金属镁锭的制造工艺流程.docx
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金属镁锭的制造工艺流程
金属镁锭的制造工艺流程
一．金属镁简介
镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的比重是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
镁的熔点为648.8℃
镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好，并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。
元素来源：
镁存在于菱镁矿MgCO3、白云石CaMg（CO3）2、光卤石KCl·MgCl2·H2O中，海水中也含镁盐。
可以由电解熔融的氯化镁或光卤石制得。
白云石：
菱镁矿（碳酸钙镁）含量40%以上。
镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当，远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
镁物理性能：
除了比重低，镁还有很多其它的良好的物理特性，使之在汽车结构材料应用中，有时比铝和塑料更有应用价值。
镁物理性能的主要优点是：
比铝高30倍的减振性能；比塑料高200倍的导热性能；其热膨胀性能只有塑料的1/2。
镁机械性能：
和压铸铝合金相比，镁除了上述物理性能等优点，还具有较高的机械性能。
镁的强度和刚度要明显好于塑料，延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。
镁加工性能：
镁有很好的加工性能，也就是说有很好的铸造性能。
和其它材料比，它的制造成本很低，值得重视的是，尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些，但它单位体积的成品价格几乎是一样的。
镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。
镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性。
这些特性使镁压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤
二．镁合金与几种材料的性能比较：
性能参数
比重g/cm3
抗拉强度Mpa
比强度
屈服强度Mpa
延伸率%
弹性模量Gpa
比刚度
导热系数w/mk
减震系数
AZ91D
1.81
250
138
160
7
45
25.86
54
50
A380
2.70
315
116
160
3
71
25.9
100
5
碳钢
7.86
517
80
400
22
200
24.3
42
15
ABS
1.03
96
93
60
0.9
三．镁及镁合金的应用领域
镁合金作为密度最小的金属结构材料之一,广泛应用于航空航天工业、军工领域、交通领域（包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等）、3C领域等。
镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。
从20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了优先应用。
在国外，B-36重型轰炸机每架用4086kg镁合金簿板；喷气式歼击机“洛克希德F-80”的机翼用镁板，使结构零件的数量从47758个减少到16050个；“德热来奈”飞船的起动火箭“大力神”曾使用了600kg的变形镁合金；“季斯卡维列尔”卫星中使用了675kg的变形镁合金；直径约1米的“维热尔”火箭壳体是用镁合金挤压管材制造的。
我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、地空导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件：
一个型号的飞机最多选用了300-400项镁合金构件；一个零件的重量最重近300kg；一个构件的最大尺寸达2m多。
在军工方面需要镁合金板材以提高结构件强度,减轻装备重量,提高武器命中率。
目前国内需要的板带材不得不从国外进口。
⏹近二十年来，世界汽车产量持续增长，年均增长率为2.5%。
汽车工业发展程度是一个国家发达程度的重要标志之一，而金属材料是汽车工业发展的重要基础。
出于节能与环保的要求，汽车设计专家们想方设法减轻汽车体重，以达到减少汽油消耗和废气排放量的双重效果。
镁合金作为最轻的结构材料，能满足日益严格的节能的尾气排放的要求；可生产出重量轻、耗油少、环保型的新型汽车。
镁合金汽车零件的好处可简单归纳为：
⏹密度小，可减轻整车重量，间接减少燃油消耗量；
⏹镁的比强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷；
⏹镁具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低；
⏹镁具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体可降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。
⏹镁合金在汽车上用作零部件的历史约有70年。
早在1930年就用于一辆赛车上的活塞和欧宝汽车上的油泵箱，之后用量和应用部位逐渐增加。
六十年代在有的车种上用量达到23千克，主要用作阀门壳、空气清洁箱、制动器、离合器、踏板架等。
八十年代初，由于采用新工艺，严格限制了铁、铜、镍等杂质元素的含量，镁合金的耐蚀性得到了解决，同时，成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用。
从九十年代开始，欧美、日本、韩国的汽车商都逐渐开始把镁合金用于许多汽车零件上。
⏹镁合金压铸件在汽车上的应用已经显示出长期的增长态势。
在过去十年里，其年增长速度超过15%。
在欧洲，已经有300种不同的镁制部件用于组装汽车，每辆欧洲生产的汽车上平均使用2.5kg镁。
乐观的估计认为，出于减重的需求，每辆汽车对镁的需求将提高至70—120kg。
⏹目前，汽车仪表、座位架、方向操纵系统部件、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂、发动机和安全部件上都有镁合金压铸产品的应用。
四．几种镁成品的用途举例
⏹金属镁粒
产品用途：
镁粒广泛运用于国防工业；冶金工业的铸造、钢铁脱硫；
还可用于制药等其它工业。
此外炼钢脱硫、航空军工四大领域，
此外还用在稀土合金、金属还原、化学工业和仪表等。
⏹金属镁锭
产品用途：
镁的应用主要集中在镁合金生产、铝合金生产
五．金属镁的工艺流程
烟煤
球磨机
回转窑煅烧
白云石
球磨机
压球机
还
原
炉
精炼炉
真空泵
炉温1200℃
真空度13Pa
烟煤提供
热量
800℃
烟煤提供
热量
成品镁锭
1200℃
制粉
球团料
原
料
烟煤
原
料
煅白
硅铁
菱石
４０：
８：
１.５
制球为核桃形
利于反应
⏹主要成分及反应方程式
⏹白云石主要成分:
MgCO3·CaCO3
⏹煅白主要成分：
MgO·CaO
⏹主要反应方程式：
⏹MgCO3·CaCO3MgO·CaO+2co2↑
2MgO·CaO+Si2Mg↑+2CaO·SiO2
详细操作过程：
１.１配料工程
1.1.1回转窑的煅烧
配料工序:
白云石进入料仓回转窑煅烧煅白冷却微机配料球磨制粉压球
一.开车前的准备工作
1.首先检查各电器，仪表是否处于正常状态；
2.检查冷却水是否畅通，各润滑部位是否有油；
3.检查各传动连接部位是否正常；
4.检查拖轮，挡轮是否处于正常部位；
5.检查电磁给料机，斗提机，磨煤机，关风器，风机是否能正常运转；
6.检查白云石仓内是否有足够的白云石；
7.准备好点火工具；
8.与煤气站取得联系，保证回转窑所需的煤气压力及质量，煤气压力大于2500Pa；
9.确认电机及窑体周围无障碍及人员时，方可准备开车.
二.开车程序
1.合上电源开关，启动电机，打开调速表的开关，调节回转窑主机
转速50转/分；
2.启动风机，置换窑体内空气，通风时间不少于15分钟；
3.关闭风机阀门，煤气放散阀，将烟道闸板开到1/3处，点燃火把伸
到烧嘴前，慢慢打开煤气阀门，点火煤气；
4.点火成功后，调节煤气与空气之比,逐步提高窑温,同时配入煤粉开
始升温，在窑尾温度达到300℃时，开始投料，回转窑转速根据温度
情况逐步增加，控制窑尾温度在500℃以上，煅烧伟大最终控制在1
200~1300℃，月合格率达到90%；主机转速根据窑内实际温度及经
验控制，如遇外界变化申报综合部.结圈期间不做考核.
5.调节烟道闸板，使窑内成微负压；
6.启动冷却机及斗提机；
7.灼减大于1.5的煅白必须返回重烧.
三.停车程序
1.根据情况，先关闭电磁给料机，停止下料；
2.在煅白全部烧好后，转空窑内煅白后关闭给料机与煤气站协调，关
闭煤气阀门，关小烟道闸板，做好窑体保温工作；
3.等煅白全部进入料仓后,关闭冷却机，随后关闭斗提机；
4.在筒体温度降到100℃以下时，方可关听主电机停窑.
四.应急措施
1.突然停电
a.立即关闭煤气阀门，打开煤气放散阀；
b.关闭所有电器开关与电工联系，判断停电原因，确定来电时间；
c.组织人员进行人工盘窑（防止窑体受热不均发生变形）.
2.停煤气
a.必须及时关闭煤气阀门，打开煤气入散阀，查找原因；
b.控制煤粉给量确保燃烧，保证温度，调整下料，转速确保煅烧质量
，杜绝生料出现；
c.若停煤气，如煤粉不能燃烧出现生料，按停车程序进行.
注意事项
每班至少将窑体上下窜动两次；
每半小时必须检查一次下料情况，一小时检测下料一次；
必须按时做好生产纪录；
每班必须检查冷却机及斗提机，保证正常运转；
根据设备运行情况，进行必要的加油及保养工作；
工作过程中，随时保持工作场地卫生和设备卫生，确保工作人员和设备的安全运行.
1.1.2辅助设备的操作规程
一.煤磨机及给煤系统的操作规程
<一>开机前的准备工作
1.清除磨机周围的障碍物,检查安全设施是否完善;
2.检查磨机周围是否有人;
3.检查磨机和衬板螺栓,各联接部位是否正常;
4.检查各润滑部位是否有足够的油,冷却水是否畅通;
5.斗提机是否正常,关风器有无卡塞现象;
6.检查关风器各润滑部位是否有油,传动皮带是否牢靠;
7.检查电源是否良好,检查各控制按钮,仪器,仪表,是否正常.
<二>启动
1.当煅烧带温度达到煤粉着火点时;
2.启动煤粉斗提机启动磨煤机均匀加入烘干烟煤启动高压风机
启动关风器电机打开调速表开始下煤.
<三>.停机
1.停止加煤停止磨煤机停止斗提机停止调速机停止高压风机
停止关风器电机.
<四>.注意事项
1.每周对磨煤机隔仓板,蓖板检查一次,防止混仓后没的细粉度不能保证.
二.煤烘干设备的操作规程
<一>.开机前的准备工作
1.当回转窑温度正常,窑壁温度起来后
开始烘干煤;
2.见长下料管是否有堵塞,如有及时清理
保证烘煤后能正常运行;
3.检查提煤的斗提坑内是否有杂物;
4.检查电机,传动部位是否正常;
5.检查减速机内是否有充足的润滑油.
1.1.3微机配料
一.开机前准备
1.检查电源及电路是否正常;
2.煅白料仓中有足够的煅白;
3.向硅铁料仓及萤石粉料仓中加入足够的硅铁和萤石粉;
4.检查皮带机能否正常运转;
5.检查微机系统是否正常.
二.开机顺序
1.相邻岗位相互协调后车间允许配料;
2.启动皮带机;
3.打开各料仓螺旋闸阀.
三.开启微机
1.根据车间配料单，设定批料程序；
2.首先合上自动开关和微机，仪表柜的单项开关；
3.启动计算机开关，当主动功能菜单出现在屏幕上时，再打开各路控制仪
表开关；
4.根据车间要求给微机设定各种信息，如:
下料周期，下料速度等；
5.按工作键开始下料.
四.关机顺序
1.关停
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