裝置2、壓力盒5和供氣系統(tǒng)，所述多孔鼓泡裝置2設(shè)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(tǒng)相連通。所述的供氣系統(tǒng)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(nèi)部的底部，分布在電弧爐的電極3的死區(qū)。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(gòu)成貫通上下表面的透氣通孔4。所述的供氣系統(tǒng)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(zhì)組成。采用本實(shí)用新型的用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)的工作流程為在白剛玉精煉階段，電弧爐I內(nèi)部80%的氧化鋁呈熔融狀態(tài)。純度> 99. 2%的氧氣通過供氣系統(tǒng)的供氣中心管6進(jìn)入壓力盒5，通過與壓力盒5連通的多孔鼓泡裝置2內(nèi)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(jìn)入熔體之后，與熔體中的碳素和有機(jī)質(zhì)快速氧化反應(yīng)，使碳素和有機(jī)雜質(zhì)以CO和CO2的形式溢出。同時(shí)，氧化反應(yīng)放出的熱量大大節(jié)省了電弧爐I的電能消耗，隨著氧氣的通入，氧化鋁全部變?yōu)槿廴跔顟B(tài)。白剛玉的熔點(diǎn)高達(dá)2050° C，含氧化鋁很多的熔體冷卻時(shí)，剛玉最先結(jié)晶出來，而把含雜質(zhì)較多的爐液排擠到爐內(nèi)溫度較高的液體中上部分。電弧爐通入氣體之后，熔體具有了良好的流動(dòng)性，其成分和溫度變得均勻，促進(jìn)了各部位渣狀和氣體雜質(zhì)的偏析和β -Al2O3雜質(zhì)結(jié)晶的集中。氧氣泡在攪動(dòng)白剛玉熔體的過程中，也與熔體中的碳素等有色雜質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)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(zhì)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(tǒng)工藝設(shè)備大大縮短了精煉階段的時(shí)間，節(jié)省了電能。該實(shí)用新型在傳統(tǒng)的電弧爐上，添加純氧鼓泡系統(tǒng)，通過多孔鼓泡裝置鼓入純度^ 99. 2%的氧氣氣泡進(jìn)入爐液中，可促進(jìn)白剛玉中雜質(zhì)的集中，去除白剛玉中的碳素，提高 白剛玉的純度及品質(zhì)。同時(shí)，由于氧氣與雜質(zhì)氧化反應(yīng)放出熱量，反應(yīng)熱又可作精煉階段能量，從而大大縮短了冶煉周期，節(jié)省了電能。

圖I為純氧鼓泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(biāo)號(hào)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(shí)施方式
如圖I和2所示，本實(shí)用新型的用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，包括多孔鼓泡裝置2、壓力盒5和供氣系統(tǒng)，所述多孔鼓泡裝置2設(shè)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(tǒng)相連通。所述的供氣系統(tǒng)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(nèi)部的底部，分布在電弧爐的電極3的死區(qū)，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(gòu)成貫通上下表面的透氣通孔4。所述的供氣系統(tǒng)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(zhì)組成。在白剛玉精煉階段，電弧爐I內(nèi)部80%的氧化鋁呈熔融狀態(tài)。純度> 99. 2%的氧氣通過供氣系統(tǒng)的供氣中心管6進(jìn)入壓力盒5，通過與壓力盒5連通的多孔鼓泡裝置2內(nèi)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(jìn)入熔體之后，與熔體中的碳素和有機(jī)質(zhì)快速氧化反應(yīng)，使碳素和有機(jī)雜質(zhì)以CO和CO2的形式溢出。同時(shí)，氧化反應(yīng)放出的熱量大大節(jié)省了電弧爐I的電能消耗，隨著氧氣的通入，氧化鋁全部變?yōu)槿廴跔顟B(tài)。本系統(tǒng)經(jīng)過車間試驗(yàn)，在加入爐料后爐溫升高至1600° C時(shí)，爐內(nèi)電極周圍出現(xiàn)熔融狀液體，爐內(nèi)通入氧氣后爐溫短時(shí)間內(nèi)升高至2100° C，并維持穩(wěn)定的爐溫。
權(quán)利要求1.一種用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括多孔鼓泡裝置(2)、壓力盒(5)和供氣系統(tǒng)，所述多孔鼓泡裝置(2)設(shè)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(tǒng)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，其特征在于所述的供氣系統(tǒng)是由供氣中心管(6)供氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，其特征在于所述的多孔鼓泡裝置(2)安裝在電弧爐(I)內(nèi)部的底部，分布在電弧爐的電極(3)的死區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，其特征在于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(gòu)成貫通上下表面的透氣通孔(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，其特征在于所述的供氣系統(tǒng)提供純度> 99. 2%的氧氣。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電熔白剛玉冶煉的純氧鼓泡系統(tǒng)，包括多孔鼓泡裝置、壓力盒和供氣系統(tǒng)，多孔鼓泡裝置設(shè)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(tǒng)相連通，供氣系統(tǒng)是由供氣中心管供氣，多孔鼓泡裝置安裝在電弧爐內(nèi)部的底部，分布在電極的死區(qū)。在白剛玉精煉階段，該純氧鼓泡系統(tǒng)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(shí)用新型在傳統(tǒng)的電弧爐上，添加純氧鼓泡系統(tǒng)，可促進(jìn)白剛玉中雜質(zhì)的集中，去除白剛玉中的碳素，提高白剛玉的純度及品質(zhì)。同時(shí)，由于氧氣與雜質(zhì)氧化反應(yīng)放出熱量，反應(yīng)熱又可作精煉階段能量，從而大大縮短了冶煉周期，節(jié)省了電能。
文檔編號(hào)C01F7/02GK202766307SQ20122040206
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者陳孝通, 李保昌, 劉玉榮, 張永勝, 劉翔, 侯建強(qiáng), 王兆駿, 秦書廣 申請(qǐng)人:鄭州瑞氣氣體有限公司