專(zhuān)利名稱(chēng)：電熔鋯酸鈣的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋯酸鈣的生產(chǎn)方法，特別是涉及一種電熔鋯酸鈣的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋯酸鈣是一種新型的耐火材料，其熔點(diǎn)為2200～2300℃，它是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)一種最有效防止浸入式水口堵塞和氧化鋁沉積的內(nèi)襯耐火材料。
黑色金屬的煉鋼向連鑄工藝發(fā)展，浸入式水口是煉鋼連鑄生產(chǎn)中相當(dāng)關(guān)鍵的功能耐火材料，其性能的優(yōu)劣直接影響鋼坯的質(zhì)量和連鑄操作工藝，以及生產(chǎn)成本高低。即浸入式水口性能的好壞關(guān)系到煉鋼連鑄工藝的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，在連鑄一些特種鋼或是鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，所用的AL2O3-C質(zhì)浸入式水口會(huì)產(chǎn)生AL2O3結(jié)瘤現(xiàn)象，造成鋼液流動(dòng)不穩(wěn)定，甚至造成水口完全堵塞，影響了連鑄生產(chǎn)的正常澆注，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，并影響了鋼坯質(zhì)量。為了解決連鑄工藝中由于AL2O3結(jié)瘤問(wèn)題，近年來(lái)科技工作者開(kāi)發(fā)多種形式的抗AL2O3沉積結(jié)瘤水口的技術(shù)措施，如狹縫式吹氬浸入式水口，變化水口內(nèi)徑的段差式浸入水口和復(fù)合有防堵塞材料的浸入式水口等等。但前二種水口制造工藝復(fù)雜，使用很不方便，操作難度較高，倒是防堵塞材料水口相對(duì)簡(jiǎn)便，防堵材料有O’-ZrO2，CaO-Mgo-Al2O3，BN-AIN-C，SiC-BN-C，ZrO2-CaO-C等，其中ZrO2-CaO(CaZrO3)材料由于成本較低，防堵塞效果顯著，同時(shí)CaO組份對(duì)鋼水有一定凈化作用，所以特別受到國(guó)內(nèi)外重視。國(guó)內(nèi)在澆注鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，大多采用熔融石英質(zhì)水口，缺點(diǎn)是抗侵蝕性差，連鑄爐次低，并容易使鋼水帶進(jìn)雜質(zhì)，不能較好滿足連鑄要求，采用吹氬式水口，效果也不理想，成本也高，國(guó)內(nèi)某研究院用燒結(jié)法生產(chǎn)鋯酸鈣，合成溫度約1600℃，繞結(jié)法合成的鋯酸鈣使用效果尚可，但合成工藝復(fù)雜，多次燒結(jié)，粉磨，成型，成本較高，其銷(xiāo)售價(jià)格與進(jìn)口料差不多，使產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)實(shí)電熔鋯酸鈣的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電熔鋯酸鈣的生產(chǎn)方法將單斜二氧化鋯，方解石或輕鈣按一定的重量份配比，混均投入電弧爐中，按一定電壓、電流加溫熔化、熔煉、精煉，用壓縮空氣吹球或澆注成塊，單斜二氧化鋯純度在97％以上，方解石純度在54％以上，單斜二氧化鋯和方解石或輕鈣重量份之比為(63～43)∶(37～57)，熔煉爐溫在2200～2300℃，在生成鋯酸鈣的化學(xué)成份中滿足2.3≤ZrO2/CaO≤3.3。
在生成的鋯酸鈣化學(xué)成份中ZrO2/CaO的較佳比值為2.67左右，方解石的破碎粒度為4mm以下，加溫熔化電壓為80～120伏，電流為2000～4000安，熔煉時(shí)間0.5～1.5小時(shí)，精煉3～6分鐘，傾爐噴吹空氣壓力6～10kg/cm2，將精煉好的鋯酸鈣溶液，噴吹成球粒狀顆粒，或澆注成塊狀粉碎。
將噴吹成空心球鋯酸鈣或破碎成顆粒狀的鋯酸鈣投入磨機(jī)粉磨成40目，或100目，或200目，或325目……的細(xì)微顆粒。
本發(fā)明具有有益的積極效果。(1)用電熔法生產(chǎn)鋯酸鈣，材料密實(shí)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，其電熔鋯酸鈣產(chǎn)品，經(jīng)國(guó)內(nèi)有關(guān)廠家試用用于不吹氬防AL2O3沉積浸入式水口內(nèi)襯材料，防堵塞效果顯著。連鑄達(dá)10爐次，而燒結(jié)法制成的鋯酸鈣連鑄一般6-7爐次，而原AL2O3-C質(zhì)浸水口連鑄只有2-3爐次。
電熔鋯酸鈣產(chǎn)品經(jīng)國(guó)內(nèi)有關(guān)單位檢測(cè)其所含成份如下
從上表可以看出，SiO2維持1～2％，對(duì)于生成熔點(diǎn)更低于鋁酸鈣的硅鋁鈣低熔相，更為有利，同時(shí)也有抑制鋯酸鈣水化的作用，實(shí)踐證明這種用電熔鋯酸鈣制成的浸入式水口內(nèi)部在接觸鋼水的表面上，為低熔點(diǎn)相基質(zhì)中分布著細(xì)小的ZrO2顆粒，所以SiO2高一點(diǎn)，有利無(wú)害。即CaZrO3在連鑄溫度下與鋼液中的Al2O3作用，生成CaO-Al2O3-ZrO2三元系低熔點(diǎn)相，并隨鋼流的流動(dòng)而流走，消除在水口內(nèi)壁的停留的停留與沉積。
經(jīng)進(jìn)一步研究證明，本發(fā)明產(chǎn)品保證不產(chǎn)生水化的問(wèn)題上，對(duì)ZrO2/CaO的比值進(jìn)行比較，其理論值為2.14。如果比例值＜2.14，則會(huì)產(chǎn)生游離CaO，此時(shí)CaO會(huì)吸收空氣中的水分，變成Ca(OH)2再吸收空氣中的CO2，變成CaCO3，導(dǎo)致粉化，所以在生產(chǎn)電熔鋯酸鈣時(shí)，ZrO2/CaO比值最高值應(yīng)大于2.3以上，產(chǎn)品才能穩(wěn)定，按比值最高可達(dá)3.3。較佳值為2.67左右。這就是ZrO2不低于69％，CaO不高于30％，鋯酸鈣含量在70％～80％之間，立方ZrO2在30～20％之間，則游離CaO不會(huì)存在，保證CaZrO3質(zhì)量。(2)電熔法生產(chǎn)鋯酸鈣生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，深受用戶歡迎，容易普及推廣。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一，取54.1kg的含量在97％以上的單斜二氧化鋯(ZrO2)，取45.9kg的輕質(zhì)炭酸鈣，投入V型混合機(jī)中混合10～15分鐘，混均后出料一次投入電弧爐中，電壓116伏，電流2500安，加溫熔化熔煉，溫度達(dá)2300℃左右，熔煉50分鐘，精煉5分鐘，然后傾爐，用8kg/cm2的高壓空氣噴吹成空心球顆粒，在集球室收集鋯酸鈣空心球產(chǎn)品，通過(guò)4目篩把小于5mm鋯酸鈣空心球投入球磨機(jī)粉磨，按用戶要求粉磨成40目，或100目，或200目，或325目的各種規(guī)格的鋯酸鈣粉末。
實(shí)施例二取97％以上的單斜二氧化鋯空心球57.2kg，方解石粒度(2～4mm)42.8kg，于混料機(jī)中混均，每100kg為一個(gè)投入電弧爐的單位，電壓98伏，電流2000安，溫度可達(dá)2300℃，熔化1小時(shí)，精煉5分鐘后，澆注到水氣鑄鐵模型中，然后自然冷卻至常溫，取出塊狀鋯酸鈣，用破碎機(jī)破碎后投入球磨機(jī)粉磨，根據(jù)用戶要求粉磨成40目，100目，200目，320目等粉料，成品入庫(kù)。
權(quán)利要求
1.一種電熔鋯酸鈣的生產(chǎn)方法將單斜二氧化鋯，方解石或輕鈣按一定的重量份配比，混均投入電弧爐中，按一定電壓、電流加溫熔化、熔煉、精煉，用壓縮空氣吹球或澆注成塊，其特征是單斜二氧化鋯純度在97％以上，方解石純度在54％以上，單斜二氧化鋯和方解石或輕鈣重量份之比為(63～43)(37～57)，熔煉爐溫在2200～2300℃，在生成鋯酸鈣的化學(xué)成份中滿足2.3≤ZrO2/CaO≤3.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征是在生成的鋯酸鈣化學(xué)成份中ZrO2/CaO的較佳比值為2.67左右，方解石的破碎粒度為4mm以下，加溫熔化電壓為80～120伏，電流為2000～4000安，熔煉時(shí)間0.5～1.5小時(shí)，精煉3～6分鐘，傾爐噴吹空氣壓力6～10kg/cm2，將精煉好的鋯酸鈣溶液，噴吹成球粒狀顆粒，或澆注成塊狀粉碎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)方法，其特征是將噴吹成空心球鋯酸鈣或破碎成顆粒狀的鋯酸鈣投入磨機(jī)粉磨成40目，或100目，或200目，或325目……的細(xì)微顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋯酸鈣的生產(chǎn)方法，特別是涉及一種電熔鋯酸鈣的生產(chǎn)方法。將高含量的單斜二氧化鋯和方解石按一定比例的重量份混均，投入電弧爐中，通一定電壓和電流，加溫熔化，熔煉，精煉，以壓縮空氣吹球或澆注成塊，單斜二氧化鋯的含量在97％以上，方解石純度在54％以上，兩者重量份之比為(60～45)∶(35～50)，爐溫在2250～2300℃，在生成的鋯酸鈣的化學(xué)成份中ZrO
文檔編號(hào)C04B35/48GK1420103SQ01145519
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者宋作人, 李起勝, 馬大為, 溫建國(guó), 袁法德, 鄧書(shū)清 申請(qǐng)人:鄭州振中電熔鋯業(yè)有限公司