[发明专利]一种生产高纯电熔镁砂的添加剂

说明书

【技术领域】

本发明涉及耐火材料生产技术领域，具体的说，是一种生产高纯电熔镁砂的添加剂。

【背景技术】

现有的高纯电熔镁砂熔炼大多直接采用天然菱镁矿石或者轻烧氧化镁直接在三相电弧炉中进行熔炼，熔炼时间长，原料利用率低且环境污染严重。生产的电熔镁砂纯度大多低于98％，杂质含量高，特别是SiO₂，Fe₂O₃，CaO，A1₂O₃等含量高，而且产品颜色大多不是纯白透明，不同程度地出现黄色，褐色和绿色等，达不到特定领域的使用要求。

根据国家标准YB/T5266-2004，电熔镁砂具体理化性质如表1所示。电熔镁砂主要成分的化学成分和性质见表2。

大结晶电熔镁砂外观为透明晶体，在电熔镁领域中为高科技产品，被应用在冶金航天工业，核工业及远红外接收器，超导材料的基片材料，高温窥视镜等诸多领域。

表1电熔镁砂产品理化性质，国家标准YB/T5266-2004

表2电熔镁砂主要成分的化学成分和性质

目前在电熔镁砂熔炼过程中，现有的工艺十分简单。为了得到纯度更高，晶粒尺寸更大更透明的大结晶电熔镁砂，大多数工艺路线只是不断地提高电熔时间，延长保温时间等。这样做不仅需要消耗更多的能量，同时需要投入更多的人力、物力，甚至在长时间熔炼过程中也会产生更多的CO₂和粉尘污染环境。目前，国内外已有研究表明，适当地添加一些物质可以有效地降低电熔物体系熔点，更好地促进熔融和晶粒长大，也有一些添加剂问世。但是他们大多为焦炭，昂贵的稀土镱铈镁合金，镁屑镁条，氟化钙，氟化镁，氯化镁，氯化钙，氟硅酸钙，碳酸钠，过氧化钠和过氧化钙等。然而，这些添加剂组合没有严格控制外来元素的引入，而且一些添加剂的作用只是集中在降低体系熔点，并没有针对性地去除杂质，反而引起诸如钠，钙，硅等元素的含量增加和富集，使得Ca/Si比值下降，没有达到一般工业应用大于2的要求。而且稀土镱钽铈钐镁合金需要用稀土氧化物进行制备，工艺复杂，合金杂质含量没有严格控制且成本较高。而本发明的主要解决的问题就是用简单的氧化物组合添加剂使得生产出来的电熔镁砂纯度高，晶粒尺寸大而透明，而且耗能少，污染少，电熔时间短，有效的提高了原料的利用率，同时达到了节能减排，降低成本提高收益的效果。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产高纯电熔镁砂的添加剂；严格控制添加剂外来元素的引入量，根据原料中杂质的含量和分布选择相对应的添加剂成分，进行有针对性地除杂，使得SiO₂，Fe₂O₃，CaO，A1₂O₃的含量极大地降低，同时提高Ca/Si的比值，达到大于2，甚至有时可以大于7；选取一些相对便宜，制备或者购买容易的化合物来进行组合；添加剂在除杂的同时，能够降低体系熔点，提高在熔炼中电弧的稳定性，提高电流效率，能够在有效地除去杂质提高镁砂纯度的同时，降低熔炼时间达到节能减排，减少污染的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种生产高纯电熔镁砂的添加剂，主要成分为高纯石墨粉，稀土氧化物和氧化钛，其特征在于，高纯石墨粉添加质量为氧化镁质量的0.5～5％；稀土氧化物添加质量为氧化镁质量的0.01～0.5％；氧化钛添加质量为氧化镁质量的0.1～5％；

所述的稀土氧化物为氧化镧，氧化铈中的一种或者几种组合。

所述的稀土氧化物为氧化镧。

所述的稀土氧化物为氧化铈。

所述的高纯石墨粉添加质量为氧化镁质量的1～2.5％。

所述的稀土氧化物添加质量为氧化镁质量的0.1～0.2％。

所述的氧化钛添加质量为氧化镁质量的2.5～3.5％。

所述的高纯石墨粉，氧化钐，氧化钇等稀土氧化物组合和氧化锆均为高纯试剂。

所述的添加剂各种成分的添加顺序是不一样的。高纯石墨粉是直接和原料氧化镁用球磨机进行均匀混合；氧化锆是在填料的时候进行分层洒料，洒料之后用重物压实料堆24小时以上；氧化钐，氧化钇等稀土氧化物组合是在熔炼过程中第一次加料的时候撒入熔池中的。