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。
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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。
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三、镁合金特性
1、重量轻 2、吸震性能高 3、尺寸稳定性 4、自动化生产能力和高模 具寿命 5、良好的铸造性能 6、高的模铸生产率 7、良好的切削性能 8、可回收再利用 9、高散热性 10、良好的电磁屏 11、其它特性：良好的抗疲 劳、 低的裂纹倾向、无毒、 无磁性等特点。
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镁及镁合金熔炼、铸造、压铸
生产场所员工必须配备下列各项个人防护装备
(1) 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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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 合金生产爆炸事故。
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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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CHINALCO LUOYANG COPPER Co., LTD
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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Fra Baidu bibliotek
镁及镁合金安全生产信息
国家安全监管总局办公厅关于铝镁制品机加工
作业场所粉尘防爆安全标准适用问题的复函 安监总厅管四函〔2013〕117号 广东省安全生产监督管理局： 你局《关于铝镁制品机加工作业场所粉尘防爆安全标准适用问题的 请示》（粤安监〔2013〕145号）收悉。经研究，现函复如下：
中国对镁的需求由9万吨增长到12万吨。尤其是镁合金压铸件其优良的特性，使其需 求量增长率最快，增速达到了8%。随着各行业对高速、节能、环保、轻量化的要求 日益突出，镁合金压铸件在汽车、计算机、通讯等领域将有更大的需求量。目前国 产汽车只有上海大众汽车公司的桑塔纳轿车采用了镁合金压铸件,镁合金用量仅为 8.5kg/辆,与国外汽车镁合金平均用量为40kg/辆相比,差距十分悬殊。国产的计算机 和通讯设备采用质轻、耐用、具有减振、屏蔽等功能的镁合金零部件还甚少。可见 镁合金压铸件在我国有着广阔的应用市场,发展潜力非常大。
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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（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。
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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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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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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。
(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