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1、皮铂表炼镆机械喇竞畚改造、工艺技术朔已升 许月旺 中国山西闻喜银光镁业( 集团) 有限责任公司 1 引言 皮江法炼镁于上世纪8 0 年代在我国推广应用以来，由于其投资小、成本低、见效快，以其较大 的竞争优势，使我国迅速成为全世界最大的原镁生产出口国。但是，由于该工艺装备落后，生产效率 低、劳动强度大、劳动条件差、资源、能源消耗大、环境污染重，这些严重制约了炼镁行业持续快 速发展。因此，推广应用先进技术，研制开发炼镁专用机械设备，全面提升工艺技术水平，实现炼 镁生产的全过程机械化、自动化，提高劳动生产率，节约资源、节约能源，改善环境，这是当前皮 江法炼镁急待解决的问题。同时镁及镁合金应用开发滞后
2、，深加工产品很少，我们国内应用更少，8 0 以上作为初级原料出口，属典型的以牺牲资源和环境为代价的原料出口型工业。产品结构调整面临严峻 挑战。 我们银光镁业集团公司几年来，针对热法炼镁存在的这些问题，积极推广应用先进技术，自主研发先 进装备及专用机械设备，致力于实现炼镁全过程机械化、自动化，注重节约能源和环境保护，全面提升炼 镁工艺，使炼镁从回转窑煅烧白云石、原料制各采用微机自动配料，压球机自动控制，原料制备车间实行 封闭运转，利用余热蒸汽射流产生真空，还原出渣采用扒渣机出渣、脱渣机清渣，精炼采用环保型原煤燃 烧器加热、精炼过程采用机械搅拌、液泵抽液、连铸机浇注，全面提升工艺技术，基本实现了炼
3、镁生 产全过程的机械化操作，提高了劳动生产率，改善了劳动条件，同时节约资源、节约能源，改善了环境， 降低了生产成本，使皮法炼镁工艺技术提到一个新水平，经济效益和环境效益双提高。同时我们意识到， 镁产业发展的根本出路在于深加工，我们近两年从扩大台金规模，研究开发新型镁合金，新上镁合金压铸 生产线、镁合金连铸连轧板材和镁合金挤压型材生产线等，在镁合金的深加工方面做了大量工作，取 得了一些成果。这里对我公司几年来在机械装备改造、工艺技术提升及镁合金深加工方面的工作做以简 要介绍。 2 皮江法炼镁 眨械化装备改造及工艺技术提升 2 1 煅烧自云石采用大型回转窑 热法炼镁中煅自的质量直接影响到镁的产率和
4、镁的质量。选择不同的煅烧设备，对煅白质量有决 定性的影响。目前我国炼镁普遍采用的是回转窑，竖窑和平窑三种。而带预热器的回转窑机械化程度 高，劳动生产率高，锻自活度达3 0 以上，：j 蒹耗降低4 0 1 j 6 。 1 0 8 原镁生产及镁合金深加工工艺流程图 镁合金液 1 0 9 。 我们公司经反复调研筛选。先后建成，3 5 3 0 X6 0 m 、f3 6X7 4 m 和f2 8X5 0 m 三条回转窑， 经过一年多的实践主要技术参数、工艺指标达到理想水平。经和国内同行其它型号回转窑、竖窑、 平窑比较，具有以下特点： 2 1 1 回转窑动力均采用变频调速方式，运转稳定； 1 1 0 2 、
5、L 2 采用螺旋预热器，原料予热2 小以上，窑尾气体温度低于2 0 0 ，节能效果明显； 2 1 3 三条窑均采用了D C S 计算机中一0 控制系统，使生产过程、工艺参数、煅白的质量实现了全 自动控制，保证了煅白质量，提高了单时产量( 单时产量达12 t h 以上) ，节约了燃料，减轻了工 人劳动强度，减少了劳动力6 0 以上 2 1 4 在窑尾安装了除尘设备，防止了污染； 2 1 5 对喷煤管进行了改进，增加了火焰长度，使煤粉燃烧充分，提高了热效率； 2 1 6 采用全封闭煤粉制备系统和工艺，有效防止了污染。 本公司回转窑与其它窑型经济技术指标比较见附表： ( 回转窑) 各种窑形经济技术指
6、标比较表 窑形 产量煅白合煅白锻白吨锻白 备注 t n格率活度灼减耗煤K z l ，2 8X5 0 m 回转窑 3 51 0 03 00 52 0 0 带预热器银光镁业 f3 5X6 0 m 回转窑 81 0 03 00 43 6 0 其它企业 竖窑6 52 20 64 8 0 无烟煤 平窑 8 02 5O 55 4 0 由于锻白质量提高，硅铁消耗由用竖窑的1 2 下降到1 0 6 ，料镁比由原来的7 2 下降到目前的6 6 ，耗煤量平均为1 1 吨吨镁，比竖窑下降5 8 。比普通回转窑下降4 4 ，污染物排放大幅减少 实现环保达标。同时解决了竖窑的严重污染，取得了明显的经济效益和环境效益。
7、1 1 1 2 2 原料制鲁装鲁及工艺更进一步优化 原料制各是热法炼镁的重要工序，各种原料配比不均匀、不稳定，计量不准确，直接影响出镁 率和原辅材料消耗，料球强度差、粉状物多，影响反应速度、出镁率和产品质量，同时原料车间粉 尘、噪声污染大，为了解决这些问题，我们对原料工序采取了以下改造措施： 2 2 1 原料配比采用微机自动配料，保证了各种原料的科学配比； 2 2 2 设备实现了全封闭运转，即将原料输送、球磨全部安装于地下室，避免了原料生产过程中 的粉尘、噪声污染； 2 2 3 压球机采用微机自动控制，保证料球强度，避免了因过压引起的设备事故。 2 3 还原工序全面实现机槭化操作 还原工序是炼
8、镁的核心工序，能源消耗大，劳动强度大，劳动环境差，直接关系到原镁的产率， 能源的消耗，污染物的排放和工人的劳动条件，因此我们几年来采取了一系列措施对还原上序的装备及 工艺技术进行改造提升，取得了明显的效果。 2 3 1 改进还原炉设计。还原炉节能是还原炉设计的关键，我们在新上3 万吨原镁生产线时，对 还原炉的结构进行认真详细分析，设计出3 4 3 8 支罐大容量还原炉，从试生产一年多来，炉温温差小， 煤耗降低l o ，并减少投资I O - 2 0 ； 2 3 2 还原工序利用余热产生射流真空，节电效果明显； 2 3 3 还原工序是热法炼镁的关键工序，装料、出渣、滴罐均为人工操作，工人劳动强度大
9、、劳 动条件差、环境污染大，我们研制开发并全面推广应用了还原罐扒渣机、脱渣机，实现了还原工序操 作的机械化，减轻了工人劳动强度。 2 3 3 1 扒渣机 ， 使用扒渣机，减轻了工人劳动强度，提高了劳动生产率，同时由于螺旋式扒渣机的旋转出渣，减 少了罐内粘渣，保持了稳定的罐容量、装料量，从而保证了较高的单罐产量。 1 1 2 ( 扒渣机) 2 3 3 2 脱渣轨 脱渣机是用来清除由于高温粘结于还原罐内壁结渣的专用设备。还原罐在长期高温冶炼过程中一部 分渣熔融粘结于内壁。日积月累，使还原罐内径变细，容积减小，导热率下降，针对这一问题，我 们研制了脱渣机，脱渣机主要是用来脱除炼镁还原罐内结渣的专用设
10、备- ( 脱渣机) 2 3 4 镁渣的回收利用 镁渣是炼镁行业大量排放的固体废物，大量的无序排放造成了严重的环境污染，近几年来，经过 我们和科研单位、水泥企业台作攻关，除本公司水泥厂消化2 万吨镁渣以外。闻喜第二水泥厂、鑫光 水泥公司将镁渣加入生料，生产出合格的水泥，不仅降低了水泥成本，而且解除了镁渣对环境的污染。 2 ，4 精炼工序全过程实现了机械化操作 2 4 1 原镁精炼，我们经过反复考察，吸收各种窑炉结构的优点，开发了一种环保型机械原煤燃 烧炉( 又称煤燃烧器) ，该炉具有起温快、温度高、火焰长度长、火焰洁净、烟尘排放全面达到环 保标准等特点。该炉型由燃烧系统和炉子系统两部分组成，燃烧
11、系统依据煤气发生炉原理、链条炉排 送煤及原煤燃前集中物理脱硫等机理，由链条炉排将煤有序送入燃烧系统，首先经过脱硫，然后原煤 转化为煤气和送入的过热空气燃烧喷入炉膛，炉内火焰沿切线螺旋上升绕坩埚3 6 0 1 2 进入烟道，同时加 大坩埚容量，实现了高产节能、环保的效果。 环保炉环保检涓结果 烟囱高度 烟气温度烟尘排放浓度s 仉排放浓度林格曼黑度 1 8 m2 4 8 1 8 3 6 m g m 31 3 2 5 i 以上检测达到国家规定排放标准。 1 1 3 2 4 ，2 精炼作业机械化系统 精炼过程操作全面实现了机械化作业。搅拌采用专用搅拌器，抽液、输送采用了调频抽液泵，浇 注采用了连铸机。
12、 ( 连铸机) 3 加快镁合金新产品研发，延伸产业链，开发镁深加工产品，实现能源高效利用 我国是镁资源大国，也是生产出口大国，但并非镁产业强国，一方面要在的原镁生产上改进装 备，提升工艺水平；另一方面要加快镁合金新产品的研发，延伸产业链，开发高附加值、高技术含 量的镁深加工产品才是镁产业发展的根本出路。 我们银光镁业集团公司以建设镁业强国为己任，近年来投巨资在镁及镁合金产品的深加工方面做了 大量的工作，取得了丰硕的成果。 1 1 4 ( 新合金生产车间) 3 1 扩大镁合金生产镌力，提高原镁转化率 我公司从9 6 年研发生产镁合金起，不断研发新产品，增加新品种，并对工艺装各不断进行改造 提升，
13、形成了目前的群炉熔炼，多室炉保温的先进合金生产线，形成了年产5 万吨镁合金生产能力。 镁合金的质量稳定提高，受到用户好评。 3 2 大力开发特种镶合盒，增加合全新品种 目前我国生产的镁合金不足国外的4 0 ，还有很多品种工艺质量不过关，因此大力开发特种镁合 金，增加镁合金新品种是镁行业产品结构调整的第一步，我们公司通过自主创新，走产学研之路，近 几年来开发出耐热抗蠕变镁合金，A E 、w E 系列稀土镁合金，A s 、系列高强镁合金。Z K 6 0 M 、M B 2 5 、 M B l5 高强高韧变形镁合金等系列新产品，产品已被一汽、军工和国外客户批量使用。 3 3 不断开发牺牲阳摄新品种 牺
14、牲阳极是一种特种用途镁台金，近年来我们不断改进工艺，提高质量，使高电位、低电位阳 极达到国际标准，批量出口国外，最近研发的大吨位牺牲阳极已出口英国，得到好评。 ( 大吨位牺牲阳极) 3 4 建设年产3 0 0 0 吨挤压型材生产线 从2003 年我们建起第一条挤压型材生产线，耳前可生产各种管、棒、线、带、异型截面材， 年产量2 0 0 0 余吨，7 0 以上出口国外。 3 5 开发镁合金连续铸棒 大直径连续铸棒是生产大截面型材的原料棒，我们从2 0 0 3 年开始试制现已能成功生产出5 0 5 4 5 0 0 、f4 5 0X4 5 0 0 棒材和6 0 0 2 0 0X 4 5 0 0 板坯
15、，并已批量出口国外。 1 1 5 ( 挤压型材生产线) ( 大直径铸棒) 3 8 镁粉加王 本公司除生产普通镁粉外，还研发生产出云爆镁粉、质量达到有关镁粉标准，形成了年产5 0 0 0 吨 镁粉的生产能力。 3 7 新上一条年产1 万吨镶合金压铸件生产线 从去年初T F - _ E 建设，总投资3 0 0 0 万元，新上了一条镁合金压铸生产线，设备已经安装调试，已 于去年9 月份投入批量生产，并开始做汽车、电动工具等镁合金压铸件。 i f # 1 1 6 ( 压铸生产线) 3 8 新上一条年产5 0 0 0 吨镁合金连铸连轧板材生产线 该项技术是我们公司与福州华镁新技术开发公司合作开发的，中试
16、已在福州获得成功，国内第一 条幅宽6 0 0 m m ，厚度2 m m 以上连铸连轧板材生产线已于今年4 月份在闻喜试生产，该种板材是在攻克许 多技术难题以后才试产成功的，由于其先进的生产工艺，板材组织结构晶粒细小，易于二次加工，加 上生产流程短，成本低，应用领域将迅速扩大，此种板材将大量应用于交通类、3 C 类产品，同时还 将带动以镁连铸连轧扳为原料的深加工，目前德国一家公司已和我们签订了以连铸连轧镁板为原料生产 汽车零件的意向。该项技术的开发成功将带来镁产业的一次革命。 ( 轧板生产线) 3 9 实现能源高效利用 我们公司在节约能源、实现能源高效利用方面做了大量工作。 3 9 1 粗镁直接生产镁合金，省去了粗镁熔化及原镁铸锭工序； 3 9 2 研发成功镁合金液运送专用设备，直接以镁
