棕刚玉冶炼工艺（一） 冶炼方法：刚玉冶炼一般有三种方法：1． 流放发：连续生产，自动化程度高，但投资大，结构复杂，适合于大功率冶炼。

2． 倾倒法：连续生产，机械化程度高，投资较小，生产效率好，目前使用普遍的一种方法。

3． 固定法（熔块法）：间断生产，机械化程度低，但投资小，设备简单，工艺方便，是目前小型磨料厂进行刚玉冶炼的主要方法。

棕刚玉倾倒法和熔块法工艺比较 项目 倾倒法熔块法 备注 技术指标单位耗电（kwh/t ）25402820电炉容量均为：2400KVA 小时产量（kg/h ） 1050 880 单位料耗(t/t) 1.4 2.4晶体结构（％） 单晶体 25.8458.83分析样品：26＃紧密集合体12.18 20.14集合体62.18 21.03 晶体尺寸（μm ） 200～400 600～1000抗破碎性能（%） 66.063.0矿相分析（％） 物理刚玉94.56 94.03 玻璃质2.36 1.29钛矿物1.81 1.19六铝酸钙1.092.58铁合金0.66 0.91（二） 工艺特点和方法： 棕刚玉冶炼工艺特点及方法 项目 内容工艺 特点 ①炉液温度＞2050℃。

②炉内炉料层次：上固态层，中半熔层，下熔融层。

③炉内电能分配：电弧热，电阻热。

④冶炼过程，通过控制功率、配料比和料层厚度，来随时保证熔液深度和熔化面积。

工艺方法焖炉法（埋弧法） 特点：①料层厚，容量为1800～2500KVA的炉子，初期厚度一般为600～1000mm 左右；1000KVA 以下的炉子，初期厚度一般为400～600mm 左右。

②粒度较大。

③弧光被料层完全覆盖。

优点：①热利用率高。

②电极和炉衬损耗小，炉体上部设备受高温辐射的程度小。

③减小了辐射热对工人的危害。

缺点：①固定炉回收料多，原料消耗增加，劳动量大（对倾倒炉作业影响不大）。

②小时投料量大，操作不当，熔液熔化速度较快，热源中心上移，熔池面积小。

③易引起喷炉。

④固定炉易产生刚玉和硅铁混杂或熔块各部位质量不均现象。

敞炉法（明弧法）特点：料层薄，粒度细，弧光外露时间长，料层厚度一般在300mm 。

优点：①炉料利用率高。

②熔池温度高，熔化面积大。

③熔液粘度小，硅铁合金易集中分离，熔块质量均匀。

缺点：①热利用率低。

②冶炼时间长，生产效率低。

③炉衬和电极氧化快，部分设备常处于高温辐射区，影响寿命。

④炉前环境较差。

（三） 工艺参数：表1、棕刚玉冶炼炉工艺参数示例 序号 参数名称 单位 倾倒法熔块法 1 变压器功率 KVA 30025002 常用二次电压 V 146 ~126148，138，121 3 常用二次电流 A 10000 ~ 15000 7000～10000 4 石墨电极直径 mm 400 ~ 500 500 5 炉壳直径 mm 5000 6 炉壳深度 mm 35007 炉缸有效直径 mm 4300 2600±100 8 炉缸有效深度 mm 20001550±50 9 电极中心距 mm 1450±30 1169±43 10 冶炼时间 h 11±2 21±1 11 投料量t 15±2 292、投料速度（3000KVA 倾倒炉）时间（h ）0 1 2 3 4 5 6789 10 11投料量（kg ） 混合料 5000 →10000→15000→微粉→ 500 → 1500→3、用电规范（3000KVA倾倒炉）时间（h）0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12电压（v）140.8～145.5→136.4 →126.4 126.4 →电流（A）10000～12000→13000 →15000 15000 →（四）一般操作过程棕刚玉冶炼一般操作过程序号阶段操作内容及要点1开炉开炉前准备①连接电极：吹静接触面，拧紧螺纹。

②调整电极长度：电极正好接触起弧焦，不影响炉体出入或倾倒。

③测量电极距及电极与炉壁之距离。

④测量二次导电系统绝缘：绝缘部位电阻值＞0.5MΩ。

⑤检查炉体传动、电极升降、加料等系统设备及水、气管、阀门等。

开炉①摆放起弧焦：起弧焦粒度30～50 mm。

摆放方法：实心三角形：起弧焦用量大，不易断弧，中间用。

空心三角形：起弧焦用量小，易断弧，不常用。

晶形：起弧焦用量小，起弧快，易断弧，开炉用。

②送电：③起弧：采用较高电压，电流上升至20～30％时，加大块矾土压弧光，电流负荷上升至80％时，可加料进入熔炼。

序号阶段操作内容及要点2 熔炼分焖炉法和敞炉法两种工艺（详见表（二））作好“控制”操作和炉况分析。

3 控制一般停止加料，控制电极上升，小反应不处理。

产生的反应块或“嗤块”后期处理。

以防出现悬浮现象。

4 精炼①转入精炼前，调整配料比，适当增加炭量。

②停止加料，薄料层，低电压，高电流操作。

5 倒（出）炉①先起电极，待电流不小于5000A时再停电起电极。

②倾倒炉提前0.5h准备接包，关闭冷却水。

③倾倒时本着先慢后快，最后稍慢的原则。

④留少许熔液便于下次起弧。

⑤注意倾倒角度，防止炉咀碰压接包。

⑥倒完复位后，电极离熔液200～500mm时，开始送电。

6 注意事项①冶炼过程，无反常现象，按要求送满负荷，并减少电极活动次数。

②炉子长期不下料，30～40min可活动电极强制下料③电炉大嗤大反应设备破坏后，或停电时间长，注意活动电极。

④电极被粘，应先落后起。

⑤集中精力，按工艺满负荷运行。

（五）一般操作方法棕刚玉冶炼过程一般操作方法序号方法定义操作要点1 起弧开炉时利用炭素材料作导体起弧的方法①起弧焦摆法②采用较高电压，待电流上升稳定后，逐渐投入，防止断弧。

2 焖炉料层较厚（0.4～1.0m）弧光不露，热利用率高。

①采用间隙式加料，定期焖炉，配合进行“控制”操作。

②定期放气，避免气压过大，造成喷炉。

③少动电极，均衡、满负荷供电。

④矾土块度＜30mm，细粉数量要少。

3 控制在一定时间内不加或少加料，促使电极下降，扩大熔池面积，提高熔液温度。

①控制加料，控制电极上升。

②一般小反应不作处理。

③配料层下降，熔液流动性好，电流不稳即可转入加料冶炼。

4 放气还原反应过程生成大量CO气体，须排除，防止大喷炉。

①料层厚度，熔料块度要适当，保持透气性。

②焖炉期因嗤炉形成孔洞时，待气跑净后，再用大块乏料堵盖。

5 回炉乏料使用多在冶炼中期与矾土混合料分层加入，加于炉内熔化区内。

6 微粉加法回炉微粉使用①当塌孔露出液面时，先覆盖微粉形成硬盖后再加料。

②料层出现烧结时用以灌入溶液面上。

③停炉前加入三电极中间，或从电极根灌入。

7 撺料将周围炉料向中心传递在控制和精炼阶段，逐步将周围热的炉料撺向高温区。

8 捣炉料层烧结严重强行炉料下沉①采用其它措施无效时，方可捣炉下料。

②提高电极，逐项进行。

③溢出熔液，需覆盖微粉，再行撺料。

9 精炼停止加料至炉料熔完①采用较低电压。

②经常活动电极拍打炉料，防止烧结。

③把周围炉料撺向中心，逐渐熔化干净。

10 停炉熔完后精炼30min左右即可停电①电极中间可加入微粉覆盖。

②经常粘棍，保证三相质量相近。

③停炉的正常情况电极头部冒出白蓝色火焰。

电弧长长作响，极不稳定。

电流不稳，液面出现软盖。

（六）炉前质量判断表1、不同“沾棍”现象的判断“沾棍”外观特征炉况判断颜色破碎性表面状况炭线情况炭量铁量还原程度黄色韧性大，不易破碎壳厚、粗糙，无结晶光泽黄色，宽度占棍周长的1／4～1／5不足不足不足（精炼不足）（熔液中SiO2过多）白色很脆，容易破碎脱落壳薄，平滑，有结晶光泽明显呈灰白色，宽度占棍周长的1／3适量适量适宜灰色甚脆有黑斑、起泡深灰色，宽度超过棍周长1／3稍多稍过度黑色甚脆放入水中，有臭味全部呈黑色气泡状过多过度（有Al4C3等）注：“炭线”指沾棍靠炉壁侧的一面，壳层稍厚，似为二层，一般称为“炭线”。

停炉沾棍分析与熔块成分对照炉次部位化学成分（％）炉次部位化学成分（％）Al2O3 SiO2 Fe2O3 TiO2 Al2O3 SiO2 Fe2O3 TiO21 沾棍上盖炉芯底部边部95.9696.6194.7596.4997.311.020.791.360.810.500.160.140.100.120.142.081.852.311.932.013沾棍上盖炉芯底部边部94.9196.5296.3696.4396.591.250.780.620.810.680.220.110.110.240.082.491.841.931.901.932 沾棍上盖炉芯底部边部96.0797.5497.5097.4496.611.050.570.520.560.820.150.100.060.270.122.031.431.461.351.854沾棍上盖炉芯底部边部95.8596.7096.2096.8197.380.820.620.740.690.610.210.120.090.140.141.941.852.081.691.54(七)炉况反常现象及其处理反常现象特征造成原因解决措施炭多①沾棍成灰黑色②放入水中有臭味③棍样薄，表面发泡④熔液温顿高，流动性好⑤电极上升快⑥弧光声响大①配料计算不准确②炉料析离，局部炭量增多③碳素炉底、炉衬被熔液侵蚀参与反应。

加矾土炭少①沾棍发黄无光泽②棍样厚③熔液粘度大，料面火苗不旺④电极上升慢，电流稳⑤弧光声响低沉①配料计算不准确②炉料离析，局部缺炭③运输过程碳的损失或混合不匀，配比失调④塌炉次数多，碳飞扬损失大增碳断弧①无电流②电炉沉默无声响①电极起动过多，炉料遮断弧光②因大反应电极头部凝有硬块落不下去①落电极②重新起弧嗤炉或喷炉①前兆，下料不正常，电流不稳，弧声不正常②炉液随气体从料面“嗤”出，形成“火山口”，严重时形成“嗤”炉①炉料配比不当②炉料过细，料层过厚，矾土质量差③透气性不良④炉料塌落，反应加剧①定期放气，掌握料层厚度和原料质量②打掉“火山口”，造成熔洞放气③活动电极，调节透气性大反应①弧光声响大②全炉剧烈沸腾③炉液大量上涌①炉气排泄不出②炉料大量崩溃③炉液沸腾④长期悬料①停电②反应后速降电极③速捣碎凝结块④加炉料保温烧结和塌炉炉料突然下陷，常伴有嗤炉、喷炉，有时发出断弧、大反应等现象①乏料过于集中②料层厚度不稳定③输入功率不均衡④矾土质量差，细粉多⑤出现“悬料”现象①控制矾土质量，正确加料，控制乏料加入速度②保持料层均匀稳定③及时活动电极④人工强制消除悬料结盖炉料烧结成硬盖和熔液分离，造成熔液过热，炉况不稳，常发生在控制或精炼阶段①反应时处理不当，传料不及时②电流大，电压低③两电极距过大④矾土SiO2高，细粉多①缩小电流，提高电压②经常拍打炉料③活动电极④调整配比⑤覆盖矾土或微粉，一定时间后，进行处理硬隔（结底）沾棍深度不够，插入费力或插不进①下料过快或下硬块较多，配料比不准②输入功率不足，炉内温度低（熔液）①降低电压，控制下料，调整配料比②起弧后可采用全矾土开炉料，打好基础沉寂相与活跃相沉寂相不下料或下料不下塌、料面火苗弱，炉气少与活跃相有明显差别三相抗阻不平衡①减少活跃相电流②在沉寂相强制下料漏炉漏炉前炉内碳量突然增多，熔液翻滚不定，电机升降超过正常，有时反而下降。