Спосіб виготовлення плавленого корунду в електродуговій печі

Винахід відноситься до промисловості вогнетривких матеріалів і може бути застосовано у виробництві високовогнетривких корундо-містивних вогнетривів для різних місць застосування. Відомо отримання вогнетривких матеріалів шляхом плавлення вихідних речовин в електродугових печах різних типів і потужності. Плавлення в електродугових печах періодичним процесом, який складається із основних операцій: подача шихти чи суміш в ванну печі, розпал з використанням коксу або кусків графіту з отриманням деякої кількості електропровідного розплаву, а далі рівномірна подача матеріалу в процесі плавки і його розллавлення/ К.К. Стрелов. Теоретичні основи технології вогнетривких матеріалів. Й: Металургія, 1985. С. 123 - 126/. Одним із основних недоліків при отриманні плавлених матеріалів в електродуговій печі є наявність контакту графітірованих електродів з розплавом, що веде до науглерожування розплаву, виникнення углеродомістивних сполук, зниженню експлуатаційних властивостей плавленого вогнетривкого матеріалу. Найбільш близьким по технічній сутності і досягнутому наслідку є спосіб виготовлення плавленого корунду, включаючий завантаження глинозему із вмістом 30 - 40% a - Al2O2, плавлення з зануреними у розплав електродами, при напрузі 120 - 125В. /О.Н. Попов, П.Т. Рыбалин, В.А. Соколов и др. "Производство и применение плавленолитых огнеупоров". М.: Металлургия. 1985. с.59/. Але недоліком цього способу є наявність в плавленому корунді вуглеводу і сполук вміщуючих вуглевод: оксікарбідів алюмінію. В наступному при застосуванні цього корунду у виробах, які використовуються у скловарних печах є вихід газів, які приводять до збільшення браку скла /пузир, шліфний камінь та інше/. В основу винаходу поставлено завдання створення способу виготовлення плавленого корунду в електродуговій печі, в якому процес плавлення ведуть при напрузі 194В і в початковий період плавки процес плавлення ведуть з зануреними у розплав електродами з використанням 5 – 15% глинозему зі змістом 85 - 90% a - АІ 2О3, а після утворення розплаву процес плавлення ведуть без контакту електродів з розплавом з наступною подачею решти глинозему із вмістом a - АІ 2О3 30 - 40%, забезпечся прискорення процесу плавлення, отриманню плавленого корунду без вуглеводу, внаслідок чого збільшуються експлуатаційні властивості плавлених вогнетривких матеріалів. Поставлена завдання вирішується тим, що спосіб виготовлення плавленого корунду в електродуговій печі включає завантаження глинозему з кількістю 30 - 40% a - АІ 2О3, плавлення з зануреними в розплав електродами при напрузі 120 - 125В. 3гідно винаходу процес плавлення ведуть з напругою 194В при використанні в початковий період плавки 5 - 15% глинозему з кількістю 85 - 95% - a - АІ 2О3, але після утворення розплаву процес плавлення ведуть без контакту електродів з розплавом з послідовною подачею зоставшийся частини глинозему з кількістю 30 - 40% - a - АІ 2О3. Особливістю запропонованого способу є застосування більш високої напруги /194В/ і поєднання в процесі плавки глинозему з кількістю 85 - 95% a - АІ 2О3 і глинозему з кількістю 30 - 40% АІ 2О3, наявність контакту електродів з розплавом в початковий період плавки і послідовно ведення процесу плавки без контакту електродів з розплавом. При проведенні плавок по прототипу тривалий контакт електродів і розплаву з часом плавки корунда, в зв'язку з наявністю відповідної атмосфери, спричиняє набуванню нижчих окисів АІ 2О3 і АІО та їх випарювання з розплаву у вигляді газової фази, що з глиноземом спричиняє утворенню оксикарбідів алюмінію /АІ 4О4С і АІ 2ОС/, які знижують якість оксикарбідів алюмінію. Запропонований спосіб одержання плавленого корунду дозволяє знизити витрату сировинних матеріалів, виключає утворення оксікарбідів алюмінію, не мати в плавленому корунді вуглеводу, значно знизити витрату електроенергії, електродів, тобто знизити вартість плавленого корунду і покращити його якість. Приклади. На дослідному виробництві УкрНДІВ на електродуговій печі типу ОКБ-514 проведені дослідні плавки з використанням технологічних і електричних режимів прототипу і запропонованих. Із даних, приведених в таблиці, випливає, що використання запропонованого способу дозволить збільшити вихід плавленого корунду з 83,8 % до 90,4 - 91,8% від кількості поданого на плавку глинозему, знизити питому витрату електроенергії з 1595 до 1435 - 1456кВт/год, знизити питому витрату електродів з 23,3кг до 3,5 - 3,8кг на тонну плавленого корунду, знизити тривалість плавки з 10,2 години до 5,2 - 5,4 години. Одержаний плавлений корунд має більш високий вміст АІ 2О3 /99,39 - 99,40%/, ніж плавлений корунд по прототипу /98,54%/ і не утримує вуглеводу і оксікарбідів алюмінію. Гаданий винахід намічено до впровадження на дослідному виробництві УкрНДІВ в 1998 - 1999p.p. Таблиця Назва показників Прототип 1 1. Завантаження всього глинозему із вмістом 30 - 40% a - АІ 2О3 2. Завантаження 15 % глинозему із вмістом 85 - 95% a - АІ 2О3 3, Завантаження решти глинозему /85 – 95%/ із вмістом 30 - 40% a - АІ 2О3 4. Контакт електродів з розплавом протягом плавки 5. Відсутність контакту електродів з розплавом після його викнення 6. Напруга при проведенні плавки, В 7. Одержано плавного корунду, кг 2 + + 125 1173 Пропонуємий 1 2 3 4 + + + + + + 194 194 1285 1266 8. Втрати безповоротні, кг ,% 9. Питоме витрата на 1т плавленого корунду: електроенергії, кВт/год електродів, кг 10. Тривалість плавки, годин 11. Вміст у плавленому корунді, % АІ 2О3 Fe2O3 С оксікарбідів алюмінію 227 16,2 115 8,2 134 9,4 1595 23,3 10,2 1435 3,5 5,2 1456 3,8 5,4 98,54 0,15 0,06 2,9 99,42 0,07 немає немає 99,4 30,08 немає немає