皮江法制镁的原理及前景

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冶金过程强化论文1

冶金过程强化论文1

冶金过程强化论文论文题目:硅热法炼镁过程中的强化指导老师: XXXXXXXX班级: XXXXXXXX姓名: XXXXXXXX学号:XXXXX XXXX硅热法炼镁过程中的强化摘要:硅热法又称皮江法,是以白云石为原料、硅(铁)为还原剂、萤石为矿化剂,将煅烧后的白云石粉碎至200目左右,制成球团,装入还原罐,在1200℃左右的高温和小于13.3Pa的真空下热还原制得结晶镁,经精炼后再铸成镁锭。

20世纪80年代末期,皮江法在中国大陆得到了蓬勃发展,以连续40%的年平均增长速度,使中国成为世界生产金属镁的第一大国。

2004年全球原镁产量为64.4万吨,而中国原镁产量为45.0万吨,占了全球产量的69.88%,而中国镁产量的98%是用皮江法所生产。

关键词:白云石强化我国金属镁产量增大迅速。

1990年只有0.59万吨;1999年镁产量达到12万吨,超过美国跃居第一;2000年镁产量约为20万t,几乎占世界产量的40%;2006年镁产量达到61.3万吨,比1990年增长100倍。

我国镁工业发展之所以如此之快,一是改革开放的政策,市场经济调动了地方、集体、个体兴办炼镁企业的积极性;二是由于热法炼镁工艺的改进,使其投资少、技术可行。

目前我国炼镁方法几乎全部是热法炼镁。

本文将从还原时间、温度、配硅比及制球压力等方面对镁产出条件的选择及优化进行研究。

1、硅热法炼镁的基本原理1. 1 MgO还原的热力学原理为了将镁从氧化镁中还原出来,只有用对氧亲和力大于镁对氧亲和力的物质作为还原剂才行。

通常,衡量氧化物亲和力大小的是氧化物的标准吉布斯自由能。

图1-1中绘出了一系列氧化物标准吉布斯自由能与温度的关系曲线。

从上面图可知:各种氧化物的△G值均随温度的变化而变化,但变化的方向与幅度各不相同,有些曲线的相互位置都发生了变化。

从图还可推知,只有在温度超过2373℃以后,SiO2的稳定性才会高于MgO 的,才能发生如下反应:2Mg + O2 = 2MgO (1)Si + O2 = SiO2(2)2MgO + Si = SiO2 + 2Mg (3)计算表明:在温度低于2000K时,用Si还原MgO根本就不可能。

金属镁生产工艺原理介绍

金属镁生产工艺原理介绍

金属镁生产工艺原理介绍1.电解法炼镁的各种工艺原理氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。

该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。

其中后者最大的难点是如何去除MgCl2·6H2O中的结晶水。

一般来说:采用普通的加热法可以去除部分结晶水,生成MgCl2·3/2H2O。

但MgCl2·3/2H2O在空气中加热时很容易发生水解反应,生成不利于电解过程的杂质,如Mg(OH)2。

电解法生产镁的工艺很多,但基本原理相同,其中最有代表性的有DOW工艺、I.G.Farben 工艺、Magnola工艺等。

DOW工艺1916年DOW工艺在美国Michighn的Midland首次得到应用。

当时所用的制备MgCl2的方法是将海水与煅烧白云石一起制成泥浆,与盐酸反应,生成氯化镁溶液,将其浓缩并干燥处理后生成MgCl2·3/2H20。

这种原料直接加入电解槽内进行反应,副产物氯气可以回收利用。

1941年道屋(DOW)化学公司在塔克赛斯自由港建立了一个工厂,从海水中提取镁的电解原料。

海水由引水槽引入,滤过淤泥后导人沉淀池,与石灰混合,过滤后与20 %HCl反应生成MgCl2,蒸发后得到固体氯化镁,然后经干燥炉干燥得到低水合氯化镁(MgCl2·3/2H2O),成为DOW工艺电解制镁的原料。

许多生产厂家都采用与DOW工艺类似的方法电解海水来生产镁(见图1),主要差别在于提取无水氯化镁的方法不同。

DOW化学公司通过在含大量MgCl2、NaCl 和CaCl2混合溶液的电解池中直接加入少量部分脱水氯化物来迅速脱水。

挪威诺斯克—希德罗(Norsk—Hydro)公司是欧洲最主要的镁生产商,通过在于燥的氯化氢气氛中加热MgCl2·6H2O来实现完全脱水。

前独联体则主要采用往电解池中加入无水光卤石来脱水。

最近,澳大利亚金属镁公司开发了一种制备无水氯化镁原料的全新工艺,在氯化镁溶液中加入一种称为Gylcol的物质,蒸馏脱水,然后喷雾氨生成六氨合氯化镁,接着焙烧制备高质量的无水氯化镁。

皮江法炼镁还原工艺参数优化研究

皮江法炼镁还原工艺参数优化研究

皮江法炼镁还原工艺参数优化研究皮江法炼镁工艺是一种不锈钢钢轧制造高质量镁铁合金材料的重要方法,可以有效控制材料的化学组成及物理性能。

然而,在实际应用中,由于皮江法炼镁过程复杂,缺乏有效的工艺参数优化方法,导致失去了很大的产品性能和工艺效率。

因此,研究皮江法炼镁还原工艺参数优化技术具有重要的理论意义和实际应用意义。

一、皮江法炼镁还原原理皮江法炼镁还原工艺是一种经过多步处理得到高质量镁铁合金材料的技术,基本原理如下:首先将原始铁矿经过热处理,从而得到合金铁矿;然后,通过以碳为稳定剂的预处理,将合金铁矿混合锰,再加热熔融,制备成碳化锰和铁的合金;最后,在高温空气氛中,用活性炉芯煅烧,将材料还原,分离出高质量的镁铁合金物质。

二、工艺参数优化研究1、热处理工艺参数优化热处理工艺是皮江法炼镁还原成功的关键,也是影响质量的重要因素。

研究发现,热处理过程中,温度是影响合金组成及结构性能的重要因素,而保持高温持续时间也决定了其化学组成和物理性能。

因此,要优化皮江法炼镁还原的热处理工艺参数,必须着重考察温度、时间等参数的确定,以得到最佳热处理结果。

2、还原工艺参数优化还原是皮江法炼镁还原的核心步骤,还原过程的参数优化也是影响镁铁合金材料质量的关键因素。

还原过程中,要考虑温度、压力、炉芯熔点和灰块结构等参数。

研究表明,降低还原温度、加大还原压力及提高矿物粉末团聚效应,可以提高合金铁矿的还原效率,改善制备的合金镁铁材料的结构性能及外观。

三、总结研究皮江法炼镁还原工艺参数优化,可以更好地实现高质量镁铁合金材料的制备,提高工艺效率和产品性能。

热处理工艺参数优化,需要注重温度和时间等参数的调整;还原工艺参数优化,要考虑还原温度、压力、炉芯熔点和灰块结构等参数。

此外,还可以在还原过程中使用活性剂,可以提高还原作用,进一步提高镁铁合金材料的质量。

综上所述,皮江法炼镁还原工艺参数优化研究是一项重要的理论研究与实际应用研究,具有重要的理论意义和实际应用意义。

镁的冶炼方法

镁的冶炼方法

皮江法炼镁的工艺流程及其优缺点(来源:全球五金网日期:2010-6-9 点击:95 )镁的冶炼方法总体上可分成三种:一种是电解法;一种是硅热法(皮江法);另一种是碳热法。

皮江法炼镁的主要工艺流程是:白云石在回转窑或立窑中煅烧成煅白,经破碎后与硅铁粉(含硅75%)和萤石粉(含GaF2)=95%)混合均匀制团,装入耐热不锈钢还原罐内,置于还原炉中,在1200-1250℃及真空的1.33Pa 真空度下还原制取粗镁,经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。

皮江法炼镁是中国现行普遍应用的一种方法:其优点是:1、规模能大能小,原材料可就地取材;2、成本相对电解法较低;3、技术不难掌握;4、在九十年代经济效益可观;5、镁的等级质量略高于电解镁等。

皮江法炼镁缺点:生产1 吨金属镁锭需要有消耗白云石12-14吨;无烟煤及烟煤8-10吨;副产还原渣5-6吨,这些还原渣目前还没有发现更好的用途,污染环境;劳动强度大,原料车间粉尘污染严重。

镍含量太低,如要回收用浮选法,但杂质镁可能不易控制。

一般工厂用什么冶炼镁,对人体有害吗?答:有害。

镁是在自然界中分布最广的十个元素之一,但由于它不易从化合物中还原成单质状态,所以迟迟未被发现。

长时期里,化学家们将从含碳酸镁的菱镁矿焙烧获得的镁的氧化物苦土当作是不可再分割的物质。

在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。

1808年,戴维在成功制得钙以后,使用同样的办法又成功的制得了金属镁。

从此镁被确定为元素,并被命名为magnesium,元素符号是Mg。

镁是一种参与生物体正常生命活动及新陈代谢过程必不可少的元素。

镁影响细胞的多种生物功能:影响钾离子和钙离子的转运,调控信号的传递,参与能量代谢、蛋白质和核酸的合成;可以通过络合负电荷基团,尤其核苷酸中的磷酸基团来发挥维持物质的结构和功能;催化酶的激活和抑制及对细胞周期、细胞增殖及细胞分化的调控;镁还参与维持基因组的稳定性,并且还与机体氧化应激和肿瘤发生有关。

皮江法炼镁工艺原理

皮江法炼镁工艺原理

2010.5.10第3期硅热法又分为皮江法(Pidgeon)、波尔扎诺法(Bolzano)和玛格尼特法(Magnetherm)三种。

皮江法炼镁工艺原理皮江法炼镁工艺原理皮江法生产金属镁是以煅烧白云石为原料、硅铁为还原剂、萤石为催化剂,进行计量配料。

粉磨后压制成球,称为球团。

将球团装入还原罐中,加热到1200℃,内部抽真空至13.3Pa或更高,则产生镁蒸气。

镁蒸气在还原罐前端的冷凝器中形成结晶镁,亦称粗镁。

再经熔剂精炼,产出商品镁锭,即精镁。

皮江法炼镁生产工序皮江法炼镁生产工序(1)白云石煅烧:将白云石在回转窑或竖窑中加热至1100~1200℃,烧成煅白(MgO·CaO)。

(2)配料制球:将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨,然后压制成球。

(3)还原:将料球在还原罐中加热至1200+10℃,在13.3Pa或更高真空条件下,保持8~10小时,氧化镁还原成镁蒸气,冷凝后成为粗镁。

(4)精炼铸锭:将粗镁加热熔化,在约710℃高温下,用溶剂精炼后,铸成镁锭,亦称精镁。

(5)酸洗:将镁锭用硫酸或硝酸清洗表面,除去表面夹杂,使表面美观。

(6)造气车间:将原煤转换成煤气,作为燃料使用。

直接使用原煤的镁厂没有造气车间。

皮江炉波尔扎诺法是皮江法炼镁的改进方法。

与皮江法炼镁的主要不同在于采用了竖式电内热还原炉。

此法由于意大利的波尔扎诺(Bolzano)镁厂试验成功而得名。

20世纪80年代这种方法的镁最高年产量为1.2万吨,近年对设备进行了改造后,年产镁能力降为8000吨。

每吨镁耗用白云石10.1吨、硅铁(含硅75%)1吨,还原周期24小时,还原炉产镁2吨每天,精炼熔剂消耗0.16吨。

玛格尼特法起源与法国,中国、日本曾使用该法。

该法炼镁采用连续定时加料、周期性出镁出渣,又称为半连续硅热法。

这种方法以白云石、铝土矿为原料,硅铁为还原剂,在单相真空电炉中于1500~1600℃、3400~4000Pa 真空下还原生产金属镁。

2021年中国镁(原镁)行业现状、竞争格局及趋势分析

2021年中国镁(原镁)行业现状、竞争格局及趋势分析

2021年中国镁(原镁)行业现状、竞争格局及趋势分析一、镁冶炼工艺镁在自然界中以化合态存在,主要分布于白云石矿、盐湖、海水等资源中,镁在地壳表层储量居第8位,占1.9%(质量比),而我国的镁储量更占世界第一,我国已探明的白云石矿资源总量为40亿吨,青海柴达木盆地的33个盐湖镁盐储量为47.5亿吨,而且储存形式为非常有利于开采的高纯度氯化镁。

另外,镁具有可回收性,对废弃镁产品的再生利用也是镁合金生产加工对象的重要来源之一。

镁的冶炼方法主要分为两种,一是硅热还原法,二是电解法。

电解法在国外应用较多,发达国家80%以上的金属镁是通过电解法生产。

皮江法是我国金属镁冶炼应用最广泛的硅热还原工艺。

该工艺可分为4个阶段:白云石煅烧、原料制备、还原和精炼。

二、镁行业相关政策梳理我国炼镁工业主要采取皮江法,生产过程中会产生大量三废。

2011年,发改委在《产业结构调整指导目录》中将镁冶炼列入限制类名单,此后,随着环保监管越来越严和资源规划保护,行业中落后的中小产能由于工艺水平落后,生产成本高、竞争力低等因素,难以负担不断上升的环保成本,被迫陆续退出市场。

此外,规模较小的企业往往盈利能力薄弱,现金流匮乏,在信贷收紧的背景下无力进行环保投资,产能被迫出清。

三、镁行业产业链镁行业产业链主要经过原镁冶炼、镁合金生产、镁合金压铸等环节,最终产品主要应用于汽车制造、3C产品、航空航天等其他领域。

原镁下游需求包括镁合金深加工产品(41%)、铝合金添加剂(34%)、海绵钛(16%)、钢铁脱硫(9%),其中镁合金产品是原镁消费最具增长潜力的领域,目前约有70%应用于汽车制造,20%应用于3C产品,另外在航空航天及其他领域消费占比10%左右。

汽车领域是原镁及镁合金未来主要增长点。

四、镁行业现状分析1、供需情况从全球镁行业产量情况来看,全球镁锭产量较为稳定每年产量在100万吨左右,而中国是全球镁锭主产国,从2016-2020年中国镁锭产量市占率均保持在85%以上。

金属镁生产新工艺研究现状与进展

金属镁生产新工艺研究现状与进展

金属镁生产新工艺研究现状与进展摘要:我国镁矿资源丰富,金属镁是一种应用广泛的有色金属,这种金属结构的质量较轻,同时随着社会的发展和科学技术的不断进步,这种金属的适用范围完全社会阶层正在逐步扩大。

特别是当这种金属与其他金属制品结合使用时,所得到的轻金属材料不仅硬度高、性能稳定,而且质量更轻。

这种镁合金已被用于汽车、计算机、通讯、航空航天等许多高端行业,并获得了良好的使用口碑。

关键词:金属镁生产;新工艺;现状;进展引言分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点,对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。

指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。

为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展,建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。

1镁与镁合金的性质镁元素在地球上的储量丰富,除地表外,海洋中含量也非常高,开发镁资源,替代其它枯竭资源可实现资源开发的持续性。

1.1镁的物理性质与化学性质镁的密度为1.74g/m³,是铝的¾铁和锌的¼。

原子序数12,密集六方晶有三个自然同位素。

镁与氧的亲和度与镁的性状及外部温度紧密相关。

熔体镁与粉状镁在空气中易爆,镁条在850℃时就可直接燃烧。

高温下的镁可分解生成二氧化硫和MgC2。

卤盐、硫化物、多种氮化物及碳酸氢钠都对镁有侵蚀作用,镁可以将许多卤化物和氧化物还原。

1.2镁合金变形与断裂机理镁合金的变形机理是以位错滑移和晶界滑动蠕变的方式进行的。

蠕变变形及应力水平变化随变形方式改变。

晶界滑动蠕变在室温及正常应力下的变形可忽略,在超过120℃时,晶界原子扩散产生滑动促进蠕变发生。

位错滑移是蠕变变形的一种方式。

位错可以连续产生变形,如果滑移面上的位错挤压,会影响滑移变形。

扩散蠕变是在金属熔点附近低应力背景下产生的。

皮江法连续生产金属镁的方法

皮江法连续生产金属镁的方法

山西冶金SHANXI METALLURGY Total178 No.2,2019总第178期2019年第2期行业纵横DOI:10.16525/l4-1167/tf.2019.02.24皮江法连续生产金属镁的方法吴建奎(山西省大同煤矿集团蒲洲热电(蒲宣能源)公司,山西永济044500)摘要:采用还原罐排出的细灰或者是其他比较细的粉状末料等,和颗粒状原料混合物料所形成的密封,利用倾斜布置的还原罐所形成的物料流动性,实现保持真空状态下的连续进出料,从而实现金属镁的机械化和自动化的连续生产。

关键词:皮江法金属镁连续生产镁合金真空冶炼中图分类号:TB822文献标识码:A文章编号:1672-1152(2019 )02-0059-03在现代社会,金属镁由于其优异的性能和较大的储存量,获得了非常广泛的应用。

我国金属镁的生产,绝大多数使用的是一个意大利人发明的皮江法,也就是通过加热耐热钢制造的还原罐中的原料,再加上对还原罐抽真空,在高达1200七的时候,使原料中的金属镁成为蒸气,然后凝结在外面有冷却水的凝结室里,从而实现从矿石原料到金属镁的冶炼过程。

对于皮江法来说,其工艺流程和设备较简单、建厂投资少、生产规模灵活、成品镁的纯度高,其炉体小、建造容易、技术难度小,并且可以直接利用资源丰富的白云石作为原料。

但是皮江法热利用率低、还原罐寿命短、还原炉所占的成本较大,属于劳动密集型和高耗能型产业。

尤其是其生产过程中需要保持一定的真空度,所以至今不能连续生产,无法实现机械化和自动化,不仅造成了工人们繁重的体力劳动,而且能耗高不环保,不能适应现代化的社会生产要求叭1金属镁皮江法原理为了解决金属镁皮江法的生产过程的问题,本发明提供一种金属镁连续生产装置,它主要是利用物料越细小其透气性越不好的特点,使用金属镁生产中还原罐排出的细灰,或者是其他比较细的粉状末料等,和原料的颗粒状物料混合后混合物料所形成的密封来保持还原罐和进料系统在生产过程中的真空度,实现进料过程中动态的密封。

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金属镁工业制法镁存在于菱镁矿(碳酸镁)MgCO3、白云石(碳酸镁钙)CaMg(CO3)2、光卤石(水合氯化镁钾)KCl·MgCl2·H2O中。

目前镁冶炼的方法主要有两种:1、从尖晶石、卤水或海水中将含有氯化镁的溶液经脱水或焙融氯化镁熔体,之后进行电解,此法称为电解法;2、用硅铁对从碳酸盐矿石中经煅烧产生的氧化镁进行热还原,此法称为热还原法。

1808年,科学家戴维以汞为阴极电解氧化镁,在人类历史上第一次制取了金属镁。

18世纪30年代,法拉第第一次通过电解氯化镁得到了金属镁。

第一次世界大战开始之前,法国、德国、英国和加拿大都实现了镁的工业生产,但产量有限,大约年产量几百吨,主要用于军事方面。

19世纪80年代,才由德国首先建立工业规模上的电解槽,电解无水光卤石生产金属镁,从此开创了电解法炼镁的工业化时代。

后经不断在工艺和设备方面的改进,直到目前世界上采用的就是这种电解法。

电解法炼镁的原理是在高温下电解熔融的无水氯化镁,使之分解成金属镁和氯气。

高温情况下水对熔盐性质的影响是致命的,因此,高纯度的无水氯化镁是电解法制镁关键所在。

依据所用原料及处理原料的方法不同,电解法炼镁又可细分为以下几种具体的方法:道乌法、氧化镁氯化法、光卤石法、AMC法、诺斯克法。

电解法因为其生产工艺先进,能耗较低的优点,是一种极具发展前景的炼镁方法。

目前,发达国家80%以上的金属镁是通过电解法生产。

由于金属镁的需求越来越大,电解法生产金属不能够满足镁的需求,因此催生了金属镁的热还原法冶炼。

第二次世界大战期间,热还原法生产镁的技术迅速发展起来。

使用硅作为还原剂还原氧化镁实现于1924年,但此时还未应用于工业生产。

第二次世界大战期间,意大利科学家发明了在真空高温炉内用硅铁还有白云石生产镁的工艺;同期,奥地利科学家发明了用碳直接还原氧化镁来生产镁的亨氏格技术。

第二次世界大战以后,这些工艺用于工业化生产。

1941年加拿大教授L.M.皮江在渥太华建立了一个以硅铁还原煅烧白云石炼镁的试验工厂,获得了成功。

1942年加拿大在安大略省的哈雷建成世界上第一座皮江法生产的硅热法厂(年产量5000t),并取得成功成为炼镁的第二大方法。

为了纪念这位科学家的卓越成就,特命名为“皮江法”;又由于用硅铁作还原剂高温炼镁,故又称为“硅热法”。

皮江法经过不断改进,成为热还原法中使用最广泛的方法,也是目前世界上生产镁的主要方法之一。

皮江法炼镁的实质是在高温和真空条件下,有氧化钙存在时,通过硅(或铝)还原氧化镁生成镁蒸气,与反应生成的固体硅酸二钙(2CaO·SiO2)相互分离,并经冷凝得到结晶镁。

该工艺过程可分为白云石煅烧、原料制备、还原和精炼四个阶段。

由于皮江法炼镁可以直接采用分布广泛、储量丰富的白云石资源作原料;能利用天然气、煤气、重油和交流电等为热源;工艺流程和设备较简单,建厂投资少,生产规模灵活;成品镁的纯度高等特点;其炉体小,建造容易,技术难度小,因此,皮江法在我国得到了广泛的发展和应用。

到目前为止,皮江法仍是我国主要生产金属镁的方法。

对于皮江法来说,其工艺流程和设备较简单,建厂投资少,生产规模灵活;成品镁的纯度高等特点;其炉体小,建造容易,技术难度小;并且可以直接利用资源丰富的白云石作为原料。

主要缺点在于热利用率低、还原罐寿命短,还原炉所占的成本较大,属于劳动密集型,生产过程不连续。

针对以上缺点,对其进行了一系列技术改造。

改进还原罐结构、采用新型保温材料、切断热短路、提高内部介质的综合导热系数;改进炉型,比如采用水煤浆对还原罐底部加热,使其受热均匀。

使用蓄热烧嘴等新型烧嘴,对排放的废气进行回收利用;采用现代化的控制技术,采用机械化装卸料设备等等。

与皮江法相比,电解法炼镁具有节能、产品均匀性好、易于大规模工业化生产、生产过程连续、生产成本比皮江法低等优点,属于能源密集型产业。

但是,电解法也有以下不足之处:无水氯化镁制备的生产工艺较难控制;水氯镁石脱水需要较高温度和酸性气氛,使得能耗大,设备腐蚀严重;电解法生产过程排放的废水、废气和废渣,对环境造成污染,处理费用大。

针对上述缺点,也有一些相应的措施,通过将电解的原材料由粒状氯化镁经过无水氯化氢脱水转变为水球氯化镁,从而降低了能耗。

镁合金的物理性能以镁为基加入其他元素组成的合金。

其特点是:密度小(1.8g/cm3左右),比强度高,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。

它是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。

其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点:质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收;另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。

应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中,达到轻量化的目的。

镁合金相对比强度(强度与质量之比)最高。

比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。

镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。

另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。

在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。

镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,最高可达600多Mpa。

屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。

镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,防辐射性能,可做到100%回收再利用。

镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。

镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚最小可达0.5mm。

适应制造汽车各类压铸件。

镁的工业应用“十一五”期间,用于脱硫的镁粉增速在10%。

每吨铁水用镁粉大概为0.5公斤,中国等地区钢铁行业的高速发展势必也会带动镁粉的发展。

汽车工业的发展,带动钢铁工业,同时也会带动镁粉的应用。

镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。

镁的重量比铝轻,比重为1.8,强度也较低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。

镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆。

德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。

镁合金具有较高的抗振能力,在受冲击载荷时能吸收较大的能量,还有良好的吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。

镁合金在汽油、煤油和润滑油中很稳定,适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管,又因在旋转和往复运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂、襟翼、舱门和舵面等活动零件。

民用机和军用飞机、尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。

例如,B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤,挤压件90公斤,铸件超过200公斤。

镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件,如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。

中国稀土资源丰富,已于70年代研制出加钇镁合金,提高了室温强度,能在300°C下长期使用,已在航空航天工业中推广应用。

目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。

(1)壳体类。

如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。

(2)支架类。

如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。

根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g,年排放量减少30%以上。

所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大,汽车的轻量化成必然趋势。

手机电话,笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大,在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。

虽然镁合金的导热系数不及铝合金,但是,比塑料高出数十倍,因此,镁合金用于电器产品上,可有效地将内部的热散发到外面。

在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。

电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。

电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好,因此,使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。

在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金。

若在风扇的风叶上使用镁合金,可减小振动达到低骚音。

此外,为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化,在方向盘和坐椅上使用镁合金。

2008年我国镁工业基本情况自20世纪80年代初以来,全球的镁产量呈增长趋势,年增长率为2%以上。

全球前5名产镁大国是中国、挪威、美国、俄罗斯和以色列。

金属镁工业是我国冶金行业起步较晚的新型产业,自20世纪90年代以来,我国镁工业高速发展,原镁产量由1990年的0.53万吨猛增到2008年的63万吨,2008年我国镁产量占全球总产量的85%以上。

我国已经成为世界镁生产大国和出口大国。

但我国还不是镁应用强国,我国的镁工业目前尚存在以下几方面的问题。

(1)镁的生产地区分布不均衡。

中国山西、宁夏、陕西三地的镁总产量占全国总产量的绝大部分。

镁生产规模在10000t/a 以上的企业主要分布在山西、宁夏两地。

(2)镁工业生产一体化程度不高,产品结构不合理,造成资源严重浪费。

突出表现在镁冶炼能力过剩,深加工能力不足,75%以上作为初级原料低价出口,属于典型的以牺牲资源和环境为代价的原料出口型工业。

(3)镁企业的生产主要以满足出口需要为主,呈资源型出口,内需开发不足。

2005年中国镁产品产量为46.76万吨,其中出口量为35.3万吨,国内消费量为10.55万吨,两者之比为3.3:1。

同时,全国上百家镁生产企业为了出口,无序竞争,竞相压价,严重影响中国镁工业整体效益。

(4)企业运营水平不高。

中国镁企业生产规模小、企业实力不足,缺乏对专利、商标、文化和品牌等无形资产的规划,不注重企业形象的提升以及品牌战略的推行。

(5)技术含量低,生产装备落后,产品质量不稳定。

我国镁生产企业多采用皮江法,而皮江法炼镁工艺落后,机械化、自动化程度低,产品质量不够稳定;镁合金及其加工材料的生产工艺、技术、设备还比较落后,产品的品种、规格、质量与发达国家相比仍有较大差距。

某些合金除满足化学成分要求外,力学性能难以保证,多为初级产品,这也是造成“资源型出口,内需开发不足”的原因之一。

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