棕刚玉冶炼用原料：高铝矾土、碳素材料、铁屑

棕刚玉是用高铝矾土熟料、碳素材料、铁屑三种原料经过配料混均匀加入电弧炉中，经过高温熔化和杂质还原后冷却而结晶成的棕褐色熔块。其主要成分是Al₂O₃，含量为94.5%~97%。下面我们就介绍下棕刚玉冶炼所用的原料，高铝矾土、碳素材料和铁屑。

1、高铝矾土

对高铝矾土的质量要求有化学成分、脱水程度、粒度等，因为这些因素对棕刚玉冶炼技术指标及产品质量会产生不同程度的影响。

高铝矾土是提供刚玉的主要成分Al₂O₃的原料，含Al₂O₃越高对冶炼刚玉的各项技术指标越有利。随Al₂O₃含量的增加，单位耗电量降低。因此冶炼棕刚玉要求尽可能采取优质高铝矾土原料。

从产品的观点看，高铝矾土中除Al₂O₃以外的氧化物应视为杂质。SiO₂虽然在冶炼中绝大部分被还原成硅铁合金而除去，但产品中仍有少量SiO₂的存留。

Fe₂O₃在冶炼过程中被还原生成硅铁合金而除去，但仍有极少量的氧化铁与氧化铝生成尖晶石留在产品中。

TiO₂在冶炼过程中难以还原，原料中CaO和MgO绝大部分仍存在于产品中。

Na₂O和K₂O在冶炼过程中虽然能在高温下挥发一部分，但是不能被还原，仍留在棕刚玉中，对质量影响很大。

高铝矾土煅烧脱水不仅提高了品位，节省能源，更大的好处是熟料能使路况稳定，提高生产效率，从而获得较好的技术经济指标。

一般要求高铝矾土含Al₂O₃大于76%，Fe₂O₃小于7.0%，TiO₂小于5.5%，CaO+MgO小于1.2%。

高铝矾土熟料的粒度不宜过大，也不宜过细，一般控制在10~25mm。

2、碳素材料

碳素材料作为冶炼刚玉的还原剂，用来还原高铝矾土中的杂质。刚玉冶炼常用的炭素材料有石油焦、焦炭、无烟煤等。对这些材料的化学成分要求见表1，其灰分的化学成分见表2。

冶炼刚玉可以采用任何一种炭素材料做还原剂，只要它具有足够高的反应能力，其灰分含杂质较少，含Al₂O₃较高，还要从最经济合理的原则来决定。

作还原剂碳素材料的有用成分是固定炭，自然是含量越高越好。挥发分和灰分对刚玉冶炼和产品质量不利，必须控制其含量。挥发分和水分过多，则在冶炼过程中，会产生一定数量的气体，影响炉况稳定。

碳素材料的粒度与电炉容量大小有一定对应关系，原则上电炉容量大，炭素材料粒度也大，在2500kV·A电炉上使用5~10mm粒度的炭素材料是可以的。

3、铁屑

铁屑又称稀释剂。因我国高铝矾土中的氧化铁含量低，在冶炼刚玉的混合料中往往按比例加入一定数量的铁屑。

刚玉冶炼常用铸铁屑。对铁屑的质量要求是化学成分及粒度。铁屑的技术条件见下表：

要求铁屑要尺寸小，输送方便，适合刚玉冶炼。对铁屑中铝的成分要严格控制。铁屑加入量是根据高铝矾土中SiO2含量多少而定的。高铝矾土中氧化铁含量也影响铁屑用量，氧化铁被还原成的铁可以减少部分铁屑用量。