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生产工艺

刚玉的主要原料为高铝矾土,其Al₂O₃含量直接影响产品纯度,辅料包括炭素材料(如无烟煤或石油焦)作为还原剂,要求固定碳含量高,挥发分和灰分低以减少气体干扰。以及铁屑作为澄清剂,用于促进杂质分离
冶炼原理与化学反应
冶炼基于铝对氧的亲和力强于铁、硅、钛的特性,通过控制还原剂实现杂质选择性还原。
主要反应:在1800–2250℃高温下,杂质氧化物被碳还原为金属或气体,如SiO₂与碳生成硅铁合金(FeSi)沉淀,TiO₂部分还原为TiC或Fe₃Ti,而Al₂O₃保持稳定。
温度控制:熔液温度需维持在2050℃以上以确保充分反应,电能分配包括电弧热(熔化炉料)和电阻热(提升熔液温度)。
生产工艺步骤
混合料加入电弧炉,在2250–2300℃高温下熔融。熔炼过程分为四个阶段,全程在电弧炉中进行:
开炉阶段:预热炉体,电极起弧,形成初始熔池,准备初始炉料。
熔炼阶段:(占80%以上时间)炉料熔化成液态,杂质还原为硅铁合金并与刚玉熔液分离。
控制阶段:通过电流、电压调整炉况,确保反应充分,防止炉况波动,必要时敞弧排气去除SiO₂气体。
精炼阶段:使杂质完全还原,硅铁合金沉淀聚集,熔液成分均一,最终倾倒熔液冷却结晶。