Плавка и рафинирование магния. Приготовление магниевых сплавов
|
Печи. Плавку магния и его рафинирование, а также приготовление магниевых сплавов обычно проводят в электрических или пламенных тигельных печах с тиглем емкостью 1—2 т, хотя такие печи по своей производительности уже не отвечают современному уровню производства магния. С точки зрения экономии электроэнергии предпочтительны печи с пламенным обогревом. Для приготовления магниевых сплавов применяются также отражательные печи (печи с ванной). Преимущество этих печей состоит в том, что они более производительны, чем тигельные. Емкость ванны таких печей достигает 10 т. В практике плавки магниевых сплавов отражательные печи находят все более широкое распространение. На современных заводах для перемещения и разлива магниевых сплавов применяют трубопроводы и насосы.  На рис. 169 показана тигельная электропечь сопротивления типа CMT-1 со стационарным или выемным тиглем. Кожух печи футерован огнеупорной и термоизоляционной кладкой, образующей шахту, в которую устанавливают металлический тигель. На стенках шахты укреплены нагреватели. Сверху печь закрывается сьемной крышкой. Внизу шахта имеет наклонный канал для стока металла при прорыве тигля. Более производительна для плавки магния печь, обогреваемая газом или нефтью с выемным тиглем емкостью 2 т (рис. 170), которая также состоит из кожуха, внутри которого выложена шахта из шамотного кирпича. Тигель устанавливается в шахту. Газ или нефть подведены к стенкам тигля тангенциально. Воздух для сжигания газа или нефти нагревается в рекуператорах, использующих отходящие газы. Тигли для таких печей применяются литые из малоуглеродистой стали примерно следующего состава: 0,25—0,35% С, 0,5—0,9% Mn, 0,17—0,45% Si не более 0,05% S, не более 0,05% Р; возможно присутствие до 0,5% Cr. Размеры 2-т тигля: высота 1700, внутренний диаметр 1300, толщина стенки 70 и днища 100 мм. Тигель весит 6 т. Опыт показал, что при электрическом нагреве более рентабельны и удобны печи с тиглем емкостью 1 т.  Плавка магния и его сплавов возможна в индукционной тигельной печи. Такая печь с охлаждаемым индуктором успешно применялась для плавки магниевых сплавов. В настоящее время разработаны конструкции индукционных тигельных печей промышленной частоты, стационарные и поворотные с охлаждаемых индуктором и индуктором без охлаждения емкостью до 500 кг. Возможно создание подобных печей емкостью до 1 т. Индукционные печи промышленной частоты отличаются высоким к. п. д. и значительным улучшением условий труда. Однако их недостатком, как и обычных тигельных печен, является малая производительность. Интересно предложение применять для плавки и рафинирования магния высокопроизводительную электрическую печь непрерывного действия из нескольких сообщающихся между собой камер, предназначенных соответственно для рафинирования, охлаждения и отстоя. Плавка и рафинирование в тигельных печах. Плавка и рафинирование проводятся в тигельных печах. Плавка и рафинирование в стационарных тиглях твердого чушкового металла устарели. На современных электролитических магниевых заводах металл из электролизеров отбирают с помощью вакуум-ковшей, в которых он поступает на рафинирование в жидком виде. Жидкий металл переливают в предварительно нагретый тигель, присыпают флюсом и нагревают до 700—720°. При этой температуре проводят рафинирование, для чего в тигель с металлом засыпают молотый флюс и расплав интенсивно перемешивают. На 1 т магния вводят примерно 15 кг флюса. После рафинирования металл перегревают до 740—750°. Затем для более полного отделения от металла флюса и шлама расплав отстаивают. Во время отстоя металл охлаждается до 690—710°, т. е. до температуры разливки. При приготовлении магниевых сплавов на дно тигля вводят марганцовистую лигатуру вместе с алюминием. Затем в тигель заливают магний-сырец. Если не пользуются лигатурой, то измельченный марганец в смеси с флюсом вводят в разогретый до 750—760° металл при перемешивании. Цинк вводят после добавки марганца. По окончании рафинирования сплав магния с алюминием, цинком и марганцем нагревают до 730—770°, а сплав магний-марганец — до 780—790°. Тигель с нагретым сплавом вынимают из печи для отстоя и охлаждения до температуры разливки, т. е. примерно до 700°. При переработке жидкого магния-сырца производительность газовой тигельной печи с тиглем емкостью 2 т составляет около 10 г в сутки, а электрической печи с тиглем емкостью 1 т — 6 т в сутки. При производстве сплавов производительность печей несколько ниже. Плавка и рафинирование возогнанного магния, полученного термическим способом, существенно не отличается от плавки электролитического магния. Так как возогнанный магний получается в твердом виде, то в случае надобности его плавят в тиглях как чушковый магний-сырец, т. е. сначала расплавляют флюс, а затем в него загружают нагретые друзы магния. Здесь следует учесть возможность большего окисления металла, ввиду того что оно обладает более развитой поверхностью, чем магний в чушках. Для предотвращения этого надо при плавке быстро и полностью погружать куски возгона в расплавленный флюс или в ванну металла. Если в плавку поступает рыхлый и сильно загрязненный магний, то прежде чем перейти к рафинированию или легированию, необходимо дать расплаву отстояться и затем вычерпать шлам со дна тигля. Возогнанный магний содержит иногда относительно много окиси магния. Это вызывает загустевание флюса, что нарушает нормальную плавку. Для такого металла следует подбирать более жидкотекучие флюсы. Вообще, магний, полученный термическим способом, нецелесообразно плавить с хлористыми флюсами, так как он при этом загрязняется хлоридами. Для его плавки следует избегать применения флюсов, особенно хлористых. Можно, например, вести плавку в инертном газе. |
