制鎂還原罐的研制

1、制鎂還原罐的研制l24鑄造技術(shù)h衄ytechnology.23,no.2mar.2002?信患平臺(tái)messageplatform?制鎂還原罐的研制李德臣(沈陽(yáng)鑄造研究所,遼寧沈陽(yáng)11oo21)摘要:從音鎂的礦石中提煉空屬鎂的方法已不僅僅是電解法,還有目前廣泛采用的真空還原法(皮江法),但其所用的還原罐壽命短,價(jià)格高一直是困擾著國(guó)內(nèi),國(guó)外生產(chǎn)的難題.用研制出新的材料和改革后的鑄造工藝生產(chǎn)出的還原罐.較好地解決了上進(jìn)問(wèn)題;井達(dá)到國(guó)內(nèi),國(guó)外先進(jìn)水平.關(guān)奠詞:還原罐(蒸餾罐);抗蠕變強(qiáng)度;金屬鎂中圈分類號(hào):tg269文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章董號(hào):1000.83652002)0247124474studyon

2、thereductionjarusedformgmakinglidechen(shenyangresearchinstituteoffoundry,shenyang110021,china)abstract:thetechnologyofmemakingfmmstoneeontainingmgcompoundhasnotbeentheexclusiveelectrolysismethodpidgeonmethodisasuccessfulone,howerer,shortlifeandhighcostofthereductionjarusedforthethnologyareshortcomi

3、ngsnownewsteelandsuitablecasttechniquesarecreated.ththeproblemsmentionedabovehaveconsiderablybeensoived.theachievements1ieatthetoprankinchinaevenabroad.keywords:reductionjar(distillationpot);creepstrength;magnesium從白云石等含鎂的礦石中提煉金屬鎂所需的反應(yīng)容器俗稱還原罐(也稱蒸餾罐),是一端密封的直桶形鑄件:外徑0330370rain,壁厚3335md21,長(zhǎng)290o3000rain

4、就其高品質(zhì)而言,它不是單一的材料成果,也不是單一的新工藝,而是集新材料,冶煉工藝,特種鑄造工藝,焊接工藝綜合成1個(gè)整體的高科技高性能產(chǎn)品.作者針對(duì)還原罐的使用條件進(jìn)行多年多次實(shí)驗(yàn)改制,研制出的產(chǎn)品,經(jīng)使用驗(yàn)證它已經(jīng)發(fā)展成為材料與工藝相結(jié)合的創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品.材料是基礎(chǔ),工藝做保證,缺少任何一方面都不能延長(zhǎng)還原罐的使用壽命和提高鑄罐廠的經(jīng)濟(jì)效益.實(shí)踐證明:目前國(guó)內(nèi)廣泛采用zg35cr24ni7sin鋼生產(chǎn)的還原罐并不經(jīng)濟(jì)合理,現(xiàn)行傳統(tǒng)的離心鑄造工藝既不利于提高還原罐的使用壽命,也不符合金屬抗高溫蠕變的機(jī)理.應(yīng)在改變材質(zhì)的同時(shí)改進(jìn)還原罐的鑄造工藝+才能獲得較理想的使用效果和降低生產(chǎn)成本.1技術(shù)背景和依

5、據(jù)第二次世界大戰(zhàn)之前,世界各國(guó)生產(chǎn)金屬鎂的工藝方法只有1種電解法.主要原料是菱鎂礦,電解法所需設(shè)備投資巨大,工藝復(fù)雜.二戰(zhàn)期間由于軍事工業(yè)對(duì)鎂合金的需求量劇增,又因含鎂的礦石資源以白收稿日期:20111.1126作者簡(jiǎn)介i李搏臣【1937修訂日期:20020129),山東寧津人.高工.云石的儲(chǔ)量晟多而且分布最廣,自1938年起由奧地利,美國(guó)開(kāi)始從白云石中在高溫真空條件下,以碳作還原劑提煉金屬鎂,隨后英國(guó)以碳化鈣為還原劑從白云石中提煉金屬鎂,日本也在朝鮮建廠以白云石為原料生產(chǎn)金屬鎂.金屬鎂以其本身的特點(diǎn)(密度174kg/n,是鋁密度的1/2)當(dāng)與鋁,錳,鋅,鈦,稀土元素制成鎂基合金時(shí),具有高比強(qiáng)

6、(強(qiáng)度與質(zhì)量之比)的優(yōu)點(diǎn).也可加入鋁中制成鋁鎂合金,因而在航空工業(yè),原子能工業(yè),汽車,摩托車和電子工業(yè)占有特殊地位,在冶金,鑄造,儀表,煙花,信號(hào),攝影行業(yè)也是所必需的材質(zhì)二戰(zhàn)以后,各國(guó)仍以電解法為主生產(chǎn)金屬鎂,但對(duì)從白云石中生產(chǎn)金屬鎂的還原劑作了研究改進(jìn).到7o年代采用了以硅鐵合金(含硅75%85%),或硅鈣,硅鋁為還原劑的”硅熱真空還原法”,加拿大皮江(pidgeon)教授對(duì)此做出較突出的貢獻(xiàn),故又稱此工藝為皮江法.中國(guó)從1949年以后,主要由幾個(gè)大型鋁廠,附帶用電解法生產(chǎn)金屬鎂,到l985年以前年產(chǎn)不過(guò)4000多噸,只好從前蘇聯(lián)進(jìn)口鎂錠,由于中國(guó)也是白云石礦藏富有的國(guó)家之一,改革開(kāi)放以來(lái)

7、又由于各種工業(yè)對(duì)金屬鎂的需求量增大.所以各省,市,縣蓬勃興建了采用硅熱真空還原法生產(chǎn)金屬鎂的中,小型企業(yè).到l998年以前已達(dá)到580個(gè).中國(guó)金屬鎂的產(chǎn)量達(dá)到40000t.停止了進(jìn)口.這些中,小型鎂廠遍及全國(guó)各地與白云石礦山毗鄰的地區(qū),這些鎂廠在生產(chǎn)中所用鑄造技術(shù))2,qo002李德臣:制鎂還原罐的研制?125的反應(yīng)容器(還原罐)一律是高鉻鎳合金鋼鑄成的,每只罐加工后質(zhì)量650kg左右,購(gòu)銷價(jià)多數(shù)是12000元/只罐,生產(chǎn)罐的成本loo0o元左右,使用壽命通常是兩個(gè)月左右.罐的消耗占每噸金屬鎂的成本約25%左右,致使部分鎂廠因利薄或無(wú)利可圖而停產(chǎn).但又被豐富的白云石礦藏所吸引,使一批批新的鎂廠

8、不斷誕生,生產(chǎn)中完全受制于1個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面,即還原罐的價(jià)格貴,壽命短這是國(guó)內(nèi),國(guó)外鎂廠所關(guān)切而叉無(wú)可奈何的難題自皮江法問(wèn)世以來(lái),各國(guó)的鎂廠都是用高含量的鎳和鉻鑄鋼材料制造還原罐,如:加拿大的哈雷鎂廠,罐的材質(zhì)含鉻15%+鎳35%;美國(guó)阿勒巴馬(alabama)冶金公司于1959年在塞爾瑪(selma)建立的鎂廠(年產(chǎn)鎂6400t,還原溫度1170),也是采用高鉻鎳合金鋼罐.日本的古河鎂廠曾試圖避開(kāi)高鉻鎳合金鋼而把普碳鋼鑄成的罐埋在熔融的玻璃中使用,使本來(lái)簡(jiǎn)單的生產(chǎn)操作變得復(fù)雜化,也未解決貴和短的問(wèn)題.中國(guó)這580多家鎂廠基本上是按某科研院推薦的zg35cr24ni7sin耐熱鑄鋼生產(chǎn)還原罐,

9、罐的使用壽命一般是兩個(gè)多月,6o爐次左右.關(guān)于壽命短的表現(xiàn),是罐在高溫經(jīng)一段時(shí)間之后,逐漸變癟,不能繼續(xù)裝人原料,其次是罐的表層嚴(yán)重氧化脫皮,整個(gè)過(guò)程約兩個(gè)月,是全國(guó)鎂廠對(duì)罐的消耗量巨大的原因之一.鎂廠規(guī)模大小不等,即使把全國(guó)鎂廠都按最小的規(guī)模(6臺(tái)爐/廠)核算還原罐的消耗量(6臺(tái)爐19只罐5批/年580廠)約32萬(wàn)只,罐的購(gòu)銷金額(32萬(wàn)只12萬(wàn)元/p,)可達(dá)38.4億元.鑒于絕大多數(shù)zg30cr24ni7nre鑄鋼還原罐報(bào)廢的表現(xiàn)是罐體靠近冷卻端的一段嚴(yán)重變形(癟),以致于不能裝料和出料(未發(fā)現(xiàn)由于密集裂紋而報(bào)廢).故本課題組從選材f=力求有利于提高抗蠕變強(qiáng)度和高溫持久強(qiáng)度(creepru

10、pturestrength).因此,對(duì)照zg3ocr24ni7nre來(lái)說(shuō),不是增加碳含量而是降低碳含量(碳元素在耐熱鋼中的自擴(kuò)散常數(shù)最大,降低鋼的蠕變強(qiáng)度最大).所以日本住友株式會(huì)社2001年的最新科研成果narah4耐熱鋼控制碳含量為0.07%,也不是提高鉻含量,因?yàn)樯己蜕t必然導(dǎo)致鑄態(tài)晶界析出碳化物而損害焊接性能,引發(fā)焊縫裂紋,降低常溫性能.而且這種碳化物在950,3h內(nèi)即溶解,于高溫持久強(qiáng)度無(wú)補(bǔ):也不是增加鎳的含量,因?yàn)殒囋谥T原材料中價(jià)格最貴,增鎳勢(shì)必增加生產(chǎn)成本.不采用稀土元素,雖然它能明顯提高抗氧化能力,但不利于抗蠕變強(qiáng)度.對(duì)國(guó)內(nèi),國(guó)外現(xiàn)有的耐熱鋼來(lái)說(shuō),要求在1加0長(zhǎng)時(shí)間工作的使用

11、條件,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了任何合金鋼的本能,必須結(jié)合冶一鑄生產(chǎn)工藝的調(diào)整與互補(bǔ),才能達(dá)到(我們的著眼點(diǎn))降低罐的生產(chǎn)成本和延長(zhǎng)罐的使用壽命的目的.在這種技術(shù)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)的指導(dǎo)下,取得了降低成本20%-30%和提高罐的使用壽命3o%4o%(由一般6o爐次提高到100爐次)的效果.在實(shí)踐的基礎(chǔ)上,總結(jié)出全套的生產(chǎn)工藝規(guī)范,對(duì)材質(zhì)命名為耐高溫鑄鋼(hightemperatureresistingcaststee1),代號(hào)為htr鑄鋼,并對(duì)生產(chǎn)htr鑄鋼還原罐進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益核算,具備了擴(kuò)大生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ).2技術(shù)保障htr鑄鋼還原罐的生產(chǎn)技術(shù),經(jīng)生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)驗(yàn)證表明,其理論是先進(jìn)的,主要技術(shù)參數(shù)是正確的

12、,工藝是合理的,是一套成熟的技術(shù).由于共知的原因,該還原罐的生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn),尚不能公開(kāi).但是,多數(shù)鑄罐廠在基本上運(yùn)用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備條件下或稍加改造,即可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)低成本的還原罐.(1)hir耐高溫(1200)鑄鋼的化學(xué)成分它跳出了zg30cr24ni7sin傳統(tǒng)框架,以合理的化學(xué)成分配伍,使之成為獨(dú)有?性和易得性.(2)常溫機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度o-b>670mpa,屈服強(qiáng)度d380mpa,延伸率812%.(3)高溫(1000)機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度d35gpa,屈服強(qiáng)度o-s24mpa,延伸率835%.(4)顯微組織:以特殊技術(shù)條件的奧氏體為主.(5)還原罐鋼的冶煉工藝規(guī)程.有別于zg30cr24n

13、isin及其他耐熱鋼的冶煉方法.出爐溫度1700,澆注溫度>1600.(6)還原罐鑄造工藝規(guī)程.利用離心鑄造的優(yōu)點(diǎn),排除不利于抗蠕變強(qiáng)度的結(jié)晶因素.(7)還原罐罐體與封頭的焊接工藝規(guī)程.排除應(yīng)力裂紋缺陷,減少昂貴的焊條消耗.(8)水壓密封檢驗(yàn).3市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力(1)按zg30cr24ni7sin鋼中的貴重金屬元素的含量:23%26%cr;7%8.5%ni;0.2%03%n,計(jì)算鑄造一個(gè)新罐(以700kg鋼液計(jì))需裝人爐中氮化鉻鐵290kg(包括15%的燒損)和鎳板s1,5kg(其他廉價(jià)原料不計(jì)).按1998年l2月鐵合金的價(jià)格,氮化鉻鐵34萬(wàn)元/t,鎳板9.8萬(wàn)元/t計(jì),用新料鑄造1個(gè)新罐僅

14、此2種原料的成本(290kg34元)+f5l5kgx98)=14907元.而用hrr鋼鑄造1個(gè)新罐,由于采用一般鉻鐵,所需鉻鎳原料的成本為1o944元,兩者之差為3963元/只罐.126fol)rytechnology.23no.2maf.20o2(2)zg30cr24n|7sin舊罐回收重熔鑄造1個(gè)新罐時(shí),需補(bǔ)加氮化鉻鐵55kg,折合人民幣55kg34元=1870元.回收htr鋼舊罐重熔鑄造1個(gè)新罐需補(bǔ)加一般鉻鐵55,折合人民幣55kg13元=715元(重熔兩種罐時(shí)其他附加費(fèi)相同),僅算鉻鐵一項(xiàng).前者高于后者1155元/只罐(3)zg30cr24ni7sin鋼舊罐回收重熔鑄造新罐的次數(shù)越多,

15、新罐的材質(zhì)偏離標(biāo)準(zhǔn)要求越遠(yuǎn),使罐的常溫韌性下降,高溫持久強(qiáng)度越差.最終表現(xiàn)在罐的使用壽命每況愈下.究其原因之一是重熔舊罐時(shí)補(bǔ)加的55含氮鉻鐵所帶入鋼液中的氮量遠(yuǎn)不抵熔化鋼液過(guò)程舊罐原有氮元素的逸出量.因而不能保證反復(fù)重熔鑄制新罐的微觀組織結(jié)構(gòu)的合理化(北方某廠舊罐自數(shù)米高落地摔成兩段,可見(jiàn)其常溫韌性之低劣).(4)zg30cr24n7sin鋼還原罐的使用壽命一般兩個(gè)月左右,而htr鑄鋼還原罐的使用壽命3個(gè)多月,>100爐次,使鑄罐廠和鎂廠雙方受益.4國(guó)內(nèi)還原罐的交易方式對(duì)于鎂廠來(lái)說(shuō),基本上是3種方式并存,買(mǎi)罐.租罐,自制自用.1998年以前,各鎂廠所用的還原罐是從鑄罐廠購(gòu)買(mǎi),每只罐的價(jià)格

16、基本是12000元,據(jù)知鑄罐廠回收舊罐重熔制罐成本為10000元左右,鑄罐廠一般獲利2000元/只罐.但由于有些鑄罐廠產(chǎn)品的使用壽命有時(shí)異常短,鎂廠受到損失,所以近幾年來(lái),許多鎂廠采取了租罐的方式,即每只罐每使用1天(24h)付給鑄罐廠6o元,用后的廢罐所有權(quán)屬于鑄罐廠,如數(shù)返還給鑄罐廠,往返運(yùn)費(fèi)各負(fù)擔(dān)50%.鑄罐廣把廢舊重熔翻新之后再作出租.這種交易方式使用戶不再擔(dān)心因罐的品質(zhì)波動(dòng)而受損失,很快被鎂廠所接受.這種交易方式對(duì)鑄罐廠來(lái)說(shuō),罐的壽命越長(zhǎng)則經(jīng)濟(jì)效益越大.此外,經(jīng)驗(yàn)證明某些鎂廠自行生產(chǎn)還原罐,自產(chǎn)自用,可獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益5生產(chǎn)htr鑄鋼罐的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算和市場(chǎng)展望在580個(gè)鎂廠中,最小

17、規(guī)模的鎂廠是設(shè)有6臺(tái)反射爐,一般有12臺(tái),每爐裝入19只罐.以htr鋼罐生產(chǎn)成本11000元/只計(jì),供應(yīng)一臺(tái)爐用罐需投入生產(chǎn)資金為l9只罐u000元=209萬(wàn)元.每只罐的使用壽命按100d計(jì),則收入租金為6o元100d19罐=11.4萬(wàn)元.用舊罐在鑄罐廠重熔制新罐時(shí)需補(bǔ)加一般鉻鐵715元,焊條200元及人工水電等800元,總計(jì)約2000元.重熔翻新19只罐需支出2000元19只=38000元.全年出租和回收以(保守的)3次輪回計(jì)算,一臺(tái)爐19只罐的消耗為9209萬(wàn)元+38萬(wàn)元2=28.5萬(wàn)元;回收租金為11.4萬(wàn)元3=34.2萬(wàn)元.獲利5.7萬(wàn)元.尚有19只舊罐的產(chǎn)值權(quán)在手.故1年內(nèi)收回投資還

18、有盈利5.7萬(wàn)元/臺(tái)爐份.從第二年開(kāi)始,鑄罐廠的消耗支出為3.8萬(wàn)元x3=11.4萬(wàn)元,而租金收入(34.2萬(wàn)元),為其支出的3倍.凈利228萬(wàn)元/1臺(tái)爐份.1個(gè)年產(chǎn)300o只罐的鑄罐廠,年獲純利將超過(guò)1150萬(wàn)元.效益十分可觀.全國(guó)消耗罐量以最低20萬(wàn)支計(jì)算,仍需近百家具有相當(dāng)規(guī)模的鑄罐廠來(lái)供應(yīng).中國(guó)的白云石,菱鎂礦,蛇紋石,鎂橄欖石等資源豐富.凡經(jīng)煅燒后氧化鎂含量超過(guò)21%的礦石都有提煉價(jià)值.中國(guó)和第三世界國(guó)家廣泛應(yīng)用的皮江法是從鎂蒸汽中提煉出結(jié)晶鎂,鎂的純度高于電解鎂,比電解法容易達(dá)到出口所要求的一級(jí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),且投資和生產(chǎn)成本也低于電解制鎂.國(guó)內(nèi)鎂廠的波動(dòng),既由于鎂價(jià)較低(比俄羅斯的鎂錠

19、價(jià)格低200美元/噸,比國(guó)際市場(chǎng)低600700美元/噸),又緣于各鎂廠在出口時(shí)自行殺價(jià),引起國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中國(guó)采取限價(jià)和反傾銷許多鎂廠期望中國(guó)加入世貿(mào)組織后,在出口貿(mào)易上獲得平等競(jìng)爭(zhēng)的待遇;同時(shí),我國(guó)的國(guó)防工業(yè)與電子工業(yè)等的需求激增.國(guó)內(nèi)正在生產(chǎn)鎂的企業(yè)會(huì)加快步伐,停業(yè)的鎂廠也將東山再起,恢復(fù)或擴(kuò)大生產(chǎn).可望還原罐的生產(chǎn)供應(yīng)將會(huì)出現(xiàn)美好的前景附國(guó)外金屬鎂的生產(chǎn)技術(shù)概況(1)生產(chǎn)結(jié)晶鎂的原料資源及各主要產(chǎn)鎂國(guó)家的分布情況,見(jiàn)表1.表1生產(chǎn)結(jié)晶鎂的原料資源及在各主要生產(chǎn)鎂國(guó)家的分布情況iab1then.leanddistributingconditiono/megnesium(2)國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)的演變與

20、現(xiàn)狀第1類:電解法生產(chǎn)金屬鎂1853年,德國(guó)人,班森(bunsen)用磁坩堝電解無(wú)水的氯化鎂,mgcl旦mg+a.鑄造技術(shù)/2002李德臣:制鎂還原的研制127?1866年,德國(guó)人,布蘭明(bremen)電解光鹵石得金屬鎂,并成立1小工廠.1907年,德國(guó)人,法蘭克福(frankfur1)化學(xué)工業(yè)公司.將鎂制成鎂鋁合金,鎂鋅合金用于汽車工業(yè).1914年,美國(guó)闊爾色斯用氟化鹽+氧化鎂的熔鹽經(jīng)電解生產(chǎn)鎂,1934年德國(guó)i.g燃料公司用菱鎂礦加碳質(zhì)牯接劑制成團(tuán)塊,經(jīng)氯化成為無(wú)水氯化鎂,經(jīng)電解而生產(chǎn)金屬鎂,隨后德國(guó)人波義爾(boyer)用錳和鎂制成mgmn合金,使金屬鎂的耐蝕性極大提高,從而擴(kuò)大了工業(yè)

21、應(yīng)用.(例如:日本在1965年以前鎂在鈦工業(yè)中應(yīng)用達(dá)總量的50%以上,在球鐵中應(yīng)用11%以上,擠壓輕合金生產(chǎn)中用鎂18%以上,美國(guó)在飛機(jī),導(dǎo)彈工業(yè)中用鎂占總量的20%30%).電解法一直在歐美各國(guó)作為大批生產(chǎn)鎂的工藝.第類:熱真空還原法生產(chǎn)金屬鎂.(1)碳熱還原法,以碳作還原劑,在高溫,真空狀態(tài)下,使氧化鎂還原成結(jié)晶鎂.這種工藝是1938年奧地利人韓斯吉爾(f.hansgirg)4始的,不久,二次大戰(zhàn)中,奧地利,英,美建廠生產(chǎn),日本也在朝鮮建廠.其工藝流程:煅燒白云石+海水一氫氧化鎂.經(jīng)分離再煅燒高純度氧化鎂(96.4%),與粉狀石油焦混合,壓制成團(tuán)塊,然后在電弧爐中(8000kw)加熱到i9

22、502050還原,生成mg氣和co的混合氣,然后用天然氣迅速冷卻該混合氣,經(jīng)過(guò)濾分離廢氣,得到mg50%+mg030%+c20%的粉末(粒度0.10.6”m),將此粉末混以油,壓成團(tuán),經(jīng)蒸餾爐蒸之,得到結(jié)晶鎂但由于冷卻氣體混合物的設(shè)備復(fù)雜,易爆炸,且氣體反應(yīng)有2o%可逆性,二戰(zhàn)結(jié)束后,此工藝被廢棄.(2)碳化物熱還原法:英國(guó)苗里赫公司(murexltd)用碳化鈣還原煅燒的菱鎂礦,或蛇紋石生產(chǎn)結(jié)晶鎂,由于cac易潮解,且耗電大,一戰(zhàn)后也不再使用了.(3)金屬熱還原法:有幾種金屬被用作還原劑.用硅鐵作還原劑,叉名皮江真空還原法(是加拿大人ij_m.pidgeon)創(chuàng)始的工藝方法用鋁或硅鋁作還原劑,

23、又名阿馬蒂法.用鋁一硅一鐵或硅鈣或金屬硅作還原劑.這種用金屬還原的工藝流程:白云石煅燒一粉碎一混合壓制成團(tuán)一真空高溫爐還原竺爐鑄錠線;值生產(chǎn)1噸鎂制作不同還原劑的耗電量,見(jiàn)表2.由表2可見(jiàn),生產(chǎn)1噸鎂,用于制造還原劑的電耗,以硅鋁為最低,75%硅鐵次之,以生產(chǎn)cac和al耗電最高.裹2生產(chǎn)1噸鎂制作不同還昂劑的耗電tab2makingtheuilgdectricqtltofdiffcrtredungdocilebyproducingolletonmagnum以還原劑的還原能力:鋁(還原劑)比鎂(產(chǎn)量)=l硅筮f1j一上籃一l_133鎂一1.3鎂一0.32.以還原劑耗量比例計(jì):=,=竿,制cac

24、的電耗比制asi大1.34倍比制fesi大1.28倍.結(jié)論:以硅鐵或硅鋁作還原劑比較經(jīng)濟(jì).各類金屬還原劑的還原能力,見(jiàn)表3.裹3各類金屬還原劑的還原能力tab3themducingamityallkindsofmetalreducingdc6age稱成,硅鋁si625.a心65.6鋁硅鐵si22,abo2,f斟54硅鐵(高硅)si718,a129,f程11硅鐵(低硅)si522.fe442硅si9931,35,f創(chuàng)34813可見(jiàn)fes訂5和a1si622合金有較高的反應(yīng)力.834從出鎂量和電耗(理論703值)上分析.a1s合金比746f鎢j更經(jīng)濟(jì).近年來(lái).硅熱還原法已成為發(fā)展方向之一,被各國(guó)采

25、用并加以改進(jìn)發(fā)展.美國(guó)阿拉巴馬(alabama)冶金公司,于1959年在塞爾馬(selma)建廠生產(chǎn),6400噸鎂/年.其工藝流程是白云石(1325it1122粒度)經(jīng)回轉(zhuǎn)窯煅燒(1100),粉碎至0.075rrlm,與粉碎的fesi和300目的螢石混合后制團(tuán)再人蒸餾罐(24個(gè)/爐).罐長(zhǎng)3m,內(nèi)徑250itlm,厚30mm,由耐熱合金鋼制成,每罐裝料130kg,在6.5pa壓力,1177下進(jìn)行還原,8h出鎂1819kg(實(shí)收率85%),結(jié)晶鎂在煤氣爐中熔化后,用耐熱鋼制成的離心泵鑄錠,每塊8k旦,浚廠成為美國(guó)原子能工業(yè)所需高純鎂的來(lái)源之一.這種硅熱還原法的缺點(diǎn)是:團(tuán)塊爐料的導(dǎo)熱性極低.在13

26、.1pa氣壓和960l296下,團(tuán)塊導(dǎo)熱系數(shù)僅是750-840j/(?h?),而粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)為4.242j/(m2?h?),所以需要長(zhǎng)時(shí)間加熱才能使料達(dá)到高溫,熱能損耗甚大,而且只能間斷生產(chǎn).故各國(guó)在改進(jìn)以上缺點(diǎn)上下功夫,如日本的古河鎂廠,以重油加熱.加拿大的多米尼昂鎂公司下屬的哈雷鎂廠以電加熱.美國(guó)塞爾馬鎂廠以煤氣加熱.以求縮短生產(chǎn)周?128鑄造技術(shù)foundrytechnol(xy.23no.1jan2002專利摘編-專割申號(hào):98249024公開(kāi)號(hào):23弱783金屬液電渣連續(xù)鑄錠和堆焊的裝置本實(shí)用新型涉及1種金屬液電渣連續(xù)鑄錠和堆焊的裝置,它包括中頻感應(yīng)爐,保溫澆注包臺(tái)車,化渣坩堝臺(tái)

27、車,芯軸上端隨動(dòng)夾持裝置和抽拉裝置,結(jié)晶器,保溫澆注包外的夾層中有感應(yīng)加熱圈,用于液體金屬電渣堆焊或修復(fù)耐磨軋輥一類的軸零件,還可用于連續(xù),半連續(xù)生產(chǎn)高合金鑄錠,比常規(guī)堆焊方法提高效率510倍,比所生產(chǎn)堆焊軋輥壽命提高5倍,比常規(guī)電渣重熔節(jié)電4o%,該裝置設(shè)備簡(jiǎn)單,易于制造.r_._.?.-毒利晦請(qǐng)?zhí)?98802528公開(kāi)號(hào):124748;9阻止氧氣與金屬熔液接觸的方法在阻止氧氣與金屬熔液接觸的方法中,金屬熔液流入1個(gè)由壁界定的澆注空間并從中排出鑄坯.為了,阻止氧氣與金屬熔液的接觸,從而完全阻止冉氧化,經(jīng)過(guò)壁之間的間隙侵人的和/或壁上粘附的氧氣在形成對(duì)金屬熔液無(wú)害的化合物的情況下進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)變(

28、奧地利)ii專暈哇事請(qǐng)?zhí)?98806621公開(kāi)號(hào):261297專利名稱:壓鑄法及其鑄件本發(fā)明的目的是提供1種壓鑄法和采用此壓鑄法獲得的鑄件,該壓鑄法解決了一些問(wèn)題,諸如在熔融金屬注射進(jìn)入鑄?？涨粫r(shí)空氣的卷人和熔融金屬澆不足的缺陷,因此能夠有效地生產(chǎn)無(wú)缺陷的優(yōu)良鑄件.熔融金屬通過(guò)接口管和熔融金屬輸人口從熔融金屬輸送機(jī)層流形式流人澆注套筒當(dāng)所述熔融金屬達(dá)到預(yù)定高度時(shí),澆注套筒內(nèi)的活塞頭部向上運(yùn)動(dòng)并停止在活塞期.810小時(shí)/周期,裝料10013o公斤/罐,出鎂15公斤/罐.哈雷廠鎂的出產(chǎn)率為65%85%,日產(chǎn)2t鎂.存在的問(wèn)題:反應(yīng)罐成本高,壽命短,間斷生產(chǎn).優(yōu)點(diǎn):爐子簡(jiǎn)單,易于操作,雖勞動(dòng)強(qiáng)度大,仍占主要方法(所用還原罐為crl5%+ni35%耐熱鋼).日本對(duì)皮江法的改進(jìn):把還原罐放在玻璃的熔體中,每個(gè)罐都用耐火磚墻隔開(kāi)(防止取換罐時(shí)玻璃流出),或?qū)⑴_(tái)金鋼罐改成普碳鋼罐.開(kāi)爐前,將罐放在爐內(nèi),上面蓋上玻璃片,加熱后玻璃熔化,浸沒(méi)_r罐