專利名稱：鋯英石電熔制二氧化鋯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，尤指一種利用改進的電弧爐電熔鋯英石，生產單斜晶型二氧化鋯的方法。
現(xiàn)有技術中，較新的生產氧化鋯方法是中國專利ZL94115847公開的“一種二氧化鋯的電熔吹球生產方法”。此方法是采用濕法投料，即用水混料、投入電弧爐中，在低電壓116V下，以低電流1800A起弧，在2000℃左右，熔煉1-2小時，而在2430℃時，傾斜電弧爐，并以8-10kg/cm2壓縮空氣將熔融液吹成空心球粒。
此方法存在下列缺陷1、濕法配料后的原料，投入爐內時，進入高溫區(qū)，沒有干燥時間，立即結塊，并且爐內的溫度不是恒溫，會出現(xiàn)富碳區(qū)，以致形成碳化反應，生成碳化鋯，影響產品質量；2、低電壓116V下，以低電流1800A起弧，難以達到2430℃，電熔效果差，無法生成二氧化鋯，影響產品質量；3、8-10kg/cm2壓縮空氣吹球，空氣中氧氣含量低，無法使熔融液中鋯進一步氧化，也影響產品質量。
4、鑒于上述原因，此方法難以制出純度達98％的二氧化鋯。
為達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其步驟如下(1)以80-120目的鋯英石為原料，13％作為過量調整系數(shù)加入80-120目的高純石墨粉，并加入4％-10％的粘結劑，均勻混合；(2)將混合好的原料投入電弧爐內，在170-190V的電壓下，以3800-4300A的電流起??；
(3)在1700-2500℃時，熔煉110-130分鐘；(4)再繼續(xù)加溫，在2500-2700℃時，傾斜電弧爐，用氧氣和空氣的混合氣體，以6-8kg/cm2壓力將熔融液噴吹，即制成單斜晶體二氧化鋯空心球粒。
其中，上述步驟(1)可進一步為將混合好的原料擠成條狀，在140℃干燥，以使反應更徹底，產品質量更佳。
上述步驟(3)可進一步為調整電壓至120-140V，電流至5300-5500A，在1700-2500℃時，熔煉110-130分鐘。
上述步驟(4)之前，可增加一個步驟繼續(xù)加大電流至5500-6200A，電壓110-130V，在2500-2700℃時，精煉10-20分鐘。
上述步驟(4)中氧氣和空氣的混合比例為1∶1。
采用上述方法后，本發(fā)明工藝簡便、可靠、熔融和噴吹一次完成，而且，本發(fā)明與現(xiàn)有生產工藝相比，具有以下優(yōu)點1、干法配料后的原料，投入爐內時，電弧穩(wěn)定，爐內的溫度恒溫，不會出現(xiàn)富碳區(qū)，不致發(fā)生碳化反應，絕無碳化鋯生成，爐料不會結塊，產品質量佳，且省電；2、170-190V電壓下，以3800-4300A電流起弧，熔煉溫度高1700-2500℃，效果好，易生成二氧化鋯，產品質量佳；3、6-8kg/cm2壓縮氧氣和空氣的混合氣體吹球，氧氣含量高，可進一步氧化熔融液中鋯，進而提高二氧化鋯的純度，可達98％以上，產品質量佳。
高純石墨粉的選用含碳量98％以上，80-120目。
粘結劑的選用淀粉。
二、原料混合在鋯英石原料中，以13％作為過量調整系數(shù)，加入高純石墨粉，并加入4％-10％的粘結劑，用V型混料機均勻混合；混料后的原料，擠成條狀，溫度在140度干燥，成為有一定抗壓能力的條狀體。
三、加料，脫硅，精煉電弧爐內襯直徑1200-1400毫米，深度700-800毫米。
將900-1300kg原料投入爐電弧內。選用埋弧生產方法，起弧電流3800-4300A、電壓170-190V。根據(jù)爐內物理變化，調整爐內溫度，在1700-2500℃時，進行脫硅，調整電流5300-5500A，電壓120-140V，熔煉110-130分鐘。再進行加溫，根據(jù)爐內的物理變化(指電弧爐內脫硅程度)進行精煉，繼續(xù)加大電流，以達到5500-6200A，電壓110-130V，大約在10-20分鐘，熔液溫度達到2500-2700℃時，在爐內看不見白色二氧化硅細粉時，進行出料。
四、出料出料時，電極抬起，將電爐傾斜36-42度傾出熔液，通過出料口(即水冷爐咀)的原料熔融液體，經過1∶1氧氣和空氣降溫處理的混合氣體，以6-8kg/cm2壓力噴吹(10立方米儲氣罐穩(wěn)定空氣的流速為12-14m/s)，使2500-2700℃的熔液達到急劇冷卻，即形成1-5毫米直徑、黃褐色、主晶相為單斜晶體的含鋯為98％的二氧化鋯原料產品，即二氧化鋯空心球，從而解決了鋯球中含碳顆粒問題，并提高了產品的質量。
權利要求
1.一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其特征在于(1)以80-120目的鋯英石為原料，13％作為過量調整系數(shù)加入80-120目的高純石墨粉，并加入4％-10％的粘結劑，均勻混合；(2)將混合好的原料投入電弧爐內，在170-190V的電壓下，以3800-4300A的電流起??；(3)在1700-2500℃時，熔煉110-130分鐘；(4)再繼續(xù)加溫，在2500-2700℃時，傾斜電弧爐，用氧氣和空氣的混合氣體，以6-8kg/cm2壓力將熔融液噴吹，即制成單斜晶體二氧化鋯空心球粒。
2.如權利要求1所述的一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其特征在于步驟(1)進一步為將混合好的原料擠成條狀，在140℃干燥。
3.如權利要求1所述的一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其特征在于步驟(3)進一步為調整電壓至120-140V，電流至5300-5500A，在1700-2500℃時，熔煉110-130分鐘。
4.如權利要求1所述的一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其特征在于步驟(4)之前增加一個步驟繼續(xù)加大電流至5500-6200A，電壓110-130V，在2500-2700℃時，精煉10-20分鐘。
5.如權利要求1所述的一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其特征在于步驟(4)中氧氣和空氣的混合比例為1∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋯英石電熔制二氧化鋯的方法，其步驟如下以80－120目的鋯英石為原料，13％作為過量調整系數(shù)加入80－120目的高純石墨粉，并加入4％－10％的粘結劑，均勻混合；將混合好的原料投入電弧爐內，在170－190V的電壓下，以3800－4300A的電流起?。辉?700－2500℃時，熔煉110－130分鐘；再繼續(xù)加溫，在2500－2700℃時，傾斜電弧爐，用氧氣和空氣的混合氣體，以6－8kg/cm
文檔編號C01G25/00GK1465529SQ0211313
公開日2004年1月7日 申請日期2002年6月4日 優(yōu)先權日2002年6月4日
發(fā)明者吳金濱 申請人:漳州錦源盛鋯業(yè)有限公司