第一章 概 况第一节 装置规模和特点一、装置规模镁合金装置原料来自周围白云石矿区装置规模为1.5万吨/年，年开工时间为8000小时，操作弹性60~100%本装置主要由白云石煅烧工段、压球工段、还原工段、精炼工段组成，辅助装置主要有余热锅炉、循环水冷却、抽真空射流、空气压缩机、燃料系统五个工段组成白云石煅烧工段主要由一组回转窑、回转窑除尘室、余热锅炉、布袋除尘器、引风机、提升机、上料皮带、滚筒筛组成压球工段主要由颚式破碎机、链斗提升机、原料仓、球磨机、压球机、球团料电动移动装料机组成还原工段主要由29支还原罐组成的24座还原炉组成精炼工段主要由8台精炼炉、铸锭机、氮气冷却系统组成镁合金装置区域占地总面积为37050平方米装置组成：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二、装置运行时数装置年操作时间按 8000 小时计算三、装置特点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1150-1200℃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、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第二节 公用工程及生产控制指标一、原料参数及统计白云石表 1-1 白云石的产地化学成份产地 MgO CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 K2O Na2O 灼减山西五台县21.73 31.65 0.09 0.11 0.02 0.11 0.02 46.27包头固原 21.96 31.04 0.35 0.14 0.08 0.04 0.03 45.41萤石：CaF 最低含量应在 90%左右，过低的含量不能做还原金属镁的促还剂使用溶剂：是金属镁精炼还原氧化去除杂质所必须的材料，其主要特点是能在镁液中与其杂质发生化学、物理反应生成不熔于镁液的渣，而且由于所生成的渣，熔点低，密度比镁大，有利与镁液分离同时具有一定的界面张力和不与金属镁液发生置换反应以免二次污染金属镁。
二、主要原、辅材料及动力消耗种类和用量金属镁合金所需主要原材料见表 1-2表 1-2 主要物料供需表序号 物料名称 单位 数量 运输方式 产地 备注1 白云石 t/a 60万 汽车 山西五台2 75﹟硅铁 t/a 5.5万 汽车 自产3 煤 t/a 54.5万 汽车、火 车 东胜煤用本公司兰炭炉煤气，不耗煤4 萤石 t/a 1万 汽车、火 车 内蒙4 2﹟熔剂 t/a 1.1万 火车、汽 车 青海5 铝锭、锌锭 t/a 0.5万 汽车 包铝6 耐热钢还原罐 t/a 0.7万 t 汽车 15000个7 精炼锅、保温浇 注锅 t/a 0.2万 t 汽车山西或自产100个8 总计 t/a 95.5万 t硅铁国标硅铁要求化学成份（GB2272-87）表 1-3 硅铁化学组成(GB2272-87)牌号 Si A1 Ca Mn Cr P S CFeSi75A10.5A 74-80 ＜0.5 ＜1.0 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.04 ＜0.02 ＜0.2FeSi75A10.5B 72-80 ＜0.5 ＜1.0 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.04 ＜0.02 ＜0.2表 1-4 精炼熔剂成分(质量分数)应满足下表MgCl2 KCl NaCl CaCl2 BaCl2 MgO38±3 37±3 8±3 8±3 9±3 75% t/t Mg 1.05～1.10 根据 Si品位高低及工艺技术4 荧石粉（CaF） t/t Mg 0.028～ 0.0365 水 m3/tMg 2～56 煤耗 t/t Mg 5.5～6.0 东胜煤（利用兰炭炉副产品煤气，可不耗煤）7 动力电耗 度/t Mg 800度8 精炼熔剂 Kg/t Mg 200 2号熔剂9 还原罐 个/t Mg 0.2～0.35 根据不同材质10 年总产值 亿元/年 2.2亿 按 t镁合金 20000元计11 年总利润值 万元/年 4860万元 按 t镁 4500元利润计12 年人均产量 t/年 人 7.68t 劳动生产率13 年人均利润 万/年 人 3.5万14 产品质量 可达国标 镁含量≥99.95%第三节 生产工艺流程工艺流程简图如下：具体工艺流程叙述：一、回转窑煅烧系统白云石自外界利用车辆运输至厂区白云石堆场储存，储存的白云石通过铲车运输至回转窑上料系统，在上料系统中将白云石投料至上料仓进行下料（上料采用扇形阀控制） ，上料仓下料至 L-101供料皮带，L-101供料皮带上料至 G-201原料滚筛进行筛分，筛分出的24目以下面料通过 L-104面料上车皮带进行装车运输至渣场，筛分出的24目至120目合格白云石通过 L-102筛分皮带输送至 L-103斜坡上料皮带输送至 K-401A/B回转窑料仓，通过料仓下料管道下料至 K-401A/B回转窑除尘室除尘进入回转窑预热室，多余料通过回料除尘室除尘后下料至 K-402A/B回转窑除尘室储料端储料，储料端利用 L-201A/B振动下料机振动下料至 L-301A/B斗式提升机上料至K-401A/B回转窑料仓循环上料；回料除尘室除去的粉尘在积尘室积尘，通过 L-401A/B螺旋出尘机除尘装车运输至渣场。
积尘室温度控制在700℃左右合格白云石进入 K-401A/B回转窑预热室通过煅烧室燃烧排放的800℃左右烟气将白云石预热至500~600℃左右，在窑尾预热段滚动预热，逐步进入煅烧段进行煅烧，煅烧段温度控制在1200℃-1250℃之间，其化学反应是：CaCO 3MgCO3 高温分解 CaO·MgO＋2CO 2 ，回转窑转速控制在50转/分钟白云石经过煅烧后在窑头下料，下料后进入冷却筒 E-401A/B,在冷却筒将煅烧后的煅白利用冷却筒机械转动自然空气冷却至200-670℃之间进入 L-202链斗式输送机，通过 L-202链斗式输送机将煅白输送至压球装置煅白料仓萤石粉通过铲车或人工运输至 M-403颚式破碎机，经过 M-403颚式破碎机破碎后通过 L-105配料皮带输送至 L-302斗式提升机，再通过 L-302斗式提升机输送至萤石料仓硅铁通过铲车运输至 M-403颚式破碎机，经过 M-403颚式破碎机破碎后通过 L-105配料皮带输送至 L-302斗式提升机，再通过 L-302斗式提升机输送至输送至硅铁料仓在配置萤石和硅铁时利用的同一条工艺流程，在进入料仓前必须变换下料插板阀，进入各自料仓。
二、回转窑燃料系统回转窑燃料为120万/年兰炭生产线提供，提供煤气为净化煤气，通过煤气主管道输送至镁合金装置回转窑煤气自煤气主管道支管出口经管道输送至回转窑窑头煤气火嘴，空气自C-401A、B、C 三台空气风机加压后通过管道输送至回转窑，在回转窑通过窑头夹套进行预热后至煤气和空气混合器喷嘴处混合燃烧当来自兰炭装置的煤气不满足回转窑燃烧量时，开启燃煤系统进行混合燃烧燃煤在煤场经铲车运输至 L-302斗式提升机提升至回转窑底部预热段预热后流入储煤箱，在储煤箱底部通过螺旋给料机给料至 M-402球磨机磨粉，磨碎的粉末经过空气风机引流至回转窑与煤气、空气形成比例混合燃烧燃烧的烟气通过引风机将回转窑燃烧的800℃左右烟气引流通过 K-402A/B回转窑除尘室，在通过回转窑除尘室将白云石粉尘带入积尘室积尘后，800℃左右烟气再通过 K-401A/B余热锅炉生产蒸汽，此段将800℃左右烟气通过生产蒸汽冷却至200℃以下，200℃以下烟气进入布袋除尘器除去烟气中的粉尘，除去粉尘后烟气通过 C-403A/B引风机进入25米烟囱排放除尘器中粉尘利用螺旋机装车运输至渣场煤气、燃煤在回转窑燃烧时产生的 SO2在回转窑白云石煅烧时和产生的CaO、MgO 发生反应除去烟气中 SO2。
三、压球系统自回转窑煅烧的煅白和经过鄂破机破碎输送来的萤石、硅铁进入压球工段各自料仓后，通过振动下料机下料，按照混合比例100%配比，配比量为83%煅白:16.2%硅铁:0.8萤石进行配比，配比后进入 M-402A/B球磨机碾磨成150～200目左右粉末，经过球磨机碾磨进入斗式提升机提升上料至 M-403A/B/C/D压球机压成25mm~30mm 枣状的球团料，形成球团进入振动下料机下料至皮带输送机，通过皮带输送机输送至球团料箱，利用叉车将料箱运输至还原炉装料机进行人工装料四、还原炉系统点火烘炉：1）点火前检查 V-402A~L煤气水封煤气阀、C-403A~L 还原炉空气风机风阀、C-404A~L还原炉排烟引风机风阀是否到位，热电偶、仪表是否安装齐备，余热锅炉安全阀、放空阀、液位计等是否调试到位，汽包补水2）提起烟道闸板，启动鼓风机，打开所有风阀对炉膛进行置换，约10分钟后关闭风阀3）点燃点火工具，对准烧嘴点火孔，徐徐开启旋塞阀，利用煤气的抽力吸入火焰，点燃煤气，煤气燃烧正常后打开风阀配风，然后根据升温曲线调节火焰，如果点火没有成功，迅速关闭煤气阀，打开风阀，按点火顺序进行置换4）随着炉膛温度的不断上升，检查砌体的变化情况，随时调整钢结构的松紧度。
5）炉膛上升至500℃以上入罐，700℃以上堵两侧入孔6）还原罐安装完毕，系统再次打压，主要检查波纹管垫的密封情况7）炉膛温度上升到1150℃，若余热锅炉蒸汽压力稳定，喷射泵条件具备，开始投料8）调整烟道闸板，还原炉微负压操作装罐：还原炉在停工或者新装还原罐都有水份附着在还原罐里，若未烘炉直接装料升温过程中可能产生爆炸着火因此，还原炉在装球团料之前必须烘炉至1200~1250℃之间才能装料装料机采用人工装料,装料时人工将装料机推至还原罐罐口，将“U”装料槽推入还原罐内，人工利用半月铲推动扇形阀下料机自动下料，半月铲将球团料推入还原罐内，每次下料5~7Kg，每个还原罐装满料为180~190 Kg抽真空：还原罐装满球团料后人工封堵还原罐罐口，罐口封闭完毕后启动抽真空系统，首先打开预抽系统抽真空，预抽30分钟后进入主抽预抽将球团料装罐和烘干时产生的粉尘利用抽真空末端射流塔抽成负压带动粉尘与水和蒸汽接触进行除尘1）还原炉每5支罐一组，炉前封盖后，打开预抽直角阀，开启度为一圈的1/4，然后炉前检漏，检漏合格，预抽直角阀全部打开，待真空等于或大于主抽系统，然后打开主抽直角阀，关闭预抽直角阀进行切换。
2）真空阀要徐徐开启，不可过猛，以免将大量粉尘吸入过滤器，或将过滤器填料抽翻3）随时检查系统真空度，根据规定做好真空记录4）随时触摸真空支罐或波纹管，发现温度有异，查找原因，进行处理，并做好记录，为炉前换罐提供依据5）定期清理过滤器，以免造成假真空镁着火或大量粉尘带入喷射泵堵塞喷嘴6）破真空前关闭主抽直角阀，切断与主抽系统的联系停炉1）关闭气总阀及各旋塞阀、风阀2）打开换热器出口放风阀，切不可停鼓风机3）放下烟道闸保温4）若属计划性检修停炉，可关小风阀，待炉温降至800℃以下，停鼓风机，放下烟道闸板调温：1）炉温工在正常生产过程要做到“三勤”：手勤、腿勤、眼勤，即勤观察、勤调节2）炉前装料，炉后开始提温，2小时左右升至控制温度即可，升温速度要均匀，炉温升起后减小煤气用量，保持炉膛清晰3）调节水套出口水温50-75℃,还原罐冷却段温度保持在450-550℃4）对比热电偶显示，观察炉膛温度，避免局部过热或局部温度偏低，炉膛温度要均匀，观察颜色。