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镁合金熔炼炉及废料复化

日期:2015-08-18 11:35:10       浏览次数:
镁合金熔炼炉及废料复化
 

时间:2015-8-18


  镁合金熔炼炉型有多种,但现在用得多的有反射炉、坩埚炉与无铁芯工频感应电炉,用后者熔炼可获得高品质熔体。
      反射炉
      反射炉在有色金属熔炼中获得了广泛应用,特别是在熔炼铝合金时。镁合金熔炼反射炉结构与铝合金的几乎完全相当。反射炉的热源有固体燃料(煤与焦炭)、流体燃料(液体和气体)与电。因环保问题与提高合金品质,固体燃料与液体燃料不宜用或尽量少用,应以发生炉煤气、炼焦煤气、天然气为主要燃料,电虽是一种清洁能源,但价格较高,不利于降低生产成本。
      反射炉炉顶呈弧形,热量由炉顶和炉墙反射至炉料,因此炉料的加热是以传导和辐射方式由上向下传递的,同时使火焰及废气缓慢流过熔体表面,使炉料与热流直接接触。反射炉的燃烧速度快,适于大规模熔炼,现代化的由电脑控制燃烧参数与余热得到回收利用的,热效率可高达70%,天然气消耗量可小于60m3/t镁。
      反射炉顶用耐火材料整体浇注,炉底通常用镁砖、镁砂砌筑,也可用铸铁作炉底,而不使用含SiO2的耐火材料,因为镁及熔剂中的MgCl2易与SiO2发生反应,不但会破坏炉衬,而且会增加合金的杂质Si含量。
按用途的不同可将反射炉分为熔炼炉与静置炉。镁合金必须在熔剂的严密保护下熔炼,熔炼熔剂及精炼剂的种类与用量前面已作过介绍,在此不再赘述。
      坩埚炉
      坩埚炉在镁合金熔炼中也得到广泛应用。与反射炉相比,坩埚炉的金属烧损可降低3个百分点,例如反射炉的金属烧损可达5%或更大一些,而坩埚炉的烧损只不过2%左右;劳动环境也大大改善。按加热方式可将坩埚炉分为电阻坩埚炉和燃气坩埚炉。
      电阻炉的电阻发热体装于埚的四周炉壁上,发热电阻有丝状的,也有扁带状的。在电价低的地区,可用电阻坩埚炉。
      最好用以天然气为燃料的坩埚炉,如有炼焦煤气为燃料那是最好的,因为可降低生产成本。用喷嘴将点燃的天然气火焰沿着炉壁切线方向,以确保最恰当的燃烧位置。否则,若将火焰直接喷于埚壁上,易引起受热体-镁材料或熔体局部过热,甚至会烧坏坩埚。
      无铁芯工频感应电炉
      这种炉是熔炼镁合金的最佳炉型,生产环境好,产品质量高,化学成分精准,烧损低,但是不能采用熔沟式感应炉,因为密度大的熔剂及熔渣会沉积炉底,堵塞熔沟。感应电炉坩埚可用10mm~25mm的低碳钢板焊成,也可以用铸铁直接铸成壁厚40mm~60mm的坩埚,不过它的体积大,且内部可能存在种种铸造缺陷,所以还是宜用钢板焊的。
      无铁芯工频感应电炉由炉架、炉体、密封炉盖、通风设施、液压系统、冷却系统、电路系统、电磁输送或低压转注系统等组成。
      由多台感应电炉组成的坩埚群,不仅生产能力大,而且熔炼时炉料不直接与火焰接触,既可以大大减少熔剂用量,又可以提高熔体品质与改善劳动环境。采用这种熔炼设备,加上可靠的净化处理与铸造时采用密封浇注系统可以铸得高品质的铸锭,对提高产品质量极为有利。
      工艺废料的复化
      在镁合金材料生产中产生的工艺废料比生产铜、铝材时的比例大得多,是一种重要的资源。通常把这类废料按其形状、尺寸和清洁程度的不同分为一级、二级和等外几种。一级废料可直接熔炼成品合金,二级或等外废料必须经过复化、精炼铸成锭,成分符合要求的可当一级废料。必须严格管控废料成分,特别是残屑应严格分类,切忌混料。
      对残屑要求
      镁合金碎屑必须按牌号收集保存,不得混入其他金属及异物。
      镁合金碎屑必须保持干燥,避免水、油、乳液、化学品物质等等混入。
      不得混入较多的镁及镁合金粉尘,以免熔炼时引发爆炸。
      碎屑存放处应保持良好的通风,与火源保持一定距离。
      复化工艺
      在采用5t反射炉复化二级或等外废料时,先向炉内撒少许二号熔剂,装入总量1/4的大块料,升温熔化,当温度达到720℃~740℃时,分批加入碎屑,边加边搅拌,而后升温至750℃~770℃,扒出浮渣和底渣,转炉,在740℃~760℃精炼,静置40min~100min后铸造。
      二级废料直接熔炼成品合金工艺
      用二级废料直接熔炼镁合金的工艺为:清炉-熔化-扒渣后,取样分析,调整成分,合格后,在炉内进行第一次精炼,静置60min,转炉,其后的工艺与用非废料熔炼的工艺相同。

      来源:中国有色金属报