[发明专利]硅锆球制造技术

说明书

本发明涉及一种硅锆球的制造技术。具体地讲，本发明涉及一种在特殊设计制造的直流矿热炉中熔融锆英石并用空气喷吹制造硅锆球微珠的方法。

在研磨和抛光行业，硅锆球微珠具有特殊的用途，主要用于超细研磨和高速打磨的介质。用传统的陶瓷制作方法来生产硅锆球微珠是困难的，难以实现工业化生产。国外采用高温熔液高速气流喷吹成球的方法，制造出了硅锆球微珠，并得到实用。在我国，此项技术和产品还尚属空白。

本发明的目的，就是解决锆英石高温熔融技术和高速气流喷吹成球技术，提供一种工艺简便、稳定可靠、熔融和喷吹一次完成制作硅锆球的方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)用精选的锆英石作为原料，加入少许工业氧化铝作为助熔剂，氧化铝加入量＜10％。上述原料先经V形混料机充分混合，混合时加入0～5％的水，混合时间10～30分钟。

(2)直流矿热炉的内衬材料采用石墨块，底阳极与内衬相连接炉池深度是炉池内径的1～1.5倍，炉池内径是阴极石墨棒直径的2～3倍。电炉电流调节范围为0～4000A。

(3)高速空气流是由空压机产生的，喷嘴为扁形钢管，钢管直径为20～60mm，喷嘴口宽度为1～7mm，空压机空气压力为8～10Kg/cm²。

(4)开炉前，将石墨电极棒降至与炉池底部相接触的位置，在电极棒周围填加混合好的料，厚度为50～100mm。接通电源，起弧电流为1000～4000A，待起弧稳定后，均匀加料，一直将炉池装满为止。将电炉电流稳定在1800～2500A范围内，通过埋弧矿热来加热物料，控制电压档位以便尽量减少强烈的弧光出现。经30～60分钟的熔炼，物料全部熔化，立即喷球。

(5)喷球时，先将炉盖提起，再提起电极，打开空压机的放气阀。倾炉最好采用变频式，先快后慢，与料液流速相匹配。

(6)用此法生产的硅锆球，氧化锆含量为60～70％，氧化硅含量为28～33％，氧化铝含量为0～10％，球径分布为0～2.5mm，密度为3.96，熔点为1980～2680℃，强度为710N，硬度为7.2，颜色为灰白色，为微珠状实心球。

下面用实施例来阐明本发明：

(1)直流矿热炉的炉池内径和炉池深度为400mm，石墨电极棒直径为150mm，电炉变压器侧电压为70V，空压机空气压力为10Kg/cm²，喷嘴钢管直径为30mm，喷嘴口宽度为2mm。

(2)原料为精选锆英砂和工业氧化铝粉，粒度小于0.2mm。称重锆英砂240Kg和工业氧化铝20Kg，加水2600ml，用V形混料机混合20分钟，混合好的料放在炉前待用。

(3)将石墨电极棒降至与炉池底部相接触的位置，加料10Kg。接通电源，起弧电流为3000A。电流稳定后，均匀加料，一直将260Kg料加完。此时，电炉电流稳定在1800～2500A范围内。熔化40分钟左右后，物料全部熔化，料液从炉子上部电极棒周围不断冒出，强烈的弧光开始出现，这时，提起电极棒，立即倾炉喷球。所得产品为灰白色实心硅锆球，球径为0～2.5mm。