【文章內容簡介】 產線、鎂合金生產線、硅鐵生產線、還原罐再生回收生產線四個部分。工藝流程分述如下： 蘭碳生產工藝及流程蘭碳生產過程將是煤炭在半焦爐中低溫干餾，去除揮發(fā)分和焦油獲得半焦化蘭碳的過程。該過程中，蘭碳為主產品，捕集到的焦油及回收到的揮發(fā)分—焦爐半焦化煤氣為副產品。蘭碳生產工藝流程如圖31：蘭碳生產：蘭碳年產量120萬噸計算，按每噸蘭碳產蘭碳煤氣1260 NM3，則可年產蘭碳煤氣4581818 NM3。 鎂合金生產工藝本項目的鎂合金生產過程可分為粗鎂制備、粗鎂精煉、合金生產三道工序，而粗鎂制備生產工序是鎂合金生產工藝過程最長、生產成本最高的一道工序，其工藝的先進性與否對商品鎂合金成本起決定性作用。粗鎂的生產方法采用皮江法，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，真空條件下進行熱還原生產金屬鎂。皮江法工藝流程簡單、建廠投資省、建設周期短、粗鎂的純度高、電耗少、可利用煤、天然氣、重油、煤氣等燃料，在我國已成為成熟且適合我國國情的鎂生產技術，本研究擬采用半焦煤氣作粗鎂制備及鎂合金生產的燃料。 鎂合金生產主要原材料及成品 鎂合金生產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： 化學成份：CaO/MgO=1:(摩爾比)，SiO2+R2O3≤1%， K2O+ Na2O≤%。 物理性質：煅燒分解后具有一定的熱強度。磨損重量比：R1為410%，細粉重量比R2為13%。 粒度：2040mm。② 硅鐵：符合GB227287標準，要求含Si≥72%。③ 螢石：符合GB821687標準，要求CaF2≥95%，粒度≤120目。④ 精煉熔劑：化學成分：MgCl248%，KCl 37%，%，NaCl 5%，CaF2 %。粒度：底熔劑—不限，精煉熔劑≤1mm。⑤原鎂應符合GB/T34992003標準，見表31。表31 原鎂標準(GB/T34992003)牌號化 學 成 份 %鎂不小于雜 質 不 大 于FeSiNiCuAlMnClTiPbZn雜質總和0⑥鋁錠符合GB1196—2002標準中Al 9990牌號指標要求（%）：Al≥ 、Fe≤、Si≤、Cu≤、Ca≤、Mg≤、Zn≤,其它雜質每種≤，雜質總和≤。⑦鋅錠符合GB470—83標準中Zn1牌號指標要求(%):Zn≥ 、Pb≤、Fe≤、Cd≤、Cu≤、雜質總和≤。⑧鋁錳中間合金錠符合YS/T282—2000標準中AlMn10要求（%）：Mn ～ 、Cu≤、Si≤、Ti≤、 Ni≤、Cr≤、Fe≤、Zn≤、Mg≤、Pb≤、Sn≤、Al余量。⑨ 鋁鈹合金含Be 3～4%.常用變形鎂合金產品質量要求、鎂合金犧牲陽極質量標準見表3表33。主要原材料用量見表34。表3－2 常用變形鎂合金的產品質量標準類別Mg≥雜質含量, ≤（ % ）AlZnMnZrCuSiNiFe雜質量AZ31B余量~ ~~ ≤≤≤≤≤AZ61A余量~ ~~ ≤≤≤≤≤AZ80A余量~ ~~ ≤≤≤≤≤ZK60A余量~~　　　　≤≤≤≤≤表3－3 鎂合金犧牲陽極的質量標準類別雜質含量（不大于）電流效率電路電位FeSiNiCnAlMnZn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自產螢 石15160外購熔 劑15830外購還原罐20000(只)自制半焦煤氣135300萬立方米自產鋁錠4460外購鋅錠1120外購鋁錳合金5580外購 鎂合金生產工藝流程皮江法煉鎂原料為白云石，還原劑為75＃硅鐵。由礦山運來化學成份與粒度均合格的白云石，送至廠區(qū)內白云石堆場。再由斗式提升機送至窯尾房頂部料倉。物料由頂部料倉加入窯尾料倉后定量加入回轉窯經其高溫煅燒后卸入冷卻機內將物料冷卻至約150℃200℃排出冷卻機,冷卻機使用的空氣作為回轉窯燃燒的二次空氣進入回轉窯參與燃燒，煅燒煙氣經煙氣處理系統(tǒng)回收余熱、除塵、環(huán)保達標經煙囪排放。成品煅白由冷卻機卸出后經鏈斗輸送機或斗式提升機輸送至煅白料倉。硅鐵經兩級鄂式破碎機破碎后，經斗提送至硅鐵中間倉；外購袋裝螢石粉拆袋倒入料斗經斗提送到螢石粉倉。三種物料經高位倉后進入自動配料工序。高位倉下方安裝全自動連續(xù)電子配料秤，按工藝設定的三種物料配比(煅白：硅鐵：螢石=100：：)進行自動配料。各物料經相應料倉出料口進入配料系統(tǒng)自動配料后，連續(xù)輸送進入球磨機。物料在磨機內完成粉磨及混料，制成粒度100％小于100目混合均勻的混合料。混合料出磨后經斗提機送到高位混合料倉；再經混合料倉下的螺旋輸送機送到壓球區(qū)的各壓球機內制球團。壓球機的篩下料匯入返料螺旋輸送機，經提升機送回高位混合料倉后再循環(huán)利用。包裝好的球團由輸送設備送至還原車間，人工或專用裝料機裝入還原罐。球團料在高溫（1200℃）及真空（1～10Pa）條件下發(fā)生還原反應，鎂蒸氣逸出在還原罐冷端冷凝成結晶鎂（即粗鎂），從還原罐取出鎂結晶器，用頂出機把結晶鎂頂出，送合金生產車間。來自本廠還原車間的筒狀和塊狀粗鎂清理干凈后，置于爐蓋上預熱。粗鎂熔化使用容量為2噸坩堝蓄熱室精煉爐。熔化時爐膛溫度850～900℃。鎂液溫度720～730℃時，通N2氣進行攪拌,同時用噴粉器將精煉熔劑密閉送入鎂液中,充分攪拌,靜置。精煉后的鎂液用調頻抽液泵從熔化爐轉移到合金化爐中。按合金要求成分和原料質量計算各合金元素使用量，依據規(guī)程規(guī)定順序加入鎂液中，控制好溫度，待合金元素全部加入并熔化后，通N2氣攪拌，將合金熔劑用噴粉器密閉送入合金液內進行精煉。精煉后，質量合格的合金液用調頻抽液泵從合金爐中密閉轉移到保溫爐內，保溫爐為三格坩堝電阻爐，容量4噸。合金液在保溫爐內由前室經中室流入后室，對合金液有動態(tài)靜止作用。匯集于保溫爐后格內的合金液，質量最好，用定量澆鑄泵從保溫爐內抽出，采用水平連續(xù)鑄造機鑄錠，重量誤差177。1% 。連續(xù)鑄造機使用前模具用半焦煤氣預熱到100～150℃，鑄錠時用N2+SO2混合氣體保護，防止鎂合金液氧化燃燒。合金錠采用自動拋光機進行表面處理，六個表面可一次性完成拋光，效率高、錠面光亮、外表美觀、環(huán)保。拋光后的合金錠由輸送帶送至噴碼機噴碼。產品外包塑料薄膜，用打包機整體包裝或按用戶要求包裝后，叉車送成品庫。鎂合金生產工藝流程圖見圖32。 圖32 鎂合金生產工藝流程 鎂合金生產主要技術指標⑴建廠規(guī)模： 100000t鎂合金/a實際設計產能 105820t鎂合金/a⑵白云石單耗： ⑶硅鐵單耗： ⑷螢石單耗： ⑸精煉熔劑單耗： ⑹鎂合金綜合電耗： 1800kWh/t⑺半焦煤氣單耗： 13530Nm3/t⑻還原罐單耗： ⑼鋁錠 ⑽鋅錠 ⑾鋁錳合金 ⑿新水單耗： 15m3/t ⒀循環(huán)水： 300m3/t⒁還原料鎂比： ⒂精煉回收率： 95%⒃鎂合金一級品率： 85% 鎂合金生產物料平衡計算精煉 鑄造還原配料 細磨制球 煅白 結晶鎂白云石 541400 105532 鎂合金錠1021520 球團 熔劑 105820 108280 664840 15830 螢石 合金元素13 15160 11140 CO2 粉塵及損失 損失 還原渣 CO2 精煉渣 467440 12680 559308 26682圖3－3　物料平衡圖（t/a） 鎂合金壓鑄件生產壓鑄車間主要生產鎂合金壓鑄件，（壓鑄件總重量），屬于大型鎂合金壓鑄工程。典型的鎂合金壓鑄件生產工藝流程如圖34。表面處理鎂合金錠熔化壓鑄去水口、切邊清理、打磨拋光機加品檢包裝出貨圖34 鎂合金壓鑄生產工藝流程 鎂合金壓鑄件生產工藝技術方案壓鑄生產設備選型以壓鑄機產能作為瓶頸產能進行核算，按每天工作20小時，年工作日300天計算。本設計選用國產鎂合金壓鑄機,產能估算如下：⑴小型冷室鎂合金壓鑄生產線① DCC800M 平均生產周期約80/模，：600噸/年（360020300/80=594000kg）。② DCC1000M平均生產周期約90/模，：800噸/年（360020300/90=864000kg）。③ DCC1250M平均生產周期約100/模，則年可生產鎂合金壓鑄件約：1100噸/年（360020300/100=116500kg）。⑵大型冷室鎂合金壓鑄生產線① DCC2000M平均生產周期約150/模，則年可生產鎂合金壓鑄件約：1200噸/年（360020300/150=1234000kg）。② DCC2500M平均生產周期約180/模，則年可生產鎂合金壓鑄件約：1300噸/年（360020300/180=1337000kg）。⑶共建成10條鎂合金壓鑄生產線。①中型鎂合金壓鑄生產線：DCC800M、DCC1000M、DCC1250M各8套的鎂合金壓鑄生產單元。年產鎂合金壓鑄件約25008=20000噸。該生產線建成后可生產汽車、摩托車、電動工具類中型鎂合金零部件。如變速箱蓋、踏板、各種殼體、進氣歧管、方向盤、發(fā)動機殼體五大件等，及電子產品外殼如筆記本電腦外殼。②大型鎂合金壓鑄生產線：DCC2000M、DCC2500M、各8套的鎂合金壓鑄生產單元。年產鎂合金壓鑄件約25008=20000噸。該生產線建成后可生產汽車變速箱殼體、發(fā)動機殼體、座椅架、儀表盤、車門骨架、割草機外殼、自動扶梯踏板等大型鎂鋁合金壓鑄件。 壓鑄生產車間配置壓鑄生產區(qū)包括： 8棟壓鑄車間, 每棟壓鑄車間安裝3條大型鎂合金壓鑄生產線和2條中型鎂合金壓鑄生產線,產能5000噸/年；機加工車間；表面處理車間等。壓鑄車間廠房跨度39m長72m軌頂標高9m。機加工車間跨度24m長72m軌頂標高8m，表面處理車間跨度21m長60m軌頂標高8m。鎂合金壓鑄生產線各種設備能源消耗量見表35 。表35 鎂合金壓鑄生產線各種設備能源消耗表設備設備外型（m）(長寬高)設備重量（t）壓鑄件最大重量（kg）裝機容量（kw）（主機+熔爐+模溫機+機械手）氮氣耗量（1/h）SF6耗量（1/h）壓縮空氣耗量(m2/min)模具噴涂液耗量（1/h）冷卻水消耗量（1/min）DCC800M937+125++5=20670010180DCC1000M7045+250++8=337800315240DCC1250M9074+250++8=371800315300DCC2000M135110+580++8=7371000225380DCC2500M155195135+580++8=7571000230150 鎂合金擠壓工藝 鎂合金擠壓工藝流程擠壓是變形鎂合金最主要的塑性加工方法。變形鎂合金可采用正向擠壓也可以采用反向擠壓，可用單動擠壓機也可以用雙動擠壓機，可用臥式擠壓機也可用立式擠壓機擠壓管、棒、型、線材。鎂合金擠壓的基本原理、擠壓方法與設備、工具模具以及擠壓工藝參數的確定原則與鋁及鋁合金熱擠壓的基本相同。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更嚴格控制，變形速度比擠壓鋁合金時要稍低一些，擠壓系數要稍小一些；②模具設計時，特別是組合模設計時，應充分考慮鎂合金的變形抗力較大，難于填充以及膨脹系數較大等特點；③ 拉伸矯直及隨后的深加工應在中溫或高溫下進行(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。本項目年產鎂合金擠壓制品1.5萬t，鎂合金擠壓生產工藝流程見圖35。 酸 洗