阅读说明：本技术 一种高纯度刚玉熔铸砖生产工艺及其生产设备 (Production process and production equipment of high-purity corundum cast brick ) 是由 朱少锋 朱安龙 王寅 张生源 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：一种高纯度刚玉熔铸砖生产工艺及其生产设备,包括混合料配制、熔化工序、浇铸工序、保温退火工序、脱模加工工序,配料按重量份计算Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub> 98-99.5份,Na<Sub>2</Sub>O 0.1-0.8份,SiO<Sub>2</Sub> 0.1-0.5份,CaO+MgO 0-0.1份,Fe<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>+TiO<Sub>2</Sub> 0-0.1份；其中熔化工序：炉体中保留1/2-3/5的熔融物料,熟料通过料斗直接倒入炉体中央处；生料待熟料倒入后以30-50kg/s的速率送到炉体最高液位的边沿的一个点或是多个点处；生料在进入炉体前,先混合,再挤压制成压片,挤压生料的压力在100～120MPa,挤压时间5-10min,制成压片厚度为1-2.5cm；压片在微波炉中加热至1200-1600℃；加热后的压片破碎成5-8mm颗粒；破碎颗粒倒入距离炉体侧壁10-25cm范围内。该工艺和设备能够有效提高产品质量,提高生产效率。(A process for preparing high-purity fused corundum brick includes such steps as preparing mixture, smelting, casting, thermal annealing and demoulding 2 O 3 98-99.5 parts of Na 2 0.1-0.8 part of O, SiO 2 0.1-0.5 part of CaO + MgO, 0-0.1 part of Fe 2 O 3 +TiO 2 0-0.1 part; wherein the melting process comprises the following steps: 1/2-3/5 molten materials are reserved in the furnace body, and clinker is directly poured into the center of the furnace body through a hopper; after the clinker is poured, the raw materials are delivered to one point or a plurality of points on the edge of the highest liquid level of the furnace body at the speed of 30-50 kg/s; mixing the raw materials before the raw materials enter a furnace body, and then extruding the raw materials to prepare tablets, wherein the pressure of the extruded raw materials is 100-120 MPa, the extrusion time is 5-10min, and the thickness of the prepared tablets is 1-2.5 cm; press and pressHeating the sheet to 1200-1600 ℃ in a microwave oven; crushing the heated tablets into 5-8mm particles; the crushed particles are poured into the furnace body within the range of 10-25cm from the side wall of the furnace body. The process and the equipment can effectively improve the product quality and the production efficiency.)

一种高纯度刚玉熔铸砖生产工艺及其生产设备

技术领域

本发明涉及电熔高纯度刚玉砖技术领域，特别是一种电熔高纯度刚玉砖的生产工艺及其生产设备。

背景技术

高纯度刚玉熔铸砖生产时，组份中刚玉占比较大在98％以上，单次熔融和浇铸的质量通常在两吨以上，这就使得小组分容易在熔融工序中存在混合不均的情况。此外，粉料加入熔融料液中会裹挟气体，后期浇铸如果排气不畅就容易形成气孔，形成不合格品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种提高生产效率，产品孔隙率更低组份更均匀的高纯度刚玉熔铸砖生产工艺及其生产设备。

一种高纯度刚玉熔铸砖生产工艺，包括混合料配制、熔化工序、浇铸工序、保温退火工序、脱模加工工序，其特征在于，配料按重量份计算Al₂O₃ 98-99.5份，Na₂O 0.1-0.8份，SiO₂ 0.1-0.5份，CaO+MgO 0-0.1份，Fe₂O₃+TiO₂ 0-0.1份；配料中包含生料和熟料，二者配比相同，熟料为块状物，粒径3-8cm，生料为粉料粒径0.05-1.5mm；熟料占比10-30％；

其中熔化工序：炉体中保留1/2-3/5的熔融物料，熟料通过料斗直接倒入炉体中央处；生料待熟料倒入后以30-50kg/s的速率送到炉体最高液位的边沿的一个点或是多个点处；生料在进入炉体前，先混合，再挤压制成压片，挤压生料的压力在100～120MPa，挤压时间5-10min，制成压片厚度为1-2.5cm；压片在微波炉中加热至1200-1600℃；加热后的压片破碎成5-8mm颗粒；破碎颗粒倒入距离炉体侧壁10-25cm范围内。

优选的，所述微波发射器向压片表面发射微波，微波源工作频率为2450MHz,输入功率850-1200W连续可调。

一种生产设备，包括电弧炉，其特征在于，还包括辊压机组件、微波炉、加热组件和破碎部。

进一步的，所述辊压机组件包括加压辊和模具，模具包括一个长方体形铺料槽和一个钢板，钢板与铺料槽开口形状和大小相同。

进一步的，所述微波炉包括加热部、收集部、插板、微波发射器、拖板、锤破；加热部和收集部组成长方体型箱体，插板竖向插入箱体内，将箱体分隔成加热部和收集部，加热部内固定加热组件，加热组件包括微波发射器、拖板，拖板倾斜向下设置，平面与水平面夹角10-20度，拖板上侧固定微波发射器；所述插板上开口水平通槽，通槽纵向开口高度大于微波发射器所在的固定板底端与拖板顶端之间纵向高度且小于微波发射器所在的固定板顶端与拖板底端之间高度；插板侧面与箱体侧面滑动密封配合；插板顶端伸出箱体外，能够上下移动；这样插板上下移动能够将其横向通槽与拖板与微波发射器所在的固定板之间下端的间隙对齐，使得在拖板上的压片能够通过通槽落入收集部。

进一步的，所述收集部底端与破碎部顶端连通，破碎部包括壳体，壳体内定位锤破，锤破用于破碎从收集部落下的压片。

本发明的有益效果在于，通过混合和压片能够确保后期组份的均匀性，通过压制和微波加热烧结使物料内产生液相，粘附粉料，使物料进入电弧炉也能够保持相当组份配比的均匀和稳定性，同时物料中的气体更少，提高产品质量和成品率。此外，微波加热效率更高，提高熔融工序效率，降低能耗。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中，微波炉10、加热部11、收集部12、插板13、加热组件20、微波发射器21、拖板22，破碎部30、锤破31。

具体实施方式

下面结合附图对发明做详细描述。

一种高纯度刚玉熔铸砖生产工艺，包括混合料配制、熔化工序、浇铸工序、保温退火工序、脱模加工工序，其中配料按重量份计算Al₂O₃ 98-99.5份，Na₂O 0.1-0.8份，SiO₂0.1-0.5份，CaO+MgO 0-0.1份，Fe₂O₃+TiO₂ 0-0.1份；配料中包含生料和熟料，二者配比相同，熟料为块状物，粒径3-8cm，生料为粉料粒径0.05-1.5mm；熟料占比10-30％；

其中配料按重量份在各范围内有多种选择，现提供三种实施例：

1、Al₂O₃ 98份，Na₂O 0.8份，SiO₂ 0.5份；

2、Al₂O₃ 98.5份，Na₂O 0.3份，SiO₂ 0.3份，CaO+MgO 0.05份，Fe₂O₃+TiO₂ 0.05；

3、Al₂O₃ 99.5份，Na₂O 0.1份，SiO₂ 0.1份，CaO+MgO 0.1份，Fe₂O₃+TiO₂ 0.1；

其中熔化工序：炉体10中保留1/2-3/5的熔融物料，熟料通过料斗直接倒入炉体中央处；生料待熟料倒入后以30-50kg/s的速率送到炉体最高液位的边沿的一个点或是多个点处；生料在进入炉体前，先混合，再挤压制成压片，挤压生料的压力在100～120MPa，挤压时间5-10min，制成压片厚度为1-2.5cm；压片在微波炉中加热至1200-1600℃；加热后的压片破碎成5-8mm颗粒；破碎颗粒倒入距离炉体侧壁10-25cm范围内；

微波发射器向料层表面发射微波，微波源工作频率为2450MHz,输入功率850-1200W连续可调，微波加热时间为3-5min。

如图1所示，基于以上工艺，一种生产设备包括电弧炉，还包括辊压机组件、微波炉10、加热组件20和破碎部30；

辊压机组件包括加压辊和模具，模具包括一个长方体形铺料槽和一个钢板，钢板与铺料槽开口形状和大小相同；将混合料铺洒在铺料槽中，然后压入钢板，将模具用加压辊挤压，然后将挤压成型的压片倒出备用；

所述微波炉10包括加热部11、收集部12、插板13、微波发射器21、拖板22、锤破31；加热部11和收集部12组成长方体型箱体，插板13竖向插入箱体内，将箱体分隔成加热部11和收集部12，加热部11内固定加热组件20，加热组件包括微波发射器21、拖板22，拖板22倾斜向下设置，平面与水平面夹角10-20度，拖板22上侧固定微波发射器21；所述插板13上开口水平通槽131，通槽131纵向开口高度大于微波发射器21所在的固定板底端与拖板22顶端之间纵向高度且小于微波发射器21所在的固定板顶端与拖板22底端之间高度；插板13侧面与箱体侧面滑动密封配合；插板13顶端伸出箱体外，能够上下移动；这样插板13上下移动能够将其横向通槽131与拖板22与微波发射器21所在的固定板之间下端的间隙对齐，使得在拖板22上的压片能够通过通槽131落入收集部12；

收集部12底端与破碎部30顶端连通，破碎部30包括壳体，壳体内定位锤破31，锤破31用于破碎从收集部12落下的压片。

混合料经过辊压机滚压制成压片，压片在微波下加热到1200-1600℃，能够进行半烧结，内部产生液态。使混合料能够基本在固定配比下粘聚在液相周围；锤破将压片击碎，形成小颗粒便于后续熔融工序。

经过压制和微波半烧结后，一方面是对物料进行快速加热，相对于后续的熔融工序来说是进行了预热，另一方面，预压和烧结使生料密实，物料包裹的气体更少，后续熔融物料中的含气量更低，微观结构更密实。同时，由于大组份是刚玉，小组分占比很小，容易出现组份不均匀的情况，对生料进行了混合和压制后，半烧结情况下，液相粘附粉料形成更稳定的组份比例，这样不容易出现组份不均匀的情况。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。