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鎂合金熔煉爐及廢料復化

時間:2015-8-18


  鎂合金熔煉爐型有多種,但現在用得多的有反射爐、坩堝爐與無鐵芯工頻感應電爐,用后者熔煉可獲得高品質熔體。
      反射爐
      反射爐在有色金屬熔煉中獲得了廣泛應用,特別是在熔煉鋁合金時。鎂合金熔煉反射爐結構與鋁合金的幾乎完全相當。反射爐的熱源有固體燃料(煤與焦炭)、流體燃料(液體和氣體)與電。因環保問題與提高合金品質,固體燃料與液體燃料不宜用或盡量少用,應以發生爐煤氣、煉焦煤氣、天然氣為主要燃料,電雖是一種清潔能源,但價格較高,不利于降低生產成本。
      反射爐爐頂呈弧形,熱量由爐頂和爐墻反射至爐料,因此爐料的加熱是以傳導和輻射方式由上向下傳遞的,同時使火焰及廢氣緩慢流過熔體表面,使爐料與熱流直接接觸。反射爐的燃燒速度快,適于大規模熔煉,現代化的由電腦控制燃燒參數與余熱得到回收利用的,熱效率可高達70%,天然氣消耗量可小于60m3/t鎂。
      反射爐頂用耐火材料整體澆注,爐底通常用鎂磚、鎂砂砌筑,也可用鑄鐵作爐底,而不使用含SiO2的耐火材料,因為鎂及熔劑中的MgCl2易與SiO2發生反應,不但會破壞爐襯,而且會增加合金的雜質Si含量。
按用途的不同可將反射爐分為熔煉爐與靜置爐。鎂合金必須在熔劑的嚴密保護下熔煉,熔煉熔劑及精煉劑的種類與用量前面已作過介紹,在此不再贅述。
      坩堝爐
      坩堝爐在鎂合金熔煉中也得到廣泛應用。與反射爐相比,坩堝爐的金屬燒損可降低3個百分點,例如反射爐的金屬燒損可達5%或更大一些,而坩堝爐的燒損只不過2%左右;勞動環境也大大改善。按加熱方式可將坩堝爐分為電阻坩堝爐和燃氣坩堝爐。
      電阻爐的電阻發熱體裝于堝的四周爐壁上,發熱電阻有絲狀的,也有扁帶狀的。在電價低的地區,可用電阻坩堝爐。
      最好用以天然氣為燃料的坩堝爐,如有煉焦煤氣為燃料那是最好的,因為可降低生產成本。用噴嘴將點燃的天然氣火焰沿著爐壁切線方向,以確保最恰當的燃燒位置。否則,若將火焰直接噴于堝壁上,易引起受熱體-鎂材料或熔體局部過熱,甚至會燒壞坩堝。
      無鐵芯工頻感應電爐
      這種爐是熔煉鎂合金的最佳爐型,生產環境好,產品質量高,化學成分精準,燒損低,但是不能采用熔溝式感應爐,因為密度大的熔劑及熔渣會沉積爐底,堵塞熔溝。感應電爐坩堝可用10mm~25mm的低碳鋼板焊成,也可以用鑄鐵直接鑄成壁厚40mm~60mm的坩堝,不過它的體積大,且內部可能存在種種鑄造缺陷,所以還是宜用鋼板焊的。
      無鐵芯工頻感應電爐由爐架、爐體、密封爐蓋、通風設施、液壓系統、冷卻系統、電路系統、電磁輸送或低壓轉注系統等組成。
      由多臺感應電爐組成的坩堝群,不僅生產能力大,而且熔煉時爐料不直接與火焰接觸,既可以大大減少熔劑用量,又可以提高熔體品質與改善勞動環境。采用這種熔煉設備,加上可靠的凈化處理與鑄造時采用密封澆注系統可以鑄得高品質的鑄錠,對提高產品質量極為有利。
      工藝廢料的復化
      在鎂合金材料生產中產生的工藝廢料比生產銅、鋁材時的比例大得多,是一種重要的資源。通常把這類廢料按其形狀、尺寸和清潔程度的不同分為一級、二級和等外幾種。一級廢料可直接熔煉成品合金,二級或等外廢料必須經過復化、精煉鑄成錠,成分符合要求的可當一級廢料。必須嚴格管控廢料成分,特別是殘屑應嚴格分類,切忌混料。
      對殘屑要求
      鎂合金碎屑必須按牌號收集保存,不得混入其他金屬及異物。
      鎂合金碎屑必須保持干燥,避免水、油、乳液、化學品物質等等混入。
      不得混入較多的鎂及鎂合金粉塵,以免熔煉時引發爆炸。
      碎屑存放處應保持良好的通風,與火源保持一定距離。
      復化工藝
      在采用5t反射爐復化二級或等外廢料時,先向爐內撒少許二號熔劑,裝入總量1/4的大塊料,升溫熔化,當溫度達到720℃~740℃時,分批加入碎屑,邊加邊攪拌,而后升溫至750℃~770℃,扒出浮渣和底渣,轉爐,在740℃~760℃精煉,靜置40min~100min后鑄造。
      二級廢料直接熔煉成品合金工藝
      用二級廢料直接熔煉鎂合金的工藝為:清爐-熔化-扒渣后,取樣分析,調整成分,合格后,在爐內進行第一次精煉,靜置60min,轉爐,其后的工藝與用非廢料熔煉的工藝相同。

      來源:中國有色金屬報

 


 



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