镁及镁合金讲义(洛阳安环师版)

一、镁（Magnesium）的定义
1、1828年被发现的银白色轻金属，无磁性。 2、原子数12，化学代号为Mg，电子结构为2-8-2，为六方最密 堆积晶体结构。 3、熔点为650℃，沸点为1107℃（2024.6° F）。
4、为地壳第六 丰富之金属元素，为 海水中排名第三之金 属元素，也为地表含 量第三之常用金属元 素。 5、工业生产镁 始于1886年的德国， 1990年全世界生产 235万公吨。 6、最主要的用 途为：铝合金元素添 加，钢铁脱硫及除氧 剂，以及制造镁合金。
(6) 胶制围裙、套袖、长统胶鞋 （配置）。
(7) 布手套、线手套、刷胶手套。 铝镁板带厂
镁及镁合金生产事故案例剖析
镁及镁合金生产只是近几年方显发展劲头，其猛劲主要在汽车、 自行车、旅游用品等领域发展迅速；也主要是压铸件工艺的提升， 其设备装机水平的提高而提高。而真正意义上的安全生产技术提 升，缺乏科研数据的支撑，生产经验的支撑，技术研发领域的支 撑，以及市场调节的支撑，人才储备的支撑，技术手段的支撑， 因为我们在镁及镁合金安全生产领域的技术标准几乎为“零”。 务须讳言，在镁及镁合金领域，我们谈不上安全生产。（中国第 一家镁及镁合金板生产厂家其产能从过去的500t/年；降低到目前 的50t/年，其熔炼、铸造工艺在其最后一次镁爆炸事故后，已经 停产20年） 50年以前镁及镁合金生产产品主要应用于军用，航天、飞机、导 弹等军工领域。镁及镁合金安全生产，恰恰与工艺技术紧密相关， 与设备装机水平息息相关；这种融合的越“神秘”，保密成分就 越浓，所以安全生产标准和防护措施就难以出台，相关资料显示： 为了维护国家、地区及行业的安全与利益，世界各国、各行业以 及国际性标准化组织都组织了相应的机构来研究安全标准。具不 完全统计，由中国、欧盟、美国、英国、德国相关组织制定的与 镁及镁合金安全作业技术有关的机械安全技术标准就有37项。这 个数据的显示，恰恰没有（前苏联）数据，我们的镁及镁合金生 产数据是从（前苏联）拿来的，据说：当时为了尽快赶超英美大 国，（我们的前辈用一年八个月学习到的【前苏联】生产技术数 据），其安全生产标准只是一个“捎带”，没有安全生产数据支 撑，没有安全生产理念，从以下（一号信箱）企业发生的镁及镁 合金爆炸事故案例剖析，我们在镁及镁合金安全生产领域的技术 标准我们真是“一无所有”。
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镁及镁合金生产事故案例
相关报道：镁及镁 合金的燃烧与爆炸是镁 产业中的的重要安全隐 患。来自北美地区健康 安全分委会对新闻媒体 已报道的关于镁金属引 起的火灾和爆炸而造成 的事故调查，该项调查 报告记录了64宗北美地 区被报道的事故，既包 括少见的关于数吨镁金 属燃烧的巨大事故的电 视新闻报到，也包括了 在汽车发生撞击时，汽 车零部件发生燃烧的事 故的报道。在64宗事故 报道中，重大安全事故 有17例，占事故比例的 26.6%。 铝镁板带厂
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西方国家镁合金的需求每年大概在16万吨， 其压铸件占到全部需求量的34%。镁合金压铸 件需求的强势，主要是欧洲在2011年推出了多 款汽车，其在设计时都增加了对镁合金的应用。 例如:宝马6系列汽车发布了镁合金发动机壳体， 戴姆勒克莱斯勒公司发布的7档镁合金变速箱壳 体。由于这些汽车都已批量生产，使镁合金需求 量巨大。如今国际上主要汽车零部件制造商正在 大力开发新型的镁合金的零部件，以替代铝合金 和钢的部件，在世界范围内石油危机的情况下， 来为汽车、火车、等交通工具减重、降耗。
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（一号信箱）企业是我国“一五”期间兴建的156项重点建设工 程之一，坐落在历史文化名城，1954年开始筹建，1965年全面投 产。其所有的工业参数都是（前苏联参数的几分之几），我们并 未拿到准确数据、以后的数据都是我们摸索和实践的数据。这些 数据也只是工艺数据，安全生产数据仍然没有准确的数据标准， 事故自然在所难免。 镁及镁合金生产事故的相关报道相对比较少，信息封锁是一方面， 另一个方面。一般都是军工供应厂家，带有技术机密资料的“色 彩”，国外估计也进行“新闻封锁”，机密色彩越浓厚；安全生 产技术更难于超越，安全生产标准更是难于形成文件的文件。
一、《铝镁粉加工粉尘防爆安全规程》（GB 17269—2003）适 用于铝镁粉加工企业（车间）。铝镁制品机加工作业场所的积尘清 扫等可参照执行该规程。
二、目前，没有专门针对铝镁制品机加工作业场所粉尘防爆的国家 标准和行业标准。《粉尘防爆安全规程》（GB 15577-2007）、 《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》（GB/T 17919-2008） 等标准适用于铝镁制品机加工作业场所。
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我们的前辈……….
“宁肯少活二十年，拼命也要拿下大油田。”
镁很美， 但是、 美需要 呵护！
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二、镁及镁合金性质 1、纯镁熔点：650℃ 2、纯镁熔解热：0.37MJ/kg 3、纯镁蒸发热：5.25M 4、纯镁燃烧热：25MJ/K kg 5、纯镁比热：固态（400℃）为1.2KJ/K kg，液态(800℃)为1.4KJ/K kg 6、纯镁密度：固态(20℃)为1.74kg/dm3， 液态（700 ℃）为1.58kg/dm3 7、镁合金AZ91密度：1.8kg/dm3 8、镁合金AZ91熔解范围：598℃～430℃
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镁合金生产特点与事故案例
纯镁的熔点：648.9℃；沸点：1090℃；燃点目前国 内没有权威资料定论，也验证了我们在镁及镁合金技术 创新和研发能力的差距。镁在熔融状态时，易燃，易爆、 并在燃烧过程中放出大量的热，其温度可达2800～ 3000℃。镁合金碎屑极易燃烧（用火柴就可以点燃） 尤其带粉尘的碎屑遇到火星就可以引起燃烧或爆炸。潮 湿的镁尘及碎屑能够自燃。 镁及其合金随成分及状态不 同，其燃点为400～530℃，沸点为1108℃，镁的氧 化生产热为146卡/克原子，按理论计算，100克镁的 燃烧（即氧化）生产热即为600卡，因此，发生爆炸时， 威力可想而知。（1卡＝4.2焦耳；1卡表示1克水升高 1℃所需的热能） 由于镁及镁合金的特殊化学性质，镁极易氧化，如果在 熔炼铸造过程中采取的安全技术措施不当，当反应激烈 时有燃烧和爆炸的危险，存在着较大的安全隐患，随时 可以酿成重大的安全事故。
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镁及镁合金技术 的广泛应用，它正影 响着人类生活的方方 面面，减轻重量、降 低能耗，减少环境污 染，对全球工业的可 持续发展和循环经济 起到了极大的推动作 用。 然而，辩证法告 诉我们,事物总是一分 为二的，凡事“有一 利必有一弊”。人们 在分享镁及镁合金合 技术给人类生活带来 极大便利的同时，也 不得不面临着安全、 环境问题的严峻考验。
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镁及镁合金防腐、氧化生产场所员工必须配备下列各项个人防护装备
(1) 夏季工作服为柞蚕丝面料工 作服，冬季为涤纶面料工作服， 有固定式淋浴室和冲眼器；每天 工作完毕必须洗澡一次；配置凡 士林油。女性月经期停止工作。 (2) 安全帽； (3) 4防安全鞋（zr—阻燃耐高 温）、（sj—耐酸碱）、（cc— 防刺穿）、（fz—防砸（1－5 级）； (4) 防毒口罩, 必要时应备有防 毒面罩； (5) 全棉围脖两条。
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1975年9月25日01.02分（一号信箱） 四车间4t镁合金反射炉在81熔次铸造过 程中，突然发生爆炸，爆炸发生在内流 槽根部的下面，流槽下面存在有一定压 力的气体造成的，（当时是根据内流槽 根部下面的爆炸坑来判断事故的主要原 因的）。此次镁炉爆炸事故，造成三人 死亡，两人重伤的重大事故。当时事故 惊动了军工高层，为了及时抢救伤员， 次日下午，动用了军用直升飞机抢救伤 员；这起事故也是目前国内（内部）记 载的镁合金熔铸工艺最大的一次镁及镁 合金生产爆炸事 毛料工作服，至少2层布，穿着的衣服不 要有褶折，不要有开口的口袋，工作服易于脱 下，（禁用各类拉锁式工作服），穿着的衣服 最好在二氨化硫中浸润处理过，使之能阻燃防 火；
(2) 安全帽； (3) 可架在头盔之防护面罩； (4) 有侧面防护的护目镜； (5) 隔热手套或皮手套； (6) 防火衣裤及防火鞋(耐热700℃以上)应急 用； (7) 易于脱下的安全鞋（zr—阻燃耐高温）； (8) 防毒口罩, 必要时应备有防毒面罩； (9) 耳罩、耳塞； (10) 全棉围脖两条。
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镁及镁合金的市场应用发展前景
镁及镁合金技术的应用与需求在全球发展迅猛。在2012年第69届国际镁业 大会上，澳大利亚咨询公司lark&Marron(C&M)发布全球镁需求量预测数据： 全球镁需求量将以平均每年6.6%的速度增长，到2016年达到95万吨，需求 增长主要来自铝镁合金和汽车压铸领域。 2012年全球镁需求量将比2011年增长7.5%达到74.5万吨，其中铝镁合金对 镁的需求同比将增长14%达到28万吨，汽车压铸件对镁需求将增长10%达到 21万吨。
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镁及镁合金安全生产讲义
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（国发【2006】24号）《国务院关于 全面加强应急管理工作的意见》、（豫 政【2004】29号）河南省人民政府贯 彻落实国务院进一步加强安全生产工作 决定的实施意见》
根据（GB6442-86）《企业职工伤亡事故调查分析 规则》 根据《河南省人民政府安全生产委员会办公室关 于深入开展铝镁制品机加工企业安全生产专项治 理的通知》的通知（洛安委办【2012】54号）、 及国务院安全生产委员会办公室【安委办（2012） 38号】文件，以及【豫安委办（2012）39号】文 件精神
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幸福是一棵绿树，安全是沃土。
由于镁合金具有比强度高、导热导 环保工作是只 电性、电磁屏蔽性、阻尼减震性及 环境相容性等优点，被誉为“21世 有投入没有产出的 纪绿色工程材料”。但是，由于镁 合金的特殊化学性质，镁极易氧化， “消耗品”„ 镁材表面防腐处理也是镁合金生产 过程中的重要工序，目前镁的表面 处理仍为旧的氧化上色方式，不可 避免地产生大量含Cr6+的剧毒废液， 对环境污染较大，是国家严格控制 排放的第一类污染物。 相关资料显示：目前许多厂家采取 的镀铬工艺还是陈旧的重铬酸钾 (K2Cr2O7)、硫酸胺〔(NH4)2SO4〕、 铬酐(ＣrＯ3)、冰醋酸、硝酸钠 (ＮaＮＯ3)配方；储存在氧化上色 槽、光亮槽及漂浮水槽等槽体的铬 酐含Ｃr（Ⅵ）浓度在200－300mg ／Ｌ之间。