金属镁冶炼过程控制与质量提高

金属镁冶炼过程控制与质量提高

一、项目名称：金属镁冶炼过程控制与质量提高

二、项目进展情况概述：

1、研究与生产的目标

中国是金属镁资源非常丰富的国家，金属镁产量、出口量居世界第一，但高品质金属镁的开发和制造技术严重落后，鹤壁市在全国的镁资源居第三位，同样存在金属镁质量较低的情况，而高质化原镁的生产是皮江法炼镁的发展方向，本文主要讲述通过过程控制，达到提高金属镁质量的相关研究。

2、主要研究与生产的内容

通过皮江法炼镁全过程控制达到提高质量的目的：严把原材料质量关；认真监控煅白烧成；控制混合球配比及制球时间；减少吸潮；有效控制还原炉温、真空；强化现场管理，避免粗镁污染；精炼过程到位；改善精炼环境。

3、重点解决的科学技术与生产工艺问题

a原料优选问题及杂质控制

炼镁用白云石的化学组分：%

炼镁用白云石的结晶要求：浅灰色，晶粒细小、致密，网状结构。

过程控制要点：

在每一批次白云石进入生产厂区后，进行供应厂家确认，对每一固定厂家每周抽样进行化学成分检测，确保质量稳定性。对新供应厂家的白云石料进行每批化学成分检测，必须符合要求方可使用。

由专人进行白云石验收外观检验，对每批次白云石进行石子结晶、石粉与灰土含量、粒度大小检测，要求供应厂家对白云石进行破碎时必须过筛，将杂质筛除并实现粒度分选，专管员检测时将符合规定的原料进行签收，并指挥按规定地点存放，不同粒度的白云石料避免混放混用。

此外，萤石及硅铁也必须进行每批次化学成分检测。萤石中氟化钙含量要大于95%，硅铁硅含量必须在75%以上，此外，为控制粗镁中的杂质含量，硅铁中铝含量应小于1.2%，锰含量应小于0.5%，符合要求方可使用。

质量提升意义：

原材料质量决定着还原粗镁的产量、质量，白云石、硅铁成分控制的好坏直接影响粗镁还原产出率及杂质含量，更不会出现出罐时因钾、钠飞溅燃烧，烧损粗镁的现象。严格控制原料指标在提高质量及经济性上都是最为关键的一步。

b回转窑操作控制

回转窑用原煤要求：%

过程控制要点：

由专人进行原煤验收外观检验，对每批次原煤进行水分、矸石含量检测，如确定合格方可取样进行化验检测，成分符合要求方可使用。另应每周对回转窑用煤细度进行检测。

回转窑控制首先上料时尽量清净底部积存灰土，铲车铲料避免贴地面工作。应在上料处设立滚筒筛，将碎石、灰土分离。上料严禁出现混料。其次应严格控制电磁给料器及电机转速，按实际需要及回转窑产能控制下料量和转速，合理调整煅白在高温带停留的时间，等煅白出来后，操作工应先用铁锨接少许煅白，用锤子拣大块敲碎，如果不夹生，则开始下料。如果夹生，要调整窑的增大给煤量及减慢转速（根据实际情况来定），直至煅白烧熟为止。在此过程中，回转炉操作工应谨慎认真，发现窑衬粘结料应及时清除，防止煅白带入杂质元素，每半小时对各相关数据（给煤量、下料量、转速、温度）进行记录，巡检人员、化验人员不定时抽样检验（夹生情况、活性、灼减）。

质量提升意义：

原煤控制可以保证煤粉的分散性及可然性，避免煤粉燃烧不彻底带到煅白内；白云石筛选可以避免白云石过烧或欠烧，防止烧结，减缓窑体结圈，加速碳酸盐分解，回转窑不间断监控可以防止煅白夹生，减少杂质，使煅白质量达到要求。

c煅白的挑选及防护

过程控制要点：

回转炉停炉前和开炉前的煅白杂质含量较大，而且往往出现夹生、过烧等情况，因此这部分料应该废弃。

严格控制回转炉产量，合理贮存，避免出现就地堆煅白料，在短时间内加紧制球。

质量提升意义：

挑选煅白可以减少其中的杂质含量，提高粗镁产量，煅白严控储存时间可以避免粗镁出现减产、烧损、杂质含量高。

d混合配料控制及成球质量

过程控制要点：

在混合配料时，应严格把握混合料的硅含量（11.4-12.2），配比一般遵循煅白/硅铁/萤石的比例为80/17/3的原则进行，目前采用电子配料，每次下料控制在50公斤以内，下料给定根据混合料硅含量进行微调，微机操作工应时刻监视电脑屏幕显示，及时上料，控制

好球磨机运转速度，皮江法炼镁的还原反应是属于固相反应。这种反应是在还原剂与煅白表面进行的，其物料之间接触的好坏，决定着氧化镁的还原反应速和物料的利用率。炉料的粒度越细，制球时单位压力越大，则相互之间接触越好，也越有利于还原反应过程的进行。在混合粉从球磨机出来后，巡检人员应对混合粉细度进行检测，混合料低于60%通过120目，应及时检验球磨机钢球情况或减少混合料粉磨数量。混合球含硅量每班次检测3回以上，混合球破碎率不定时抽检，过碎的混合球应回仓重新制球，辊皮老化及时更换，保证混合球成球质量。

质量提升意义：

通过控制混合球配比，获得最高产出率和最恰当的硅铁利用率。控制混合球成球质量，可以减少碎粉球量，避免在还原真空抽吸下混杂在结晶镁中，增加杂质含量。配比、成型较好的混合球结晶致密，出罐时燃烧机率低。

e混合球料的防护及使用

过程控制要点：

混合粉制球应根据还原炉装出罐时间进行确定，随制随用，缩短混合球存放时间，还原车间应定时向制球处送交制球时间表，制球工严格按照规定时间制球，球料成型后，用塑料布进行防护，避免与空气接触，并迅速通知炉前工装球。

质量提升意义：

越是及时压出的球料，活性越高，还原反应越充分，镁提取率较高，而且对真空抽吸的负作用较小，粗镁结晶也不会出现疏松发黑现象，质量相对较好。

f还原罐的清洁及冷却水温、窑炉温度的控制

过程控制要点：

炉前工在装出罐时应快出快装，装球时谨慎操作，有规律的将球一筒筒的装入，避免野蛮装球，造成碎球量加大，球团与结晶器距离保持15cm，出废球时将碎球、废灰扒干净，避免遗留粉尘，并及时清理还原罐结渣，车间主任及巡检人员加强监督。

司泵工应加强还原水温控制，合理掌握冷却水流量，前期不能过大，随着还原的进行逐渐加大水量，保持合理冷端温度。发现冷端盖或密封圈变形应及时更换。

还原烧工烧炉时应做到“三勤”，即“勤添煤、勤撬火、勤出渣”，适时适量加煤，炉膛内要里低外高；定时定量加煤，节约用煤，保持炉温稳定在1190—1220℃；由司泵工监督温度情况，每隔1小时进行温度记录，并将记录及时上交车间，车间主任及巡检人员加强现场监督。质量提升意义：

还原罐结渣主要是Fe₂O₃或因球团中配入的萤石太多（超过4%），炉渣发软，粘附了渣。认真清罐可以保证正常装球量，避免碎粉尘中的Fe₂O₃、Al₂O₃、Si、Mn、Al及杂质混入粗镁。