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熔融氧化铝(电熔锆刚玉砖)的熔炼过程

发布时间:2016-07-01 09:25 文章来自:http://www.zztynh.com/ 作者:天阳耐火
熔融氧化铝(电熔锆刚玉砖)是以煅烧氧化铝为原料时,由于无须还原除杂,故不需要加入还原剂及铁屑等,例如电熔锆刚玉砖的熔炼。以铝矾土为原料熔炼刚玉时,通常有还原熔炼和氧化精炼两个过程。

一、熔融氧化铝(电熔锆刚玉砖)的还原熔炼期:
在还原熔炼期时,Fe2O3、SiO2和TiO2的还原反应如下:
1、Fe2O3的还原:
3Fe2O3+C→2Fe3O4+CO↑
Fe3O4+C→3FeO+CO↑
FeO+C→Fe+CO↑

2、SiO2的还原:当氧化铁被还原到一定低的浓度时,SiO2开始被还原,并有熔体中的金属铁参与还原反应:
SiO2+Fe+2C→FeSi+2CO↑
另有一部分SiO2与碳直接反应生成气态SiO或Si挥发逸出:
SiO2+C→SiO↑+CO↑
SiO+C→Si↑+CO↑

3、TiO2的还原:Fe2O3和SiO2还原结束后,TiO2开始被还原。钛的氧化物在铝矾土中可能存在的形式有TiO2、TiO3、Ti2O3、和Ti4O3等,其中以Ti2O3和TiO2最为稳定。氧化钛不能直接被还原为金属钛,而是生成TiC:
TiO2+3C→TiC+CO↑
Ti2O3+5C→2TiC+3CO↑
在金属铁参与下TiC发生分解,并生成钛铁合金沉淀到炉底:
TiO2+2C+3Fe→Fe3Ti↓+2CO↑
Ti2O3+3C+6Fe→2Fe3Ti↓+3CO↑

以上信息可见,Fe2O3、SiO2和TiO2的还原反应有先后之分,而且发生还原的温度也不同。因此在还原精炼期,各种原材料不能混合分批加入。

二、熔融氧化铝(电熔锆刚玉砖)的氧化精炼期:
熔融氧化铝的还原熔炼期结束后,就直接进入氧化精炼期。氧化铝精炼期主要是刚玉的脱碳精炼,即将熔体中的残炭或已生成碳化物中的碳氧化成CO气体而排除。其主要措施一是吹氧脱碳,二是加脱碳剂(铁鳞)脱碳。

1、吹氧脱碳:
2C+O2→2CO↑
2Al4C3+9O2→4Al2O3+6CO↑

2、脱碳剂脱碳:
3C+ Fe2O3→2Fe↓+3CO↑
C+FeO→Fe↓+CO↑
Al4C3+ 3Fe2O3→2Al2O3+3CO↑+ 6Fe↓
Al4C3+ 9FeO→2Al2O3+3CO↑+ 9Fe↓
电熔锆刚玉砖