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鎂合金熔煉爐及廢料復(fù)化

2019-12-06 13:45 ?瀏覽:

鎂合金熔煉爐型有多種,但現(xiàn)在用得多的有反射爐、坩堝爐與無(wú)鐵芯工頻感應(yīng)電爐,用后者熔煉可獲得高品質(zhì)熔體。

  反射爐

  反射爐在有色金屬熔煉中獲得了廣泛應(yīng)用,特別是在熔煉鋁合金時(shí)。鎂合金熔煉反射爐結(jié)構(gòu)與鋁合金的幾乎完全相當(dāng)。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(huán)保問(wèn)題與提高合金品質(zhì),固體燃料與液體燃料不宜用或盡量少用,應(yīng)以發(fā)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(jià)格較高,不利于降低生產(chǎn)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(dǎo)和輻射方式由上向下傳遞的,同時(shí)使火焰及廢氣緩慢流過(guò)熔體表面,使?fàn)t料與熱流直接接觸。反射爐的燃燒速度快,適于大規(guī)模熔煉,現(xiàn)代化的由電腦控制燃燒參數(shù)與余熱得到回收利用的,熱效率可高達(dá)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?yàn)殒V及熔劑中的MgCl2易與SiO2發(fā)生反應(yīng),不但會(huì)破壞爐襯,而且會(huì)增加合金的雜質(zhì)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(yán)密保護(hù)下熔煉,熔煉熔劑及精煉劑的種類(lèi)與用量前面已作過(guò)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(yīng)用。與反射爐相比,坩堝爐的金屬燒損可降低3個(gè)百分點(diǎn),例如反射爐的金屬燒損可達(dá)5%或更大一些,而坩堝爐的燒損只不過(guò)2%左右;勞動(dòng)環(huán)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?xì)廑釄鍫t。

  電阻爐的電阻發(fā)熱體裝于堝的四周爐壁上,發(fā)熱電阻有絲狀的,也有扁帶狀的。在電價(jià)低的地區(qū),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?yàn)榭山档蜕a(chǎn)成本。用噴嘴將點(diǎn)燃的天然氣火焰沿著爐壁切線方向,以確保最恰當(dāng)?shù)娜紵恢谩7駝t,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(guò)熱,甚至?xí)龎嫩釄濉?/p>

  無(wú)鐵芯工頻感應(yīng)電爐

  這種爐是熔煉鎂合金的最佳爐型,生產(chǎn)環(huán)境好,產(chǎn)品質(zhì)量高,化學(xué)成分精準(zhǔn),燒損低,但是不能采用熔溝式感應(yīng)爐,因?yàn)槊芏却蟮娜蹌┘叭墼鼤?huì)沉積爐底,堵塞熔溝。感應(yīng)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(guò)它的體積大,且內(nèi)部可能存在種種鑄造缺陷,所以還是宜用鋼板焊的。

  無(wú)鐵芯工頻感應(yīng)電爐由爐架、爐體、密封爐蓋、通風(fēng)設(shè)施、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、電磁輸送或低壓轉(zhuǎn)注系統(tǒng)等組成。

  由多臺(tái)感應(yīng)電爐組成的坩堝群,不僅生產(chǎn)能力大,而且熔煉時(shí)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(zhì)與改善勞動(dòng)環(huán)境。采用這種熔煉設(shè)備,加上可靠的凈化處理與鑄造時(shí)采用密封澆注系統(tǒng)可以鑄得高品質(zhì)的鑄錠,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量極為有利。

  工藝廢料的復(fù)化

  在鎂合金材料生產(chǎn)中產(chǎn)生的工藝廢料比生產(chǎn)銅、鋁材時(shí)的比例大得多,是一種重要的資源。通常把這類(lèi)廢料按其形狀、尺寸和清潔程度的不同分為一級(jí)、二級(jí)和等外幾種。一級(jí)廢料可直接熔煉成品合金,二級(jí)或等外廢料必須經(jīng)過(guò)復(fù)化、精煉鑄成錠,成分符合要求的可當(dāng)一級(jí)廢料。必須嚴(yán)格管控廢料成分,特別是殘屑應(yīng)嚴(yán)格分類(lèi),切忌混料。

  對(duì)殘屑要求

  鎂合金碎屑必須按牌號(hào)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(xué)品物質(zhì)等等混入。

  不得混入較多的鎂及鎂合金粉塵,以免熔煉時(shí)引發(fā)爆炸。

  碎屑存放處應(yīng)保持良好的通風(fēng),與火源保持一定距離。

  復(fù)化工藝

  在采用5t反射爐復(fù)化二級(jí)或等外廢料時(shí),先向爐內(nèi)撒少許二號(hào)熔劑,裝入總量1/4的大塊料,升溫熔化,當(dāng)溫度達(dá)到720℃~740℃時(shí),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(zhuǎn)爐,在740℃~760℃精煉,靜置40min~100min后鑄造。

  二級(jí)廢料直接熔煉成品合金工藝

  用二級(jí)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(diào)整成分,合格后,在爐內(nèi)進(jìn)行第一次精煉,靜置60min,轉(zhuǎn)爐,其后的工藝與用非廢料熔煉的工藝相同。

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