棕刚玉用高硅、钙铝矾土原料冶炼的工艺设计与控制

棕刚玉冶炼生产过程中，原料来源的选择和原料的质量控制是至关重要的也是必须严加控制的一个工艺过程；原料的选择在一定的程度上决定了其产品的应用范围；原料的质量能否得到有效的控制，不仅严重的影响产品质量和使用性能，同时也直接影响棕刚玉生产的制造成本；所以，在棕刚玉生产过程中必须对主原料铝矾土、铁屑、***煤进行严格的控制，尤其是对SiO2、CaO更应该严格的控制其原料的涉入量。SiO2、CaO的带入，不仅给生产带来了困难、影响了制造成本、降低了AL2O3、 TiO2有价组元的含量，还因为产品质量的欠缺影响了产品的商品价格和产品的应用范围。 

一、冶炼棕刚玉用主原料技术条件

对生产普通的（用于磨料或高温耐材）棕刚玉，其主原料熟矾土的化学成分、铁屑和***煤（焦碳）都有一定的技术质量指标 。 

二、高硅、钙铝矾土原料的成因分析    冶炼棕刚玉用铝矾土熟料与生产金属铝和耐火原料用的铝矾土是不同的，冶炼棕刚玉用的铝矾土熟料是选用***的高AL2O3、 TiO2低SiO2、CaO的铝矾土，而生产金属铝和耐火原料用的铝矾土对上述指标要求则相对要低一些，就可满足生产需要。 

目前，我国刚玉材料的生产制造企业约有170家左右，其生产能力约在200万吨左右，按生产能力计算，仅刚玉生产用高铝***熟矾土约在240万吨左右。由于诸多基础工业及刚玉制造业的快速发展，铝矾土需求量迅猛增长，也由于铝矾土资源的匮乏，再加上有的矾土供应商和中间环节的不规范行为，致使棕刚玉冶炼所用的熟铝矾土数量保证困难，而且质量严重下滑；A/S由八十年代的25—30:1，下降到九十年代的15—20:1，而今有的企业则经常使用A/S10—12:1的铝矾土，甚至有的企业所用的铝矾土中有时SiO2的含量竟然超过10%都没有引起企业决策者的重视，如何从技术和经济双重困境中解脱出来，就更显无力了。目前，国内生产普通的（用于磨料或高温耐材）棕刚玉所用的铝矾土原料南、北方的AL2O3、SiO2、Fe2O3含量都差不多 

通过数理统计分析，就其生产棕刚玉用铝矾土中有害杂质SiO2、CaO一是来源铝矾土中固结材料本身；二是随着铝矾土熟料混入的细土面而带入。前者是原料本身所含有的，可以在选择原料来源时酌情控制，或进行选配矿处理予以保障原料质量，而后者则是更重要的涉入来源，这就需要棕刚玉制造企业自己来严格控制了。由于铝矾土资源的日趋紧张，细土面混入的铝矾土熟料中可能将会愈加严重，这就使生产企业处于“弃而不舍，用而无法”的两难境地，同时也给棕刚玉制造企业带来了严重的困难和挑战。另外，从上面原料数理分析可知，***煤、铁屑中带入的有害杂质SiO2、CaO也应该引起足够重视和严格的控制。由于SiO2、CaO过量混入，就导致棕刚玉生产企业耗电、耗原料使之制造成本升高，更重要的是导致产品质量严重失控而使用性能受限，寻找既经济又合理的解决方法势在必行。 

三、工艺设计与控制 

SiO2、CaO对其棕刚玉的产品质量和应用范围是十分有害的，必须在生产及工艺技术方面加以严格控制。在棕刚玉冶炼过程中，SiO2、可以通过气化升华或还原生成低硅铁除去，而CaO在棕刚玉冶炼过程中是十分难以祛除的，所以必需严格控制原料（铝矾土、***煤、铁屑）中CaO的进入量，并设计出合理的、与之相适应的工艺技术方案，有目标地对其进行分流与控制。 

（二）工序控制 

1、对准备购进原料来源进行分类控制，做到***受控。冶炼棕刚玉的主原料中 SiO2、正常情况下一般控制在小于6%的范围内，而CaO则应控制在小于0.5%的范围内。 

2、将已经购进铝矾土中夹带的细土面子进行筛分（或进行粉尘回收）预处理，以保证冶炼原料的净化和稳定。 

3、严格控制***煤（焦碳）和铁屑中杂质含量，从***上控制煤矸石、铸造型砂等杂质的涉入量，保证生产原料处于受控状态。 

4、不仅铝矾土、***煤、铁屑在配料前要进行严格挑拣，还要对入炉主原料铝矾土的化学成分和粒度大小进行合理设计并加以严格控制，分别设计出冶炼前期、中期、后期用料的合理配比，同时严格控制入炉料的粒度范围，以确保冶炼过程的顺利进行。 

5、对回收的细粉料进行合理设计与利用，在冶炼过程中，据其冶炼原理，调整刚玉熔融液的PH值，按比例配入还原剂、澄请剂、助熔剂、促进剂等原料，通过加工成球状或有一定块度的复合料，再行冶炼，综合效益更好，这样不仅经济合理、降低了冶炼难度，更重要的是实现了在冶炼过程中棕刚玉质量得到有效控制。