[发明专利]高钙电熔镁砂的制备方法

说明书

本发明是关于用轻烧氧化镁(苦土)和适量的氧化钙(生石灰)为原料制备电熔镁砂的一种方法。

国内外制备电熔镁砂，多数采用以菱镁矿石为原料，在电弧炉中熔炼的方法。少数以卤水为原料制备电熔镁砂，其工艺复杂，设备易腐蚀，成本高，产量不大。该方法与本发明关系不大，故不予详述。以菱镁矿石为原料制备电熔镁砂的工艺过程是，将优质菱镁矿石(氧化镁含量＞46％)破碎成1～4公分的小块，放在电弧炉中分解、熔炼，物料熔融后出炉保温、冷却即得电熔镁砂。该方法的不足之处是，要求使用优质菱镁矿石，原料来源困难，能源及材料消耗高(吨产品耗电3700～3800千瓦/小时，耗石墨电极65千克)，熔炼周期长(12小时/炉)，产品质量档次低，经济效益不好，多数企业处于亏损状态。更重要的是，由于这种产品中氧化钙(CaO)与二氧化硅(SiO₂)的克分子比(以下简称钙硅比)一般都小于1，因此用其制造的电熔镁砖荷软点只能在1680～1700℃之间，耐高温性能较差。

本发明的目的是，提供以轻烧氧化镁和适量的氧化钙为原料制备高钙电熔镁砂的一种方法。

本发明解决的技术关键是，向轻烧氧化镁中加入适量的氧化钙，以大幅度提高电熔镁砂中的钙硅比，改变岩相结构，从而提高产品的耐高温性能。电熔可采用现行电熔镁砂技术条件，即操作电压80～85伏，操作电流5500～6000安，电极直径200～300毫米，熔炼温度2700～2900℃。

高钙电熔镁砂的具体制备方法是：

一、原料

名  称                 成份及质量指标  轻烧氧化镁             氧化镁(MgO)≥94％

                     氧化钙(CaO)1～1.2％

                     二氧化硅(SiO₂)≤0.7％

                     三氧化二铁(Fe₂O₃)≤0.5％

                     灼  减≤2.5％

氧化钙               氧化钙(CaO)＞95％

二、技术配方

轻烧氧化镁与氧化钙的重量比为1000∶2～4。

三、制备工艺

制备工艺由混料、成球、熔炼和保温冷却四道工序组成。

1、混料

按技术配方分别称量轻烧氧化镁和氧化钙，投入混料机中将其搅拌均匀，配成粉料，待成球。

2、成球

在不断搅拌条件下，向混合均匀的粉料中均匀地喷洒粉料重量15～20％的水，用制球机将粉料制成直径为30～60毫米的料球，待熔炼。

3、熔炼

将料球与粉料依次交替分层投入电弧炉中，通电使物料熔融，时间为7小时。

4、保温冷却

将熔炼的高钙电熔镁砂坨吊至电弧炉外，进行保温冷却(一般需要90～100小时)即可得到高钙电熔镁砂。

加粉料的目的是，可根据需要更灵活地调整产品中的钙硅比。料球与粉料的重量比以7∶3～4为宜。亦可不加粉料，完全用料球熔炼。

试验结果表明：可用5毫米以下粒状优质菱镁矿石(含氧化镁＞46％)和同样粒度的优质石灰石(含碳酸钙＞95％)代替轻烧氧化镁和氧化钙，直接在电弧炉中分解、熔融制备高钙电熔镁砂。关键是要确保产品的钙硅比及其它规定指标。

用本制备工艺生产的高钙电熔镁砂，达到如下技术指标：

氧化镁(MgO)≥97％

氧化钙(CaO)1.1～1.5％

二氧化硅(SiO₂)≤0.6％

三氧化二铁(Fe₂O₃)＜0.5％

灼  减≤0.25％

钙硅比为1.8～2.5    

用这种高钙电熔镁砂制造的电熔镁砖的荷软点为1750℃，比现有电熔镁砖提高50～80℃。

高钙电熔镁砂主要原料及能源消耗如下(以吨产品计)

轻烧氧化镁    1.8吨/吨产品

氧化钙        2～4千克/吨产品

电            2800千瓦小时/吨产品

电极          45千克/吨产品

每炉高钙电熔镁砂的熔炼时间(7小时)比电熔镁砂现行工艺的熔炼时间缩短5个小时。

本发明的优点是，工艺简单，流程短，容易操作。能源及电极消耗低，熔炼周期短，产品档次高。

按说明书第五部分的说明，经混料、成球、熔炼、保温冷却即可实施本发明。