鎂精煉

常見的金屬雜質(zhì)有鎳、鈦、鉻、鐵、鋁、硅、銅、錳、鋅、鈉等。非金屬雜質(zhì)有氯化物、氧化物和氮化物等。這些雜質(zhì)對金屬鎂的性能有不良影響，如鐵、鎳及氯化物等雜質(zhì)會使鎂的耐腐蝕性能變壞，存在于鎂中的CaO、SiO₂、Fe₂O₃、MgO等非金屬雜質(zhì)及錳、鋅、鋁、硅等金屬雜質(zhì)使鎂變脆。用鎂作還原劑時，這些雜質(zhì)會降低被還原金屬的質(zhì)量。因此，無論是用熔鹽電解法煉鎂或熱還原法煉鎂生產(chǎn)的粗鎂都必須經(jīng)過精煉除去雜質(zhì)后，才能鑄成為商品鎂錠 。

熱還原法煉鎂(productian of magnesium bythermal reduction process)是指在高溫下用還原劑將氧化鎂還原成金屬鎂的鎂冶煉方法。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于鎂的需要量驟增，熔鹽電解法煉鎂生產(chǎn)的鎂已不能滿足需要，于是熱還原法煉鎂便發(fā)展成為金屬鎂生產(chǎn)的一種重要方法。

熱還原法煉鎂方法有皮江法煉鎂、半連續(xù)硅熱法煉鎂、波爾扎諾法煉鎂、碳熱法煉鎂及碳化物熱法煉鎂等 。2100433B

鎂精煉(refining of magnesium)是指脫出粗鎂中的雜質(zhì)，產(chǎn)出精鎂的過程。鎂冶煉產(chǎn)出的金屬鎂被稱為粗鎂。粗鎂中的雜質(zhì)可分為金屬雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì)兩類 。

根據(jù)對鎂質(zhì)量的要求，可以采用不同的精煉方法。鎂的精煉方法主要有鎂熔劑精煉、鎂沉降精煉、鎂真空蒸餾精煉和鎂添加難熔金屬精煉等。前兩種方法主要是脫除粗鎂中的非金屬氧化物和鐵等雜質(zhì)。后兩種方法主要除去金屬雜質(zhì)，用于生產(chǎn)高純鎂。鎂精煉產(chǎn)出的精鎂通稱商品鎂 。

除鉍后鉛含鈣0.03%-0.04%、鎂0.04%-0.07%及少量的鋅、銻，這些雜質(zhì)可用氧化精煉，氯化精煉及堿性精煉除去。在這些方法中，以堿性精煉的效果最好。氧化精煉的作業(yè)溫度為1023-1073K，反應(yīng)時間4-5h 。

連續(xù)蓄熱式金屬鎂精煉爐是指在金屬鎂精煉爐的余熱利用上由間斷蓄熱改為連續(xù)蓄熱，這種裝置稱為熱回收泵，它工作時排煙和鼓風(fēng)同時進(jìn)行，高溫?zé)煔庖詫α骷拜椛涞姆绞綄崃總鬟f給煙氣通道內(nèi)的蓄熱體。同時，被加熱的蓄熱體將熱量迅速傳遞到低溫側(cè)的助燃空氣，空氣能夠很迅速地被加熱。

連續(xù)蓄熱式金屬鎂精煉爐主要有以下特點(diǎn)：

①換熱速率高。高熱導(dǎo)率、高黑度的材質(zhì)、具有極大的換熱面積，可實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫、低煙溫。

②連續(xù)工作。連續(xù)供風(fēng)及排煙，不需要換向，爐壓穩(wěn)定、流場及溫度場無頻繁擾動，為低氧燃燒奠定基礎(chǔ)。

③壽命長。抗氧化性能好。

④超強(qiáng)的換熱元件結(jié)構(gòu)，運(yùn)行成本極低、無須維護(hù)。

⑤采用比表面積很大的換熱元件作為熱交換器，便于安裝和布置。

⑥高溫防腐(抗氧化)、耐磨材料應(yīng)用于精煉坩堝，有效提高坩堝的使用壽命。

蓄熱體如圖2所示。

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爐外精煉把傳統(tǒng)的煉鋼分成兩步，第一步叫初煉，在氧化性氣氛下進(jìn)行爐料的熔化、脫磷、脫碳和主合金化；第二步叫精煉，在真空、惰性氣氛或可控氣氛下進(jìn)行脫氧、脫硫、去除夾雜、夾雜物變性、微調(diào)成分、控制鋼水溫度等。20世紀(jì)60年代以來，各種爐外精煉方法相繼出現(xiàn)。全世界這一技術(shù)已經(jīng)得到了飛速發(fā)展。

爐外精煉在現(xiàn)代化的鋼鐵生產(chǎn)流程中已成為一個不可缺少的環(huán)節(jié)，尤其爐外精煉與連鑄相結(jié)合，是保證連鑄生產(chǎn)順行，擴(kuò)大連鑄品種，提高鑄坯質(zhì)量的重要手段。

在煉鋼生產(chǎn)流程中，采用轉(zhuǎn)爐（或電爐）－爐外精煉－連鑄已成為鋼廠技術(shù)改造的普遍模式。

各種爐外精煉方法的工藝各不相同，其共同的特點(diǎn)是：有一個理想的精煉氣氛，如真空、惰性氣體或還原性氣體；采用電磁力、吹惰性氣體攪拌鋼水；為補(bǔ)償精煉過程中的鋼水溫度降損失，采用電弧、等離子、化學(xué)法等加熱方法。

與連鑄相匹配的鋼包精煉，在于提高鑄坯質(zhì)量和保證連鑄工藝的穩(wěn)定性。選擇合適的爐外精煉方法是連鑄鋼水準(zhǔn)備，提供合格質(zhì)量鋼水的重要手段，為此結(jié)合產(chǎn)品質(zhì)量要求選擇鋼包精煉設(shè)備應(yīng)滿足以下基本要求：

1.調(diào)節(jié)鋼水溫度，達(dá)到連鑄所要求的澆注溫度范圍；

2.提高鋼水清潔度，特別是減少鋼中大型夾雜物的含量；

3.降低鋼中氣體含量（如氫、氮含量

4.降低鋼中有害雜質(zhì)（如硫、磷）含量；

5.使鋼水中溫度和成分均勻化，并微調(diào)成分使成品鋼的化學(xué)成分范圍非常窄；

6.改變鋼中夾雜物的形態(tài)和組成，改善鋼水的流動性；

7.減輕煉鋼爐的冶煉負(fù)荷，縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率；

8.鋼包精煉爐成為煉鋼爐和連鑄機(jī)之間的一個“緩沖器”平衡兩者之間的生產(chǎn)節(jié)奏，有利于提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)率。