CN109592712B - 一种环保型电熔Cr2O3的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少Cr6+，及单质金属Cr,工艺简单且环保、成本低廉、操作方便、使用效果良好，并具有致密高、抗侵蚀、冲刷性能更好的环保型电熔Cr2O3的制备方法。在熔炼过程中，每次投料前，通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处的环形加料装置，在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料;在电弧炉内通入惰性气体或氮气，隔离高温空气;熔炼结束完成后，分温度段冷却结晶，而后破碎，得到这种环保型电熔Cr2O3。本发明用于制造煤化工、冶金等行业，制品具有优秀的抗侵蚀、抗渗透性能。

Description

一种环保型电熔Cr2O3的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐火材料领域中的氧化铬原料，尤其涉及一种环保型电熔Cr2O3的制备方法, 它是水煤浆气化炉、垃圾焚烧炉、无碱玻璃熔池内衬用关键材料的主要原料。
背景技术
水煤浆气化技术在我国得到快速发展，气化炉是水煤浆加压气化技术的关键设备，水煤浆加压气化炉的通常工况条件为：工作温度1250-1550℃，压力2.0-8.5MPa，强还原气氛、酸性熔渣冲蚀、液态排渣、开停车时较大的温度波动和压力波动冲击；目前，氧化铬砖是成功用于水煤浆加压气炉的工作衬材料，水煤浆气化炉工作衬使用的是高铬砖（Cr2O3含量85%以上），其主要原料是三氧化二铬熔块制备的颗粒料和粉料。
目前, 三氧化二铬的熔点较高（3300℃），需要利用电弧炉对铬绿原料进行熔炼，电弧炉通过三根石墨电极间持续大电流短路运行，从而利用电极电弧产生的高温熔炼氧化铬，弧区温度在3700℃以上。
但在熔炼过程中，氧化铬绿（Cr2O3）中的Cr3+在高温及碱性条件下被氧化为Cr6+,六价铬为可溶性、吞入性毒物、吸入性极强的毒物，皮肤接触可能导致敏感;更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性，其可溶性并对后续制品的物理指标影响较大，体积密度也变低。
另外，靠近石墨电极部分的铬绿粉容易发生过熔，会被石墨电极还原成金属铬，不但加大石墨电极的损耗，而且金属铬的存在会影响后期制作的高铬砖质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题存在的不足，提供一种减少Cr6+，及单质金属Cr, 工艺简单且环保、成本低廉、操作方便、使用效果良好，并具有致密高、抗侵蚀、冲刷性能更好的环保型电熔Cr2O3的制备方法。
本发明的制备方法为：
先将50-70cm厚氧化铬绿细粉铺底，起弧棒星型连接三根石墨电极，压实后通电起弧熔炼，待铺底氧化铬绿溶化后形成导电熔池后，进行投料熔炼，每次投料3-5吨，待已投料基本熔融后, 再进行下次投料，直至完成整炉料的熔炼;通过电流、弧压参数变化自动控制三根石墨电极，随电熔液面调整电极高度，始终保持接触良好的通电状态; 每次投料前，通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处的环形加料装置，在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料; 在熔炼过程中，在电弧炉内通入惰性气体或氮气，隔离高温空气; 熔炼结束完成后，分温度段冷却结晶，而后破碎，得到这种环保型电熔Cr2O3。
其中，在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料，可以避免石墨电极周围的铬绿粉被还原成单质金属铬，也可在熔池内形成微酸性环境，防止Cr6+产生。
其中,在电弧炉内通入惰性气体或氮气，隔离高温空气，防止高温空气氧化铬绿粉，防止Cr6+的生成。
本发明通过这种制备工艺制备的环保型电熔氧化铬的Cr2O3含量达到99.5%以上，体积密度可达5.2g/cm3，远远高于普通氧化铬熔块体密4.9 g/cm3; 吸水率小于0.5%, 用于制造煤化工、冶金等行业，制品具有优秀的抗侵蚀、抗渗透性能。
具体实施方式
综述技术成果仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例详细说明了本发明。
实施例1:
本发明的制备方法为：
先将50cm厚氧化铬绿细粉铺底，起弧棒星型连接三根石墨电极，压实后通电起弧熔炼，待铺底氧化铬绿溶化后形成导电熔池后，进行投料熔炼，每次投料5吨，待已投料基本熔融后, 再进行下次投料，直至完成整炉料的熔炼;通过电流、弧压等参数变化自动控制三根石墨电极，随电熔液面逐步升高而升高，始终保持接触通电状态;
每次投料前，通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处环形加料装置，在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料;
在熔炼过程中，在电弧炉内通入惰性气体，隔离高温空气;
熔炼结束完成后，分温度段冷却结晶，而后破碎，得到这种环保型电熔氧化铬。
实施例2:
本发明的制备方法为：
先将70cm厚氧化铬绿细粉铺底，起弧棒星型连接三根石墨电极，压实后通电起弧熔炼，待铺底氧化铬绿溶化后形成导电熔池后，进行投料熔炼，每次投料3吨，待已投料基本熔融后, 再进行下次投料，直至完成整炉料的熔炼;通过电流、弧压等参数变化自动控制三根石墨电极，随电熔液面逐步升高而升高，始终保持接触通电状态;
每次投料前，通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处环形加料装置，在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料;
在熔炼过程中，在电弧炉内通入氮气，隔离高温空气;
熔炼结束完成后，分温度段冷却结晶，而后破碎，得到这种环保型电熔氧化铬。

Claims (1)

1.一种环保型电熔Cr2O3的制备方法，其特征在于：先将50-70cm厚氧化铬绿细粉铺底，起弧棒星型连接三根石墨电极，压实后通电起弧熔炼，待铺底氧化铬绿熔化后形成导电熔池后，进行投料熔炼，每次投料3-5吨，待已投料基本熔融后, 再进行下次投料，直至完成整炉料的熔炼; 通过电流、弧压参数变化自动控制三根石墨电极，随电熔液面调整电极高度，始终保持接触良好的通电状态; 每次投料前，通过三根石墨电极和炉盖的环形间隙处的环形加料装置，在石墨电极四周加入适量的氧化钛粉料；在熔炼过程中，在电弧炉内通入惰性气体或氮气，隔离高温空气; 熔炼结束完成后，分温度段冷却结晶，而后破碎，得到这种环保型电熔氧化铬。
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