[go: up one dir, main page]

RU2205152C1 - Method for producing molten refractory materials on the base of silica - Google Patents

Method for producing molten refractory materials on the base of silica Download PDF

Info

Publication number
RU2205152C1
RU2205152C1 RU2002112823/12A RU2002112823A RU2205152C1 RU 2205152 C1 RU2205152 C1 RU 2205152C1 RU 2002112823/12 A RU2002112823/12 A RU 2002112823/12A RU 2002112823 A RU2002112823 A RU 2002112823A RU 2205152 C1 RU2205152 C1 RU 2205152C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melting
silica
refractory materials
alumina
materials
Prior art date
Application number
RU2002112823/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.П. Абрамов
ткин А.А. В
А.А. Вяткин
Б.П. Александров
С.А. Зенков
ткина Н.А. В
Н.А. Вяткина
Original Assignee
Богдановичское ОАО по производству огнеупорных материалов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Богдановичское ОАО по производству огнеупорных материалов filed Critical Богдановичское ОАО по производству огнеупорных материалов
Priority to RU2002112823/12A priority Critical patent/RU2205152C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205152C1 publication Critical patent/RU2205152C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: production of refractory materials. SUBSTANCE: method involves melting clay-containing material charged into furnace by portions in equal time intervals; cooling and cutting block. Clay-containing material is molten by supplying 150-190 V linear voltage per 1 m of melt between electrode axes. Each portions of charged clay-containing material comprises 2-6% by total weight of charged material. Method is used for obtaining synthetic corundum and other molten materials on the base of silica (mullite, baddeleyite corundum, magnesium aluminate spinel etc) by melting in electric arc furnaces of silica-containing materials used for manufacture of high-quality refractory materials. EFFECT: increased efficiency and reduced power consumption for block of silica-containing raw material in the process of producing molten refractory materials. 2 tbl

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к способам получения электрокорунда и других плавленых материалов на основе глинозема (муллита, бадделеито-корунда, алюмомагнезиальной шпинели и др.) путем плавки в электродуговых печах глиноземсодержащих материалов, которые используются для производства высококачественных огнеупоров. The invention relates to the refractory industry, and in particular to methods for producing electrocorundum and other fused materials based on alumina (mullite, baddeleyite-alumina, alumina-magnesia spinel, etc.) by melting alumina-containing materials in electric arc furnaces that are used to produce high-quality refractories.

Известны способы получения нормального электрокорунда из бокситов, белого электрокорунда из глинозема, циркониевого электрокорунда из глинозема с добавками окиси циркония, муллита и других материалов на основе глинозема путем плавки на слив в электродуговых печах (Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. Справ. изд. Дантис Я.Б., Кацевич Л.С., Жилов Г. М. и др. М.: Металлургия, 1987, с.94-110 и Рудаков Б.П., Боголюбов Г.Д. и Козлов О. В. Рациональные электрические режимы электропечей для плавки корундовых огнеупоров. Огнеупоры, 1987, 5, с.24-26). Known methods for producing normal electrocorundum from bauxite, white electrocorundum from alumina, zirconium electrocorundum from alumina with additives of zirconium oxide, mullite and other materials based on alumina by melting on a drain in electric arc furnaces (Short networks and electrical parameters of electric arc furnaces. Ref. Dan. Ya.B., Katsevich L.S., Zhilov G.M. et al. M.: Metallurgy, 1987, pp. 94-110 and Rudakov B.P., Bogolyubov G.D. and Kozlov O. V. Rational electric modes of electric furnaces for melting corundum refractories Refractories, 1987, 5, p. 24-26).

Режим загрузки таких печей либо разовый, т.е. 100% глиноземсодержащего материала загружается единовременно, либо порциями - по 20-50% в два-три приема (Соколов А.Н., Ашимов У.Б., Болотов А.В. и др. Плавленые огнеупорные оксиды. М.: Металлургия, 1988, с.41-45). The loading mode of such furnaces is either single, i.e. 100% alumina-containing material is loaded at a time, or in portions of 20-50% in two or three doses (Sokolov AN, Ashimov UB, Bolotov AV, etc. Fused refractory oxides. M.: Metallurgy, 1988, pp. 41-45).

Недостатком такого способа получения плавленых огнеупорных материалов является очень высокое приложенное к расплаву напряжение (линейное напряжение в вольтах, поделенное на расстояние между осями электродов в метрах) - порядка 250-280 В/м, и загрузка шихты порциями более 10%, что приемлемо для футерованной ванны печи на слив, но приводит к высоким энергозатратам при плавке в нефутерованной ванне печи на блок. The disadvantage of this method of producing fused refractory materials is the very high voltage applied to the melt (linear voltage in volts divided by the distance between the axes of the electrodes in meters) - of the order of 250-280 V / m, and the charge loading in batches of more than 10%, which is acceptable for lined furnace baths to drain, but leads to high energy consumption when melting in a non-lined furnace bath per block.

Способ плавки на слив имеет ряд преимуществ перед плавкой на блок за счет футерованной ванны и непрерывности процесса плавки с периодическим сливом расплава, однако он имеет и ряд недостатков по сравнению с плавкой на блок - более быстрая кристаллизация расплава и, следовательно, более мелкие кристаллы, неполное завершение процесса формирования огнеупорного соединения. Особенно ярко это проявляется при плавке различных по составу алюмомагнезиальных шпинелей. Поэтому для получения качественных плавленых огнеупорных материалов применяют плавку на блок. The method of melting to drain has several advantages over melting to a block due to the lined bath and the continuity of the melting process with periodic drainage of the melt, but it also has a number of disadvantages compared to melting to block — faster crystallization of the melt and, therefore, smaller crystals, incomplete completion of the process of forming a refractory compound. This is especially pronounced when melting aluminomagnesian spinels of various composition. Therefore, to obtain high-quality fused refractory materials, melting per block is used.

Известны способы плавки магнезита, элекгрокорунда на блок (Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. Под общ. ред. Л.Е. Никольского. М.: Энергия, 1971, с.94-146). Все эти способы осуществляются в печах с приложенным к расплаву напряжением на уровне 80-135 В/м и загрузкой шихты порциями более 10% от общего количества загружаемого материала. Known methods for melting magnesite, electrocorundum per block (Industrial installations for electric arc heating and their parameters. Under the general editorship of L.E. Nikolsky. M: Energy, 1971, p. 94-146). All these methods are carried out in furnaces with a voltage of 80-135 V / m applied to the melt and loading the charge in portions of more than 10% of the total amount of material loaded.

Недостатком данных способов является низкое приложенное напряжение, что приводит к низкой производительности процесса плавки и высоким энергозатратам. (для корунда - 680 кг/ч при 1520 КВт•ч/т). The disadvantage of these methods is the low applied voltage, which leads to low productivity of the melting process and high energy consumption. (for corundum - 680 kg / h at 1520 kW • h / t).

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения нормального электрокорунда из боксита (Патент RU 2171225 С1, 27.07.2001, С 01 F 7/30), в котором дозированную загрузку шихты осуществляют порциями по 10-20% от общей загрузки через равные промежутки времени. Closest to the claimed method is a method for producing normal electrocorundum from bauxite (Patent RU 2171225 C1, 07/27/2001, C 01 F 7/30), in which the metered charge of the charge is carried out in portions of 10-20% of the total charge at regular intervals.

Недостатком данного способа является большое количество единовременно загружаемого сырья и большой промежуток времени между загрузками, что приводит к вытеснению расплава от стенки ванны шихтой и нарушению режима плавки сразу после загрузки и к работе с открытой дугой перед следующей загрузкой, что и дает снижение производительности до 750 кг/ч и повышение энергозатрат до 1400 КВт•ч/т. The disadvantage of this method is the large number of simultaneously loaded raw materials and a large period of time between downloads, which leads to the displacement of the melt from the bath wall by the charge and disruption of the melting mode immediately after loading and to work with an open arc before the next load, which leads to a decrease in productivity up to 750 kg / h and an increase in energy consumption up to 1400 kW • h / t.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение производительности процесса плавки и снижение удельных энергозатрат при плавке на блок глиноземсодержащего сырья при получении плавленых огнеупорных материалов. The problem to which the invention is directed, is to increase the productivity of the smelting process and to reduce the specific energy consumption when smelting an alumina-containing raw material into a block when producing fused refractory materials.

Решение поставленной задачи достигается тем, что плавленые огнеупорные материалы на основе глинозема получают плавлением глиноземсодержащего материала, загружаемого в печь порциями через равные промежутки времени, с последующим охлаждением и разделкой блока, при этом плавление материала осуществляют приложив 150-190 В линейного напряжения на один метр расплава между осями электродов, а загрузку осуществляют равными порциями величиной 2-6% от общего количества загружаемого материала. The solution to this problem is achieved by the fact that fused refractory materials based on alumina are obtained by melting an alumina-containing material loaded into the furnace in portions at regular intervals, followed by cooling and cutting of the block, while the material is melted by applying 150-190 V of linear voltage per meter of melt between the axes of the electrodes, and the loading is carried out in equal portions of 2-6% of the total amount of material loaded.

Для осуществления способа использовали оснащенные водоохлаждаемыми ваннами и модернизированные электродуговые печи ОКБ-955Н: трансформатор печи 8 переключили на диапазон линейного напряжения до 121,6 В (вместо 105 В), а печь 9 оснастили перемотанным трансформатором, имеющим диапазон линейного напряжения до 160 В. To implement the method, OKB-955N equipped with water-cooled bathtubs and upgraded electric arc furnaces were used: furnace transformer 8 was switched to a line voltage range up to 121.6 V (instead of 105 V), and furnace 9 was equipped with a rewound transformer having a line voltage range up to 160 V.

Приложенное к расплаву напряжение меняли как переключением ступеней печного трансформатора, так и изменением диаметра распада электродов (расстояния между осями электродов). The voltage applied to the melt was changed both by switching the steps of the furnace transformer and by changing the diameter of the decay of the electrodes (the distance between the axes of the electrodes).

Способ осуществляли путем плавки на блок глиноземсодержащих материалов в указанных печах следующим образом. The method was carried out by melting on a block of alumina-containing materials in these furnaces as follows.

Подготавливали ванну печи к плавке, включали одну из ступеней печного трансформатора (печь 8 - линейное напряжение до 121,6 В, печь 9 - линейное напряжение до 160 В), производили розжиг печи, поднимали рабочий ток до значения 5,0-5,5 кА и далее вели плавку в этом режиме. Фиксировали линейное напряжение, время плавки, рабочий ток и потребляемую мощность. Наплавленный блок выдерживали под печью в течение 10-15 ч, затем отключали водяное охлаждение и выкатывали из-под печи, давали остыть в течение 4-5 суток. The furnace bath was prepared for melting, one of the steps of the furnace transformer was turned on (furnace 8 — linear voltage up to 121.6 V, furnace 9 — linear voltage up to 160 V), the furnace was ignited, and the operating current was raised to a value of 5.0-5.5 kA and further conducted melting in this mode. The line voltage, melting time, operating current and power consumption were fixed. The deposited block was kept under the furnace for 10-15 hours, then water cooling was turned off and rolled out from under the furnace, allowed to cool for 4-5 days.

Остывший блок плавленого материала на основе глинозема разбивали на куски менее 200 мм. Куски сортировали на продукцию и корку недоплава, которую возвращали в плавку. The cooled block of fusion material based on alumina was broken into pieces of less than 200 mm. Pieces were sorted into products and undercrust crust, which was returned to smelting.

Данные о режимах плавки (линейное напряжения Uлин, рабочий ток Iраб, приложенное к расплаву напряжение Uприл, режим загрузки шихты), а также основные показатели процесса плавки (общая производительность П и удельные энергозатраты Wуд) приведены в табл. 1 и 2. В табл. 1 приведены данные по плавке глинозема, а в табл. 2 - по плавке смеси глинозема и окиси магния (алюмомагнезиальной шпинели).Data on melting modes (linear voltage U lin , operating current I slave , voltage U adj applied to the melt, charge loading mode), as well as the main indicators of the melting process (total productivity P and specific energy consumption W beats ) are given in Table. 1 and 2. In the table. 1 shows data on the melting of alumina, and in table. 2 - for the smelting of a mixture of alumina and magnesium oxide (aluminum-magnesium spinel).

Аналогичные зависимости производительности процесса плавки и расхода энергии были получены при плавке других огнеупорных материалов на основе глинозема: муллита, бадделеито-корунда. Similar dependences of the productivity of the smelting process and energy consumption were obtained by melting other refractory materials based on alumina: mullite, baddeleyite-corundum.

При проведении плавки при приложенном напряжения менее 150 В/м и загрузке порциями менее 2% плавка шла на "короткой дуге" медленно, частые загрузки небольшими порциями приводили к колебанию режима Это не позволило получить производительность более 750 кг/ч и электроэнергозатраты менее 1400 кВт•ч/т. When melting at an applied voltage of less than 150 V / m and loading in portions of less than 2%, melting was slow in a “short arc”, frequent loading in small portions led to fluctuations in the mode. This did not allow to obtain a capacity of more than 750 kg / h and electric power consumption of less than 1400 kW • h / t

При проведении плавки при приложенном напряжения более 190 В/м и редких загрузках порциями более 6% процесс плавки глинозема протекал на "длинной дуге", часто открытой, что приводило к низкой производительности (менее 750 кг/ч) и повышенному расходу электроэнергии (более 1400 кВт•ч/т). When smelting at an applied voltage of more than 190 V / m and rare loads of more than 6% in batches, the alumina smelting process proceeded on a "long arc", often open, which led to low productivity (less than 750 kg / h) and increased power consumption (more than 1400 kW • h / t).

При проведении плавки глинозема при приложенном напряжения в диапазоне 150-190 В/м и загрузке шихты одинаковыми порциями величиной 2-6% от общего количества загружаемого материала через равные промежутки времени процесс плавки шел на "средней дуге", постоянно закрытой шихтой, что и обеспечило высокую производительность и низкие энергозатраты. When carrying out melting of alumina at an applied voltage in the range of 150-190 V / m and loading the mixture in equal portions of 2-6% of the total amount of material loaded at regular intervals, the melting process went on a “middle arc” that was constantly closed by the mixture, which ensured high productivity and low energy consumption.

Таким образом, как показали проведенные испытания, только заявляемый диапазон величин прикладываемого к расплаву напряжения в сочетании с режимом загрузки шихты обеспечивают получение плавленых материалов на основе глинозема при большой производительности и низких энергозатратах. Thus, as the tests showed, only the claimed range of values of the voltage applied to the melt in combination with the charge loading mode ensures the production of fused materials based on alumina at high productivity and low energy consumption.

Claims (1)

Способ получения плавленых огнеупорных материалов на основе глинозема, включающий дозированную загрузку через равные промежутки времени глиноземсодержащего материала в печь, плавление его с последующим охлаждением и разделкой блока, отличающийся тем, что плавление материала осуществляют, приложив 150-190 В линейного напряжения на 1 м расплава между осями электродов, а загрузку осуществляют равными порциями величиной 2-6% от общего количества загружаемого материала. A method for producing fused refractory materials based on alumina, comprising dosing loading alumina-containing material into the furnace at regular intervals, melting it, followed by cooling and cutting the block, characterized in that the material is melted by applying 150-190 V line voltage per 1 m of melt between axes of the electrodes, and the loading is carried out in equal portions of 2-6% of the total amount of material loaded.
RU2002112823/12A 2002-05-07 2002-05-07 Method for producing molten refractory materials on the base of silica RU2205152C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002112823/12A RU2205152C1 (en) 2002-05-07 2002-05-07 Method for producing molten refractory materials on the base of silica

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002112823/12A RU2205152C1 (en) 2002-05-07 2002-05-07 Method for producing molten refractory materials on the base of silica

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2205152C1 true RU2205152C1 (en) 2003-05-27

Family

ID=20255692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002112823/12A RU2205152C1 (en) 2002-05-07 2002-05-07 Method for producing molten refractory materials on the base of silica

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205152C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2378198C1 (en) * 2005-09-21 2010-01-10 Сентер Фор Эбрейсивз Энд Рифрэкториз Рисерч Энд Девелопмент С.А.Р.Р.Д. Гмбх Spherical corundum grains based on molten aluminium oxide, and method of producing said grains
RU2784404C1 (en) * 2022-05-31 2022-11-24 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method for selting electrocorundum

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3908002A (en) * 1972-05-30 1975-09-23 Shell Oil Co Production of alpha alumina
FR2319580A1 (en) * 1975-07-28 1977-02-25 Showa Denko Kk PREPARATION OF CORUNDUM PARTICLES
DE3408952A1 (en) * 1984-03-12 1985-12-12 Richard Dipl.-Chem. 7888 Rheinfelden Sroka Process for preparing corundum by smelting bauxite in an electric arc furnace with simultaneous aluminothermic reduction of the accompanying oxides of the bauxite
EP0395925A1 (en) * 1989-04-19 1990-11-07 Degussa Aktiengesellschaft Alpha-aluminium oxide and process for its preparation
RU2171225C1 (en) * 2000-04-06 2001-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "Абразивные заводы Урала" Method for production of normal electrocorundum

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3908002A (en) * 1972-05-30 1975-09-23 Shell Oil Co Production of alpha alumina
FR2319580A1 (en) * 1975-07-28 1977-02-25 Showa Denko Kk PREPARATION OF CORUNDUM PARTICLES
DE3408952A1 (en) * 1984-03-12 1985-12-12 Richard Dipl.-Chem. 7888 Rheinfelden Sroka Process for preparing corundum by smelting bauxite in an electric arc furnace with simultaneous aluminothermic reduction of the accompanying oxides of the bauxite
EP0395925A1 (en) * 1989-04-19 1990-11-07 Degussa Aktiengesellschaft Alpha-aluminium oxide and process for its preparation
RU2171225C1 (en) * 2000-04-06 2001-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом "Абразивные заводы Урала" Method for production of normal electrocorundum

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2378198C1 (en) * 2005-09-21 2010-01-10 Сентер Фор Эбрейсивз Энд Рифрэкториз Рисерч Энд Девелопмент С.А.Р.Р.Д. Гмбх Spherical corundum grains based on molten aluminium oxide, and method of producing said grains
RU2784404C1 (en) * 2022-05-31 2022-11-24 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method for selting electrocorundum

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7687422B2 (en) High resistivity refractory with a high zirconia content
CN101784504B (en) Refractories with high zirconia content and high silica content
US2535526A (en) Stabilized zirconia and method for producing same
JP2012513360A (en) Refractory block for glass melting furnace
CN101443290B (en) High resistivity refractories with high zirconia content
US6274525B1 (en) Process for making a high temperature-resistant ceramic material with an adjustable thermal expansion coefficient and method of use of same
JPH06287059A (en) High-zirconia melt cast refractory
RU2205152C1 (en) Method for producing molten refractory materials on the base of silica
US5028572A (en) Near net shape fused cast refractories and process for their manufacture by rapid melting/controlled rapid cooling
CN100453502C (en) Production method of electric melting magnesium-aluminium-zirconium synthetic material
US7989381B2 (en) Fusion-cast fireproof product
CN1068860C (en) Method for prodn. of fused ZrO2 with stable calcium oxide
RU2672972C2 (en) Method for obtaining a fused zirconium dioxide pure from carbon and carbides
CN1181011C (en) Calcium stabilizing zircon alba and electric melting producing method thereof
CN1186295C (en) Process for producing electric smelting zirconium silicate powder
CN85108307A (en) Lead with aluminum oxide and to fuse into high-purity electrofused mullite
JP3748196B2 (en) Spinel for DC electric furnace hearth-C brick
CN104193318A (en) Preparation technique of magnesia alumina spinel
SU1590469A1 (en) Method of producing molten material
CN1326806C (en) Alumina-base fused high-purity spinel and its prepn
SU998434A1 (en) Method for producing periclase
RU2143412C1 (en) Method of preparing alumomagnesium spinel
Sokolov Fusion-Cast Refractories in the High-Zirconia Region of the ZrO2-SiO2-Cao System
RU2177461C1 (en) Method of preparing fused periclase
SU1392057A1 (en) Method of thermal treatment of crushed mixture for producing fused magnesia-silicate refractory materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150508