專(zhuān)利名稱(chēng)：氧化鈣穩(wěn)定的熔凝二氧化鋯的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鈣穩(wěn)定的熔凝二氧化鋯的生產(chǎn)方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在特殊設(shè)計(jì)制造的直流電弧爐中電熔法制造氧化鈣穩(wěn)定的二氧化鋯的方法。
眾所周知，以往生產(chǎn)穩(wěn)定型二氧化鋯的方法主要是化學(xué)法，該法生產(chǎn)的穩(wěn)定型二氧化鋯雖然純度高，但成本很高。隨著冶金技術(shù)的發(fā)展，發(fā)明了電熔法制造二氧化鋯技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化，用此法生產(chǎn)的穩(wěn)定型二氧化鋯和脫硅鋯已廣泛應(yīng)用于冶金耐火、有色金屬、航空航天工業(yè)、電子工業(yè)、陶瓷工業(yè)等行業(yè)，制作要求耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱系數(shù)小、高溫強(qiáng)度大等優(yōu)良性能的產(chǎn)品，如管嘴、噴嘴、坩堝、陶瓷色料、表層涂料、工程陶瓷、窯具、耐火磚等。電熔法制造穩(wěn)定型二氧化鋯，其方法是在電弧爐中把鋯原料與穩(wěn)定劑、還原劑的混合物電弧加熱至熔融狀態(tài)，在此狀態(tài)下，還原劑還原提純鋯原料成二氧化鋯，同時(shí)穩(wěn)定劑與二氧化鋯固溶成穩(wěn)定型二氧化鋯。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN1088623A中提出了一種電熔法制造穩(wěn)定化氧化鋯的方法，該方法中鋯原料采用的是鋯英砂和二氯氧化鋯，穩(wěn)定劑為氧化鈣、氧化釔或氧化鉿，該方法首次提出了通過(guò)電熔法制造穩(wěn)定型二氧化鋯，但工藝復(fù)雜，難以應(yīng)用推廣。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN1059704A中介紹了一種脫硅鋯技術(shù)，該技術(shù)利用高溫熔融及外加還原劑來(lái)使硅酸鋯脫硅提純，工藝簡(jiǎn)便，成本低廉，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，但該方法沒(méi)有提及穩(wěn)定型二氧化鋯的制造技術(shù)。
本發(fā)明的目的是，提供一種簡(jiǎn)便的適合于工業(yè)化生產(chǎn)的、在特殊設(shè)計(jì)制造的直流電弧爐中電熔法制造氧化鈣穩(wěn)定的熔凝二氧化鋯的生產(chǎn)方法，用該方法即可以生產(chǎn)穩(wěn)定晶型的二氧化鋯，也可以生產(chǎn)單斜晶型的二氧化鋯。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將100重量份、粒度小于0.15mm的硅酸鋯加入混料機(jī)中，加水0.5-1.0重量份，開(kāi)機(jī)混合3-5分鐘。再加入6-12重量份、粒度小于0.04mm的碳粉，混合5-10分鐘。最后加入2.5-3.2重量份、粒度小于0.04mm的氧化鈣微粉，混合10-20分鐘?；旌虾玫牧铣暑w粒狀，流動(dòng)性很好。將上述配好的粉料分次投入直流電弧爐中，第一次投料量限定為剛剛埋沒(méi)上電極，然后起弧熔煉，起弧電壓為100V，起弧電流為2000A，使?fàn)t溫達(dá)到2000℃，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)加料機(jī)加完剩余粉料，再熔煉1-2小時(shí)。繼續(xù)加熱，使?fàn)t溫達(dá)到2400℃-2800℃，提升上電極，傾爐澆鑄在石墨坩堝中，澆鑄塊自然冷卻后，用顎式破碎機(jī)破碎成小于30mm的料塊，再用對(duì)輥機(jī)破碎成小于4mm的粒料，粒料用磁選機(jī)除鐵后，用高溫隧道式電阻窯進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為1500℃-1700℃，保溫時(shí)間為1-2小時(shí)。用此法制得的產(chǎn)品中，主晶相含量可高達(dá)98％以上，殘留的二氧化硅量為0.5％或更少，為穩(wěn)定型二氧化鋯。
下面用實(shí)施例來(lái)闡明本發(fā)明。
將100kg粒度小于0.15mm的硅酸鋯投入混料機(jī)中，加0.8kg水，混合3分鐘，再加入10kg粒度小于0.04mm的碳粉，混合5分鐘，最后加入3.2kg粒度小于0.04mm的氧化鈣微粉，混合15分鐘。將混合好的料分次投入直流電弧爐(規(guī)格100kg)中，在100V電壓下，以2000A電流起弧并進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為2000℃，時(shí)間為2小時(shí)。然后，繼續(xù)加熱到2600℃，提升上電極，傾爐澆鑄在石墨坩堝中。澆鑄塊自然冷卻后，用顎式破碎機(jī)破碎成小于30mm的料塊，再用對(duì)輥機(jī)細(xì)碎成小于4mm的料粒，最后用磁選機(jī)除鐵。把上述料粒裝在合金盤(pán)中，用隧道式高溫電阻窯進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為1600℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)。所得產(chǎn)品為橘黃色，其中ZrO2(+HfO2)含量≥94.0％、SiO2含量＜0.5％、TiO2含量＜0.4％、Al2O3含量＜0.3％、Fe2O3含量＜0.3％、CaO(+MgO)含量為4.2％-4.5％。
權(quán)利要求
1.一種以硅酸鋯、碳、氧化鈣為原料，在直流電弧爐中熔煉，制造氧化鈣穩(wěn)定的二氧化鋯的方法，其特征在于硅酸鋯、碳和氧化鈣粉料經(jīng)混料機(jī)混合均勻，分次加入直流電弧爐中，通過(guò)電弧爐的正負(fù)電極來(lái)起弧并冶煉熔融，然后加熱到2400℃-2800℃，傾爐澆鑄成塊，再將澆鑄塊經(jīng)1500℃-1700℃高溫?zé)崽幚怼?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，硅酸鋯粉料粒度小于0.15mm，碳和氧化鈣粉料粒度小于0.04mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，先將硅酸鋯加入混料機(jī)中，加水混合3--5分鐘，加水量為每100克硅酸鋯加水0.5-1.0毫升，然后再加入碳粉，混合5-10分鐘，最后加入氧化鈣微粉，混合10-20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，碳的加入量為每100克硅酸鋯加6-12克，氧化鈣的加入量為每100克硅酸鋯加2.5-3.2克。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，混合料分次加入直流電弧爐中，第一次加料量限定為剛剛埋沒(méi)上電極，然后起弧熔煉，待溫度達(dá)到2000℃以后，再用振動(dòng)加料機(jī)把剩余料在1-2小時(shí)內(nèi)加完，然后再把熔液加熱到2400-2800℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，起弧電流和電壓分別為2000A和100V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，傾爐澆鑄在石墨坩堝中，待自然冷卻后即成熔塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，澆鑄塊在隧道式電阻窯中經(jīng)1500℃-1700℃高溫?zé)崽幚?-2小時(shí)，澆鑄塊熱處理之前需經(jīng)顎式破碎機(jī)和對(duì)輥機(jī)破碎成尺寸小于4mm的料粒，并經(jīng)磁選機(jī)除鐵處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鈣穩(wěn)定的熔凝二氧化鋯的生產(chǎn)方法。將硅酸鋯、碳、氧化鈣混合物置于特殊設(shè)計(jì)制造的直流電弧爐中，經(jīng)2000℃-2800℃高溫熔煉后，進(jìn)行傾爐澆鑄，澆鑄塊經(jīng)1500℃-1700℃的高溫?zé)崽幚?，最后制得二氧化鋯含?ZrO
文檔編號(hào)C04B35/484GK1158325SQ9612093
公開(kāi)日1997年9月3日 申請(qǐng)日期1996年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月4日
發(fā)明者金玉琢 申請(qǐng)人:金玉琢