Способ получения чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству плавленых огнеупорных материалов, конкретно к получению чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония со стабилизирующими добавками, который используется для производства качественных огнеупорных изделий. Приготавливают шихту, состоящую из бадделеитового концентрата и стабилизирующей добавки, с последующим плавлением в электродуговой печи и охлаждением расплава. Шихту плавят в окислительных условиях открытой дугой при напряжении 90 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течение 2 ч. Расплав дополнительно окисляют на воздухе путем его слива из печи в футерованную изложницу слоем 100-300 мм с получением плавленого диоксида циркония с содержанием кубической фазы в пределах 70-85%. Способ позволяет получить чистый от углерода и карбидов плавленый диоксид циркония с содержанием кубической фазы в пределах 70-85% без дополнительного обжига.

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству плавленых огнеупорных материалов, конкретно к получению чистого плавленого диоксида циркония со стабилизирующими добавками, который используются для производства огнеупорных изделий.

Известен способ получения диоксида циркония стабилизированного оксидом кальция по [1], в котором плавленый диоксид циркония получают плавкой на блок бадделеитового концентрата и медленным охлаждением расплава в ванне печи, при этом получается материал, который сильно науглерожен, содержит карбиды и плохо стабилизирован, содержание кубической фазы 60-70%, что не позволяет использовать данный материал для производства качественных огнеупоров.

Наиболее близким (прототипом) является способ получения плавленого диоксид циркония стабилизированного оксидом кальция по [2], в котором плавленый диоксид циркония получают плавкой на блок бадделеитового концентрата при продувке расплава сжатым воздухом через полые электроды, и медленном охлаждении расплава в ванне печи, при этом получается материал частично науглероженный с низким содержанием карбидов и плохо стабилизированный, содержание кубической фазы 60-70%, что не позволяет использовать данный материал для производства качественных огнеупоров.

Как следует из литературных источников, наплавленный на блок диоксид циркония из бадделеитового концентрата перед применением подвергали окислительному обжигу при температуре 1500 град. С или выше для окисления углерода, карбидов и восстановления стехиометрии диоксида циркония [3, 4].

Основными недостатками известных способов плавки является получение науглероженного плавленого диоксида циркония с низкой степенью стабилизации - содержание кубической фазы 60-70%, что не позволяет использовать данный материал для производства качественных огнеупоров без дополнительного окислительного обжига на 1500 град. С.

Задачей изобретения является - получение чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония с содержанием кубической фазы в пределах 70-85% без дополнительного обжига.

Для решения поставленной задачи и получения технического результата плавление шихты диоксида циркония со стабилизирующей добавкой проводят в окислительных условиях открытой дугой при напряжении 90 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течении 2 ч., после чего расплав дополнительно окисляют на воздухе путем его слива из печи в футерованную изложницу слоем 100-300 мм с получения 70-85% кубической фазы в плавленом материале.

Сущность изобретения состоит в том, чтобы снизить содержание углерода и карбида в плавленом стабилизированном диоксиде циркония за счет плавление шихты в окислительных условиях открытой дугой при напряжении 90 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течении 2 ч. и дополнительном окислении расплава на воздухе во время его слива из печи в изложницу и охлаждения в ней.

Если плавление шихты проводить при меньшем напряжении и больших токах электроды погрузятся в расплав и он науглероживается, а при больших напряжениях и меньших токах возникнет неустойчивый режим плавление и время плавки увеличиться больше 2 часов, что также приведет к науглероживанию расплава.

Одновременно можно регулировать содержание кубической фазы (степень стабилизации материала) изменением скорости охлаждения расплава на воздухе, которая зависит от толщины слоя расплава и скорости теплоотдачи от расплава к футерованной изложнице. Так при слое менее 100 мм скорость охлаждения и кристаллизации высокая и полученный материале содержит кубической фазы более 85%, что не позволяет использовать данный материал для производства качественных огнеупоров. Если слой расплава более 300 мм, скорость охлаждения и кристаллизации низкая и полученный материал содержит кубической фазы менее 70%, что также не позволяет использовать данный материал для производства качественных огнеупоров. Только слой расплава 100-300 мм имеет нормальную скорость охлаждения и кристаллизации и обеспечивает получение в материале 70-85% кубической фазы, что подходит для использования при производстве качественных огнеупоров.

Данный способ осуществляли следующим образом. Смешивали 92-96% бадделеитового концентрата, содержащего 96-98% диоксида циркония, и 4-8% стабилизирующей добавки, в качестве которой использовали окись кальция (строительный мел с пересчетом на СаО), окись магния (каустический магнезит, брусит, периклаз с пересчетом на MgO) и двуокись иттрия. Полученную шихту в количестве 500 кг загружали порциями в электродуговую печь РКЗ-1 (установленная мощность печного трансформатора 1250 кВА) и плавили при рабочем напряжении 90 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течении 2 часов, затем печь наклоняли и 500 кг расплава сливали в футерованную изложницу. Данного напряжения было достаточно для получения открытой дуги и окислительных условий плавки, что позволило избежать науглероживания расплава и образование карбидов, а при сливе расплава из печи в изложницу он дополнительно окислялся на воздухе. Охлаждение слитого расплава на воздухе слоем 100-300 мм в футерованной изложнице способствовало получение плавленого диоксида циркония с заданным количеством кубической фазы. Совокупность этих факторов позволила получить чистый плавленый диоксид циркония с заданными свойствами.

Полученный плавленый материал не содержал углерода и карбидов, имел светло-желтоватый цвет и требуемое количество кубической фазы. После охлаждения и измельчения плавленый материал использовали по назначению без каких либо дополнительных обработок и обжига.

Таким образом, предложенный способ получения плавленого диоксида циркония позволяет исключить науглероживания расплава и образование карбидов за счет окислительной плавки и дополнительного окисления расплава на воздухе во время слива из печи в изложницу и получить частично стабилизированный материал за счет различной скорости охлаждения и кристаллизации расплава в футерованной изложницы.

Источники информации:

1. RU. A.C. №893966, С04В 35/60, 30.12.1981 г. [1];

2. RU. А.С. №1590469, С04В 35/02, 07.09.1990 г. [2];

3. Освоение плавки бадделеита в электродуговой печи. А.Г. Караулов, А.Д. Малюк, В.Г. Дружинин и др. / Огнеупоры - 1983 г. №4, с. 34-36. [3];

4. Опыт плавки бадделеита в электродуговых печах типа ОКБ-955Н. А.Г. Караулов, Т.Е. Сударкина, Я.Г. Гапонов и др. / Огнеупоры - 1983 г. №6, с. 21-24. [4].

Способ получения чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония, включающий приготовление шихты, состоящей из бадделеитового концентрата и стабилизирующей добавки, с последующим плавлением в электродуговой печи и охлаждением расплава, отличающийся тем, что плавление шихты ведут в окислительных условиях открытой дугой при напряжении 90 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течение 2 ч, после чего расплав дополнительно окисляют на воздухе путем его слива из печи в футерованную изложницу слоем 100-300 мм с получением плавленого диоксида циркония с содержанием кубической фазы в пределах 70-85%.



 

Похожие патенты:

Способ относится к разделению циркония и гафния посредством пирометаллургии. Смесь оксида циркония и оксида гафния, углерод и чистый бром реагируют в течение часа при температуре 650°C с получением чистых бромида циркония и бромида гафния.
Изобретение относится к способам переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения соединений циркония, редкоземельных элементов (РЗЭ) и диоксида кремния.

Способ получения очищенного от примесей магния включает: объединение цирконийсодержащего материала с расплавленным магнием с низким содержанием примесей, содержащим не более 1,0% мас.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для электродугового получения тугоплавких металлов из рудных концентратов. Установка для электродугового получения циркония содержит ванну-накопитель для получения шлаковой ванны с цирконием и примесями, металлический водоохлаждаемый кристаллизатор для термодиффузионного осаждения на нем металла, установленный в ванне-накопителе, пару основных электродов для плавки шихты, соединенных с источником тока повышенной мощности, пару вспомогательных электродов со сквозными отверстиями для испарения примесей, соединенных с дополнительным источником тока пониженной мощности, нагревательный элемент для дополнительного разогрева шлаковой ванны, расположенный в нижней части ванны-накопителя, форвакуумный насос для откачки воздуха с поверхности шлаковой ванны, соединенный с каждым вспомогательным электродом, и металлический поддон для разжигания дуги, установленный на дне ванны-накопителя.

Изобретение относится к получению металлических порошков и может найти применение, в частности, в пиротехнике и химической технологии. В способе дезагрегирования порошка натриетермического циркония осуществляют обработку агрегированного порошка путем перемешивания в среде с водородным показателем рН>7 с получением диспергированного порошка, который затем отмывают до нейтрального значения водородного показателя среды.

Изобретение относится к технологии переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения редких металлов (РЗМ). Способ извлечения редкоземельных элементов и циркония при переработке эвдиалитового концентрата включает обработку эвдиалитового концентрата серной кислотой с добавлением фторида натрия.
Изобретение относится к гидрометаллургии и технологии редких элементов и может быть использовано при переработке циркониевых концентратов и цирконийсодержащего сырья и полупродуктов, в том числе отходов глиноземного производства.

Изобретение относится к переработке сырья, содержащего цирконий. Способ включает фторирование сырья, содержащего диссоциированный цирконий, для получения фтористого соединения циркония, а также фтористого соединения кремния.

Изобретение относится к получению слитков гафния. Прессуют брикеты из шихтового гафниевого материала с плотностью брикета не менее ρбр=7,2 г/см3.

Изобретение относится к технологии редких и редкоземельных металлов и может быть использовано на рудоперерабатывающих предприятиях для вскрытия и переработки трудно разлагаемых концентратов для извлечения редкоземельных металлов (РЗМ), циркония, титана и других металлов.
Изобретение относится к теплозащитному покрытию и высокотемпературному холодностенному реактору гидрогенизации, содержащему такое покрытие. Теплозащитное покрытие содержит последовательно расположенные адгезивный слой, второй керамический слой и первый керамический слой.

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе тетрагонального диоксида циркония. Технический результат изобретения - увеличение прочности материалов, спекающихся до плотного состояния при низкой температуре 1300-1350°С.

Изобретение относится к производству огнеупоров и может быть использовано в прессформах для изготовления стеклянных подложек жидкокристаллических дисплеев. Огнеупорное изделие включает цирконовую основу, которая содержит по меньшей мере 1,5 и не более 3,5 мас.% Al2O3, по меньшей мере 25 и не более 35 мас.% SiO2, по меньшей мере 0,1 мас.% Та2О5 в расчете на общую массу цирконовой основы, причём отношение количества SiO2 к количеству Al2O3 (в мас.%) составляет по меньшей мере 10.

Изобретение относится к получению спечённого керамического материала и может быть использовано в стоматологической и медицинской технике. В предложенном материале на основе оксида циркония содержание тетрагонального оксида циркония находится между от 94 и 96 об.% и тетрагональная фаза химически стабилизирована.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и используется в качестве компонента (формовочного блока), находящегося в контакте с расплавленным стеклом при его вытягивании из расплава в виде листа.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и используется в качестве компонента (формовочного блока), находящегося в контакте с расплавленным стеклом при его вытягивании из расплава в виде листа.

Изобретение относится к технологии получения керамических композитов с улучшенными механическими, экологическими и декоративными характеристиками и может быть использовано для производства ответственных технических и/или декоративных и ювелирных изделий, таких как корпус часов, циферблат, а также в иных областях народного хозяйства.

Изобретение относится к технологии получения керамических композитов с улучшенными механическими, экологическими и декоративными характеристиками и может быть использовано для производства ответственных технических и/или декоративных и ювелирных изделий, таких как корпус часов, циферблат, а также в иных областях народного хозяйства.

Изобретение относится к промышленности огнеупоров, в частности к производству огнеупорных масс, которые могут быть использованы для футеровки тепловых агрегатов. Огнеупорная масса включает следующие компоненты, мас.%: огнеупорная глина 35,0-45,0; кварцит 10,0-13,0; циркон 35,0-45,0; муллит 7,0-10,0.

Изобретение относится к керамическому композитному материалу, содержащему матрицу из стабилизированного в тетрагональной фазе оксида циркония и вторичную фазу, и может быть использовано в стоматологической и медицинской технике: для реставрации зубов и технике имплантирования.

Изобретение относится к токоприемникам транспортных средств с электротягой. Контактная вставка содержит корпус с желобом для контактного провода, соответствующим форме контактного провода, и вкладыши.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству плавленых огнеупорных материалов, конкретно к получению чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония со стабилизирующими добавками, который используется для производства качественных огнеупорных изделий. Приготавливают шихту, состоящую из бадделеитового концентрата и стабилизирующей добавки, с последующим плавлением в электродуговой печи и охлаждением расплава. Шихту плавят в окислительных условиях открытой дугой при напряжении 90 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течение 2 ч. Расплав дополнительно окисляют на воздухе путем его слива из печи в футерованную изложницу слоем 100-300 мм с получением плавленого диоксида циркония с содержанием кубической фазы в пределах 70-85. Способ позволяет получить чистый от углерода и карбидов плавленый диоксид циркония с содержанием кубической фазы в пределах 70-85 без дополнительного обжига.

Наверх