【正文】 性能和明顯減輕結(jié)構(gòu)重量。 隨著鎂合金制備技術(shù)的發(fā)展，材料的性能如比強(qiáng)度、比剛度、耐熱強(qiáng)度、蠕變等性能不斷提高，其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。 （ 4）鎂合金在其它領(lǐng)域的應(yīng)用 在冶金行業(yè)，鎂被用于鑄鐵熔體的脫硫和石墨的球化，生產(chǎn)強(qiáng)度和韌性得到大幅度改善的球墨鑄鐵。 以往鎂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是作為鋁合金提高強(qiáng)度和抗腐蝕能力的合金化元素。鎂還用作鎳基合金、鎳一銅合金、鎳一銅一鋅合金的合金化元素，提高合金材料的性能。 此外，鎂合金在化學(xué)工業(yè)、核工業(yè)、電力工業(yè)、家庭消費品、車床設(shè)備、辦公室設(shè)備、光學(xué)設(shè)備、運動器械和醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域，也有非常廣泛的應(yīng)用前景。中國是當(dāng)今全球原鎂和鎂合金的第一大生產(chǎn)國，其產(chǎn)量和貿(mào)易量占世界的 75%以上。 表 22 中國金屬鎂產(chǎn)能產(chǎn)量及增長情況 單位：萬噸 產(chǎn)量 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx/20xx 同比增長 % 原鎂產(chǎn)能 原鎂產(chǎn)量 鎂合金產(chǎn)量 鎂粒（粉）產(chǎn)量 中國又是世界上第一大鎂出口國，連續(xù)八年保持增長，成為全球鎂市場最大的供應(yīng)方。截止 20xx 年，國內(nèi)外鎂的應(yīng)用主要集中在鋁合金生產(chǎn)、壓鑄生產(chǎn)、煉鋼脫硫三大領(lǐng)域，還用在稀土合金、金屬還原及其他領(lǐng)域。 表 24 20xx～ 20xx 年中國鎂消費情況 單位：萬噸 產(chǎn)量 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 鋁合金 壓鑄件 煉鋼脫硫 金屬還原 稀土合金 其他 合計 同比 % 圖 23 20xx 年和 20xx 年中國鎂產(chǎn) 品消費結(jié)構(gòu) 25%35%15%4%11%10% 鋁合金壓鑄件金屬還原稀土合金煉鋼脫硫其他20xx年 20xx年 年 份 20 5005101520253020xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx01020304050607080國內(nèi)鎂消費量( 萬噸) 比上年增長( % ) 圖 24 20xx～ 20xx 年國內(nèi)鎂消費量及其增長速度 鎂及鎂合金價格分析 20xx 年 4 月，歐洲壓鑄鎂合金價格為 歐元 /Kg,美國為 140～170 美分 /磅。同時由于人民幣升值，加上今年起加收 10%出口關(guān)稅，鎂出口價格增幅更大， FOB 出口價格從20xx 年初的 20xx 美元 /噸上升至 20xx 年 3 月下旬的 5000 美元 /噸，增幅超過 倍。而從長期看，鎂及鎂合金價格會站在新的平臺上波動。蘭碳生產(chǎn)工藝流程如圖31： 蘭碳生產(chǎn)：蘭碳年產(chǎn)量 120萬噸計算，按每噸蘭碳產(chǎn)蘭碳煤氣 1260 NM3，則可年產(chǎn)蘭碳煤氣 4581818 NM3。 鎂合金生產(chǎn)主要原材料及成品 鎂合金生產(chǎn)的主要原材料有白云石、硅鐵、螢石、精煉熔劑、合金元素等，要求如下： ① 白云石： 化學(xué)成份： CaO/MgO=1:(摩爾比 )， SiO2+R2O3≤ 1%， K2O+ Na2O≤ %。 ② 硅鐵：符合 GB227287 標(biāo)準(zhǔn) ，要求含 Si≥ 72%。 ⑤ 原鎂應(yīng)符合 GB/T349920xx 標(biāo)準(zhǔn)，見表 31。 ⑨ 鋁鈹合金 含 Be 3～ 4%. 常用變形鎂合金產(chǎn)品質(zhì)量要求、鎂合金犧牲陽極質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表3表 33。 再由斗式提升機(jī)送至窯尾房頂部料倉。三種物料經(jīng)高位倉后進(jìn)入自動配料工序?；旌狭铣瞿ズ蠼?jīng)斗提機(jī)送到高位混合料倉；再經(jīng)混合料倉下的螺旋輸送機(jī)送到壓球區(qū)的各壓球機(jī)內(nèi)制球團(tuán)。 來自本廠還原車間的筒狀和塊狀粗鎂清理干凈后，置于爐蓋上預(yù)熱。精煉后的鎂液用調(diào)頻抽液泵從熔化爐轉(zhuǎn)移到合金化爐中。匯集于保溫爐后格內(nèi)的合金液，質(zhì)量最好，用定量澆鑄泵從保溫爐內(nèi)抽出，采用水平連續(xù)鑄造機(jī)鑄錠，重量誤差177。拋光后的合金錠由輸送帶送至噴碼機(jī)噴碼。典型的鎂合金壓鑄件生產(chǎn)工藝流程如圖 34。 ③ DCC1250M 平均生產(chǎn)周期約 100/模，可壓鑄件的最大重量約，則年可生產(chǎn)鎂合金壓鑄件約： 1100 噸 /年（ 3600 20300/100=116500kg）。 ①中型鎂合金壓鑄生產(chǎn)線： DCC800M、 DCC1000M、 DCC1250M 各 8 套的鎂合金壓鑄生產(chǎn)單元。 ②大型鎂合金壓鑄生產(chǎn)線： DCC20xxM、 DCC2500M、各 8 套的鎂合金壓鑄生產(chǎn)單元。 壓鑄車間廠房跨度 39m 長 72m 軌頂標(biāo)高 9m。變形鎂合金可采用正向擠壓也可以采用反向擠壓， 可用單動擠壓機(jī)也可以用雙動擠壓機(jī)，可用臥式擠壓機(jī)也可用立式擠壓機(jī)擠壓管、棒、型、線材。 酸 洗 化學(xué)氧化 。二者的主要區(qū)別有：①鎂為密排六方晶系，鋁為面心立方晶系，鎂比鋁更難于塑性變形，因此在變形溫度方面應(yīng)更嚴(yán)格控制，變形速度比擠壓鋁合金時要稍低一些，擠壓系數(shù)要稍小一些；②模具設(shè)計時，特別是組合模設(shè)計時，應(yīng)充分考慮鎂合金的變形抗力較大，難于填充以及膨脹系數(shù)較大等特點；③ 拉伸矯直及隨后的深加工應(yīng)在中溫或高溫下進(jìn)行 (溫矯 )；④鎂 合金在擠壓 (鋸切、精整等 )過程中要特別注意防火保護(hù)。 鎂合金壓鑄生產(chǎn)線各種設(shè)備能源消耗量見表 35 。 該生產(chǎn)線建成后可生產(chǎn)汽車變速箱殼體、發(fā)動機(jī)殼體、座 椅架、儀表盤、車門骨架、割草機(jī)外殼、自動扶梯踏板等大型鎂鋁合金壓鑄件。 該生產(chǎn)線建成后可生產(chǎn)汽車、摩托車、電動工具類中型鎂合金零部件。 鎂合金錠 熔化 壓鑄 去水口、切邊 清理、打磨拋光 機(jī)加 品檢 包裝 出貨 表面處理 29 ② DCC2500M 平均生產(chǎn)周期約 180/模，可壓鑄件的最大重量約，則年可生產(chǎn)鎂合金壓鑄件約： 1300 噸 /年（ 3600 20 300/180=1337000kg）。本設(shè)計選 用國產(chǎn)鎂合金壓鑄機(jī) ,產(chǎn)能估算如下： ⑴小型冷室鎂合金壓鑄生產(chǎn)線 ① DCC800M 平均生產(chǎn)周期約 80/模，可壓鑄件的最大重量約 則年可生產(chǎn)鎂合金壓鑄件約： 600 噸 /年（ 3600 20300/80=594000kg）。 鎂合金生產(chǎn)工藝流程圖見圖 32。連續(xù)鑄造機(jī)使用前模具用半焦煤氣預(yù)熱到 100～150℃，鑄錠時用 N2+SO2混合氣體保護(hù)，防止 鎂合金液氧化燃燒。精煉后，質(zhì)量合格的合金液用調(diào)頻抽液泵從合金爐中密閉轉(zhuǎn)移到保溫爐內(nèi)，保溫爐為三格坩堝電阻爐，容量 4 噸。熔化時爐膛溫度850～ 900℃。 包裝好的球團(tuán)由輸送設(shè)備送至還原車間 ，人工或?qū)Ｓ醚b料機(jī)裝入還原罐。各物料經(jīng)相應(yīng)料倉出料口進(jìn)入配料系統(tǒng)自動配料后，連續(xù)輸送進(jìn)入球磨機(jī)。 成品煅白由冷卻機(jī)卸出后經(jīng)鏈斗輸送機(jī)或斗式提升機(jī)輸送至煅白料倉。 表 3－ 2 常用變形鎂合金的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 類別 Mg≥ 雜質(zhì)含量 , ≤（ % ） Al Zn Mn Zr Cu Si Ni Fe 雜質(zhì)量 AZ31B 余量 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ AZ61A 余量 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ AZ80A 余量 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ZK60A 余量 ~ ~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 24 表 3－ 3 鎂合金犧牲陽極的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 類別 雜質(zhì)含量（不大于） 電流效率 電路 電位 Fe Si Ni Cn Al Mn Zn 其余 MgMn ≥50% ≥ AZ63 ≥55% ≥ AZ31 ≥50% ≥ 表 3－ 4 主要原材料用量表 名 稱 用量（ t/a） 來 源 白云石 1021520 外購 硅 鐵 108280 自產(chǎn) 螢 石 15160 外購 熔 劑 15830 外購 還原罐 20xx0(只 ) 自制 半焦煤氣 135300 萬立方米 自產(chǎn) 鋁錠 4460 外購 鋅錠 1120 外購 鋁錳合金 5580 外購 鎂合金生產(chǎn)工藝流程 皮江法 煉鎂原料為白云石，還原劑為 75＃ 硅鐵。 ⑦鋅錠 符合 GB470— 83 標(biāo)準(zhǔn)中 Zn1 牌號指標(biāo)要求 (%): Zn≥ 、 Pb≤ 、 Fe≤ 、 Cd≤ 、 Cu≤ 、雜質(zhì)總和≤ 。 ④ 精煉熔劑： 化學(xué)成分： MgCl248%， KCl 37%， %， NaCl 5%， CaF2 %。磨損重量比： R1 為410%，細(xì)粉重量比 R2 為 13%。粗鎂的生產(chǎn)方法采用皮江法，皮江法是以白云石為原料，用硅鐵作還原劑，在外加熱的還原罐中，真空條件下進(jìn)行熱還原生產(chǎn)金屬鎂。工藝流程分述如下： 蘭碳生產(chǎn)工藝及流程 蘭碳生產(chǎn)過程將是煤炭在半焦?fàn)t中低溫干餾，去除揮發(fā)分和焦油獲得半焦化蘭碳的過程。經(jīng)預(yù)測 20xx 年中國鎂合金的平均價格會在 25000 元 /噸以上，價格區(qū)間為 30000～ 25000 元 /噸。 20xx年 1至 11月，國內(nèi)鎂錠價格在 13500～ 16600元 /噸區(qū)間波動， 20xx 年年初開始一路上漲 ,從 15500 元 /噸漲至 20xx年底的 30000 元 /噸。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，過去 10 年里，鎂合金壓鑄件在汽車上的使用量上升了 15%左右，而且這種發(fā)展趨勢還會繼續(xù)。20xx 年中國原鎂出口 量 萬噸，比 20xx 年的 萬噸增長%，而同期的鎂合金及其深加工產(chǎn)品出口也有大幅度增長。 表 21 中國鎂產(chǎn)量及占全球產(chǎn)量的比例 單位：萬噸 產(chǎn)量 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx