Содержание

Введение

1.Аналитическая часть

1.1.Корунд

1.2.Электрокорунд ,разновидности электрокорунда и область его применения

1.3.Белый электрокорунд

1.3.1.Свойства и виды электрокорунда

1.4.Требования к химическому составу белого электрокорунда

1.5.Минералогический состав электрокорунда белого в разных зонах блоков

1.6. Теоретические основы производства

1.7.Исходные материалы и шихта

1.8.Производство глинозема

1.8.1.Технический глинозем

1.8.2.Расплав глинозема

1.9. Теоретические основы производства белого электрокорунда

1.10.Дуговые печи,плавка

1.11. Фазовый состав белого электрокорунда

2.Основная часть

2.1.Внепечная обработка расплава белого электрокорунда и магнитная сепарация шлифматериалов

2.2.Электрический подогрев расплава в изложнице-печи и условия охлаждения слитков

1. Аналитическая часть

1.1.Корунд Корунд— минерал, кристаллический α-оксид алюминия (Al₂O₃) , тригональной сингонии, дитригонально-скаленоэдрический.

Встречается в виде отдельных или сросшихся в группы бочонкообразных, дипирамидальных и таблитчатых кристаллов псевдогексагонального облика, обособленных вкраплений и зёрен, плотных зернистых агрегатов.

• Спайность мнимая, кажущаяся, из-за сильно выраженной отдельности, обусловленной полисинтетического двойникования.

• Твёрдость по Моосу 9.

• Плотность 3,9 — 4 г/см³.

• Теплота плавления 109,2 кДж/моль

• Температура плавления — 2050 °C.

• Цвет широко варьирует от бесцветного и серого до различных оттенков красного, синего или фиолетового.

• Дихроичен. Иногда наблюдается иризация на сколах по спайности.

• Блеск сильный металлический до матового. В некоторых случаях, благодаря закономерно расположенным включениям тончайших рутиловых иголочек, ориентированных по его главным кристаллографическим направлениям, наблюдается эффект астеризма. В этих случаях говорят о «звёздчатых» корундах (рубинах, сапфирах). Химически стоек, нерастворим в кислотах.

В качестве абразива широко применяется искусственный корунд, получаемый термической обработкой различного высокоглинозёмного сырья. Из корунда изготавливаются режущие диски для шлифовально-режущих машин. Искусственный корунд ранее применялся при изготовлении корундовых игл (вместо дорогих алмазных) — для воспроизведения записи граммпластинок в электропроигрывающих устройствах, радиолах.

1.2.Электрокорунд ,разновидности электрокорунда и область его применения

Электрокорунд – это искусственный корунд, получаемый при кристаллизации высокоглиноземистого расплава. Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, электрокорунд имеет широкую область применения в различных отраслях промышленности. Высокая твердость электрокорунда, превосходящая твердость природного корунда, обусловила его применение в качестве абразивного материала, используемого как при шлифовании свободным зерном, так и при изготовлении абразивных инструментов. Абразивные материалы и инструменты незаменимы при механической обработке различных материалов в самых разных областях человеческой деятельности – от тжелого машиностроения до стоматологии. Электрокорундовые зерна, порошки и микропорошки составляют около 80% общего объема производства абразивных материалов. Основными потребителями абразивных инструментов и материалов являются предприятия металлургической, машиностроительной, строительной отраслей. Высокая тугоплавкость и стойкость к химическим реагентам определила применение электрокорунда в производстве огнеупорных изделий и материалов. Крупнейшими потребителями огнеупорной продукции являются также предприятия черной и цветной металлургии, строительной индустрии, химической и нефтехимической промышленности и пр. Таким образом, спрос на электрокорунд определяется уровнем потребления продукции, производимой предприятиями ведущих отраслей промышленности. По мере развития новых технологий, области применения электрокорунда будут расширяться.

Химически чистый корунд представляет собой кристаллическую окись алюминия, получаемую в результате плавки химически чистой окиси алюминия (глинозема) при температуре около 2050° С. Электрокорунд выпускается обычно с содержанием 91 — 99% Аl₂0₃; плотность 3,93 — 4,01 г/см3; микротвердость 1800 — 2600 кгс/мм2; твердость по шкале Мооса 8,9 - 9,1. По твердости корунд уступает только алмазу, кубическому нитриду бора, карбиду бора и карбиду кремния. Промышленность выпускает следующие четыре разновидности элeктрокорунда, которые в зависимости от содержания двуокиси алюминия и примесей имеют различный цвет, структуру и свойства: электрокорунд нормальный, содержащий в зерне 92 — 96% Аl₂0₃ и имеющий цвет от розового до темно-коричневого (синий, коричневый, малиновый и др.); электрокорунд белый, содержащий 97 — 99% Аl₂0₃; легированные электрокорунды, содержащие элементы, существенно изменяющие их свойства, например, титан, хром и др.; монокорунды, содержащие 97 — 98% Аl₂0₃.

Нормальный электрокорунд -получают из бокситов методом восстановительной плавки в электропечах. По сравнению с другими электрокорундовыми материалами его наиболее часто применяют в промышленности. Плотность нормального электрокорунда составляет 3,9 г/см³. Микротвердость, колеблется в пределах 2000 — 2300 кгс/мм². Высокая твердость и прочность зерен позволяют использовать электрокорунд для шлифования металлов. Кроме того, корунд имеет значительную вязкость, а поэтому его применяют при выполнении работ с переменными нагрузками и при повышенных давлениях. Промышленность выпускает нормальный электрокорунд марок 12А, 13А, 14А, 15А и 16А. Электрокорунд 12А и 13А применяют при изготовлении инструментов на органической связке, предназначенных для обработки заготовок из углеродистых незакаленных сталей и легированных чугунов. Электрокорунд 14А используют при изготовлении абразивных паст и инструментов на всех связках, которые применяют для обработки заготовок из незакаленных сталей, легированных чугунов и цветных металлов. Из электрокорунда 15А изготавливают инструменты на всех связках, применяемых для обработки заготовок из конструкционных углеродистых и легированных сталей.

Белый электрокорунд- отличается высоким содержанием окиси алюминия (около 99%) при незначительном наличии других окислов. Микротвердость белого электрокорунда 2200 — 2600 кгс/мм2, плотность 3,95 г/см3. Вследствие высокой твердости, прочности и наличия острых кромок, зерна белого электрокорунда легко внедряются в заготовки из высокопрочных сплавов. Острые кромки зерен способствуют также меньшему нагреву обрабатываемых заготовок. Сырьем для выплавки белого электрокорунда является глинозем, представляющий собой окись алюминия с незначительным количеством примесей. Его получают из бокситов, нефелинов, каолинов и других продуктов. Абразивные инструменты и материалы из белого электрокорунда однородны и обладают хорошей самозатачиваемостью, а обработанные ими поверхности деталей отличаются низкой шероховатостью. Благодаря этим качествам из белого электрокорунда изготавливают абразивные инструменты, применяемые при прецизионном и скоростном шлифовании. Белый электрокорунд выпускают трех марок: 23А, 24А и 25А. Из регенерируемого зерна изготавливают белый электрокорунд марки 22А. Из белого электрокорунда 23А и 22А изготавливают шлифзерно, шлифпорошки и микропорошки, применяемые при производстве шкурок, паст и абразивных инструментов для обработки заготовок из углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей. Из абразивных порошков 24А и 25А изготавливают прецизионные инструменты класса А на всех связках, предназначенные для обработки заготовок из углеродистых, быстрорежущих и легированных сталей.

Легированные электрокорунды- обладают регулируемыми свойствами вследствие того, что в корунде содержатся различные элементы, образующие с ним твердые растворы. Свойства легированных корундов отличаются от обычных. Материал, выплавленный из глинозема с полуторной окисью титана, называется титанистым электрокорундом. Абразивная способность титанистого электрокорунда выше, чем нормального и белого электрокорунда при меньшей прочности и микротвердости. Хромистый электрокорунд марок 32А, 33А и 34А получают из глинозема при выплавке с добавкой окиси хрома. По показателям абразивной способности, прочности и микротвердости хромистый и белый электрокорунды примерно одинаковы. Круги из легированных электрокорундов рекомендуется применять для шлифования заготовок из конструкционных и инструментальных (закаленных) сталей. Использовать инструменты из легированных электрокорундов для обработки заготовок из вязких сталей нецелесообразно.

Монокорунд -отличается от других электрокорундов большой чистотой, причем почти вся окись алюминия в монокорунде представлена корундом с зернами-монокристаллами. Монокорунд содержит не менее 97% Аl₂O₃ остальное примеси; плотность 3,97 г/см3. Монокорунд получают из бокситов методом окенсульфидной плавки, сущность которой заключается в сплавлении боксита с сернистым железом (пиритом) в присутствии восстановителя. По сравнению с нормальным и белым электрокорундами монокорунд обладает более высокими показателями: твердостью, механической прочностью и абразивной способностью. Изометричная форма зерен монокорунда и прочные острые кромки обеспечивают инструментам высокую режущую способность и хорошую самозатачиваемость. Марки монокорунда 43А, 44А и 45А отличаются различным содержанием Аl₂O₃ и применяются для изготовления инструментов на керамической связке и шлифовальной шкурки, предназначенных для обработки заготовок из закаленных легированных, жаропрочных и кислотоупорных сталей и сплавов.