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刚玉砂金刚砂磨料的生产工艺
日期：2024-04-19 23:13
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摘要：金刚砂的化学成分是决定磨料质量和性能的重要指标。对于磨料，GB/T 2478-1996、GB/T 2479-1996及JB/T 7986 --2001、JB/T 7996-1999等进行了相关规定。刚玉系磨料中的A1203含量是主要化学成分指标。棕刚玉含A1203 92.5%-97%(质量分数)，含Ti02 1.5%-3.8%；白刚玉含A1203 97%--98.5%，含Na20低于0.5%-0.8%，微晶刚玉含AL203 94%-96.5%，含TiO2 2.2%-3.8%；单晶刚玉含A12O3 98%-98.6%；黑刚玉含AL203 62%一77%，Fe203大于5%；锆刚玉含AL203大于98%，含Cr203 0.15%一0.4%。金刚砂磨料的化学成分随磨料粒度变化略有波动。磨料粒度越细、纯度越低，杂质含量会相应增加。
金刚砂的主要化学成分是决定磨料质量和性能的重要指标。对于磨料，GB/T 2478-1996、GB/T 2479-1996及JB/T 7986 --2001、JB/T 7996-1999等进行了相关规定。刚玉系磨料中的A1203含量是主要化学成分指标。棕刚玉含A1203 92.5%-97%(质量分数)，含Ti02 1.5%-3.8%；白刚玉含A1203 97%--98.5%，含Na20低于0.5%-0.8%，微晶刚玉含AL203 94%-96.5%，含TiO2 2.2%-3.8%；单晶刚玉含A12O3 98%-98.6%；黑刚玉含AL203 62%一77%，Fe203大于5%；锆刚玉含AL203大于98%，含Cr203 0.15%一0.4%。金刚砂磨料的化学成分随磨料粒度变化略有波动。磨料粒度越细、纯度越低，杂质含量会相应增加。
生产金刚砂刚玉磨料的原料
①矾土
是冶炼棕刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉的主要原料，矾土又称铝土矿。它是以三水铝(Al203·3H20)、一水铝石(A1203·H20)为主要组分，还有蛋白石、赤铁矿、针铁矿等次要组分的混合物。刚玉磨料主产对矾土的质量要求主要是矾土化学成分、脱水程度、熔点和块度。
②碳素
是冶炼刚玉类磨料的还原剂，常用的是石油和无烟煤，在选用上应严格控制质量。
③铝氧粉
是冶炼白刚玉、铬刚玉、锆刚玉的主要原料，其主要成分为A1203，熔点在2000℃以上，是白色粉状物，含量大于98.4%，含Na20低于0.6%。
④黄铁矿 (FeS2)是生产单晶刚玉的原料。
⑤铁屑 是冶炼棕刚玉的稀释剂与澄清剂，稀释硅铁合金的浓度，常用钢屑、铸铁屑。
金刚砂刚玉磨料生产工艺
金刚砂刚玉生产工艺过程主要包括电炉冶炼、冷却、制粒加工。
①棕刚玉生产工艺
生产棕刚玉的原材料有熟矾土、碳素、铁屑等。根据冶炼过程中化学反应平衡式进行配料计算，将配好的原料装入电弧炉内，送电开炉，对原料进行熔炼，使原料熔化，还原杂质氧化物生成并分离铁合金与棕刚玉熔体。熔炼阶段完成后进行精炼，其目的是把杂质氧化物进行充分还原，使炉内熔液温度提高，化学成分符合要求，精炼充分后停电出炉。将熔液倾倒入接包，将棕刚玉熔液进行冷却，先自然冷却，使刚玉熔块冷却至常温。
②白刚玉生产工艺
白刚玉磨料以铝氧化粉为原料，在电弧炉内高温熔融，经熔炼与精炼之后，倾倒注入接包，进行冷却形成白刚玉熔块。白刚玉冶炼不同于棕刚玉之处在于，电弧炉炉衬材料采用白刚玉砂、氧化铝粉；熔块法生产白刚玉，要求炉衬有良好的绝热性能及良好的透气性。
③单晶刚玉生产工艺
用矾土、黄铁矿(FeS2)，碳素、铁屑等原料在电弧炉内冶炼及精炼，出炉倾入接包，进行水清洗→磁选→脱水→酸洗→水清洗→脱水→单晶刚玉。
④微晶刚玉生产工艺
与棕刚玉类似，所不同的是在冶炼中要加入适量的还原剂及澄清剂去除杂质，控制晶体生长，AL203含量较低；在冷却时，熔块厚度较薄(100-200mm)，需快速冷却，其结晶细小。
⑤铬刚玉生产工艺
类似于白刚玉生产工艺，但在原料中加人的Cr2O3利用率为40%-60%，损失较多。为防止Cr2O3的损失，可在冶炼中后期加人Cr2O3与铝氧化混合料，提裔铭进入固体的含量。
⑥锆刚玉生产工艺
与棕刚玉大体相同，不同处是在原料中加入大量的锆英砂或ZrO2，冶炼完毕后，采用快速冷却工艺。常用的冷却方法有钢球冷却法、半连续钢球冷却法、滚筒挤压法及隔板冷却法等。冷却方法是锆刚玉获得微晶结构的关健。