【文章內(nèi)容簡介】 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。近年中國鎂產(chǎn)品出口量變化見表13及圖12。，%，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23 近年中國鎂產(chǎn)品出口量 單位；萬噸年 份項(xiàng) 目200020012002200320042005200620072007/2006同比增長%原鎂（錠）鎂合金鎂屑、粉、粒鎂合金加工材鎂合金制品合計(jì)圖22 2000～2007年中國鎂產(chǎn)品出口量變化 近年鎂及鎂合金消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化由于鎂的密度小，強(qiáng)度高，并能與鋁、銅、鋅等金屬構(gòu)成高強(qiáng)度合金，因此鎂是重要的合金元素。截止2000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。從2001年開始，壓鑄業(yè)中鎂的消費(fèi)成為最大的消費(fèi)領(lǐng)域，這主要是由于汽車的大量生產(chǎn)引起。有關(guān)統(tǒng)計(jì)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(huì)繼續(xù)。近幾年國內(nèi)市場對(duì)鎂的需求量大幅增長，國內(nèi)鎂的消費(fèi)量在2006年已突破15萬噸，同比增長高達(dá)68%，近年中國鎂的消費(fèi)量及其增長見表24，圖224。表 24 2000～2007年中國鎂消費(fèi)情況 單位：萬噸年份產(chǎn)量20002001200220032004200520062007鋁合金壓鑄件煉鋼脫硫金屬還原稀土合金其他合計(jì)同比 %2006年2000年圖23 2000年和2007年中國鎂產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖24 2000～2007年國內(nèi)鎂消費(fèi)量及其增長速度2005年4月，,美國為140～170美分/磅。我國鎂合金價(jià)格與鎂錠關(guān)聯(lián)緊密，常用鎂合金比鎂錠高約2000～2500元/噸。2006年1至11月，國內(nèi)鎂錠價(jià)格在13500～16600元/噸區(qū)間波動(dòng)，2007年年初開始一路上漲,從15500元/噸漲至2007年底的30000元/噸。2008年年初出現(xiàn)一波下跌后，迅速反彈，3月下旬價(jià)格漲至31000元/噸，并出現(xiàn)了更高的報(bào)價(jià)。同時(shí)由于人民幣升值，加上今年起加收10%出口關(guān)稅，鎂出口價(jià)格增幅更大，F(xiàn)OB出口價(jià)格從2007年初的2000美元/噸上升至2008年3月下旬的5000美元/噸。受出口退稅取消及征收10%出口稅；人民幣升值；能源及勞動(dòng)力價(jià)格上漲壓力日增；環(huán)保要求日嚴(yán)；國內(nèi)外市場消費(fèi)趨旺等影響，原鎂和鎂合金價(jià)格有機(jī)會(huì)向上拓展。經(jīng)預(yù)測2009年中國鎂合金的平均價(jià)格會(huì)在25000元/噸以上，價(jià)格區(qū)間為30000～25000元/噸。中國FOB出口價(jià)格會(huì)在5000美元/噸左右，價(jià)格區(qū)間為5700～3600美元/噸。而從長期看，鎂及鎂合金價(jià)格會(huì)站在新的平臺(tái)上波動(dòng)。生產(chǎn)工藝本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括蘭碳生產(chǎn)線、鎂合金生產(chǎn)線、硅鐵生產(chǎn)線、還原罐再生回收生產(chǎn)線四個(gè)部分。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。該過程中，蘭碳為主產(chǎn)品，捕集到的焦油及回收到的揮發(fā)分—焦?fàn)t半焦化煤氣為副產(chǎn)品。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(jì)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)工藝本項(xiàng)目的鎂合金生產(chǎn)過程可分為粗鎂制備、粗鎂精煉、合金生產(chǎn)三道工序，而粗鎂制備生產(chǎn)工序是鎂合金生產(chǎn)工藝過程最長、生產(chǎn)成本最高的一道工序，其工藝的先進(jìn)性與否對(duì)商品鎂合金成本起決定性作用。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。皮江法工藝流程簡單、建廠投資省、建設(shè)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(chǎn)技術(shù)，本研究擬采用半焦煤氣作粗鎂制備及鎂合金生產(chǎn)的燃料。 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≤%。 物理性質(zhì)：煅燒分解后具有一定的熱強(qiáng)度。磨損重量比：R1為410%，細(xì)粉重量比R2為13%。 粒度：2040mm。② 硅鐵：符合GB227287標(biāo)準(zhǔn)，要求含Si≥72%。③ 螢石：符合GB821687標(biāo)準(zhǔn)，要求CaF2≥95%，粒度≤120目。④ 精煉熔劑：化學(xué)成分：MgCl248%，KCl 37%，%，NaCl 5%，CaF2 %。粒度：底熔劑—不限，精煉熔劑≤1mm。⑤原鎂應(yīng)符合GB/T34992003標(biāo)準(zhǔn)，見表31。表31** 原鎂標(biāo)準(zhǔn)(GB/T34992003)牌號(hào)化 學(xué) 成 份 %鎂不小于雜 質(zhì) 不 大 于FeSiNiCuAlMnClTiPbZn雜質(zhì)總和0⑥鋁錠符合GB1196—2002標(biāo)準(zhǔn)中Al 9990牌號(hào)指標(biāo)要求（%）：Al≥ 、Fe≤、Si≤、Cu≤、Ca≤、Mg≤、Zn≤,其它雜質(zhì)每種≤，雜質(zhì)總和≤。⑦鋅錠符合GB470—83標(biāo)準(zhǔn)中Zn1牌號(hào)指標(biāo)要求(%):Zn≥ 、Pb≤、Fe≤、Cd≤、Cu≤、雜質(zhì)總和≤。⑧鋁錳中間合金錠符合YS/T282—2000標(biāo)準(zhǔn)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(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。主要原材料用量見表34。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, ≤（ % ）AlZnMnZrCuSiNiFe雜質(zhì)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類別雜質(zhì)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(chǎn)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(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。由礦山運(yùn)來化學(xué)成份與粒度均合格的白云石，送至廠區(qū)內(nèi)白云石堆場。再由斗式提升機(jī)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(zhuǎn)窯經(jīng)其高溫煅燒后卸入冷卻機(jī)內(nèi)將物料冷卻至約150℃200℃排出冷卻機(jī),冷卻機(jī)使用的空氣作為回轉(zhuǎn)窯燃燒的二次空氣進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯參與燃燒，煅燒煙氣經(jīng)煙氣處理系統(tǒng)回收余熱、除塵、環(huán)保達(dá)標(biāo)經(jīng)煙囪排放。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。硅鐵經(jīng)兩級(jí)鄂式破碎機(jī)破碎后，經(jīng)斗提送至硅鐵中間倉；外購袋裝螢石粉拆袋倒入料斗經(jīng)斗提送到螢石粉倉。三種物料經(jīng)高位倉后進(jìn)入自動(dòng)配料工序。高位倉下方安裝全自動(dòng)連續(xù)電子配料秤，按工藝設(shè)定的三種物料配比(煅白：硅鐵：螢石=100：：)進(jìn)行自動(dòng)配料。各物料經(jīng)相應(yīng)料倉出料口進(jìn)入配料系統(tǒng)自動(dòng)配料后，連續(xù)輸送進(jìn)入球磨機(jī)。物料在磨機(jī)內(nèi)完成粉磨及混料，制成粒度100％小于100目混合均勻的混合料?；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)。壓球機(jī)的篩下料匯入返料螺旋輸送機(jī)，經(jīng)提升機(jī)送回高位混合料倉后再循環(huán)利用。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。球團(tuán)料在高溫（1200℃）及真空（1～10Pa）條件下發(fā)生還原反應(yīng)，鎂蒸氣逸出在還原罐冷端冷凝成結(jié)晶鎂（即粗鎂），從還原罐取出鎂結(jié)晶器，用頂出機(jī)把結(jié)晶鎂頂出，送合金生產(chǎn)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(yù)熱。粗鎂熔化使用容量為2噸坩堝蓄熱室精煉爐。熔化時(shí)爐膛溫度850～900℃。鎂液溫度720～730℃時(shí)，通N2氣進(jìn)行攪拌,同時(shí)用噴粉器將精煉熔劑密閉送入鎂液中,充分?jǐn)嚢?靜置。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。按合金要求成分和原料質(zhì)量計(jì)算各合金元素使用量，依據(jù)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(nèi)進(jìn)行精煉。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。合金液在保溫爐內(nèi)由前室經(jīng)中室流入后室，對(duì)合金液有動(dòng)態(tài)靜止作用。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。1% 。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(shí)用N2+SO2混合氣體保護(hù)，防止鎂合金液氧化燃燒。合金錠采用自動(dòng)拋光機(jī)進(jìn)行表面處理，六個(gè)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(jī)噴碼。產(chǎn)品外包塑料薄膜，用打包機(jī)整體包裝或按用戶要求包裝后，叉車送成品庫。鎂合金生產(chǎn)工藝流程圖見圖32。** 圖32 鎂合金生產(chǎn)工藝流程 鎂合金生產(chǎn)主要技術(shù)指標(biāo)⑴建廠規(guī)模：** 100000t鎂合金/a實(shí)際設(shè)計(jì)產(chǎn)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(jí)品率：**85% 鎂合金生產(chǎn)物料平衡計(jì)算精煉 鑄造還原配料 細(xì)磨制球** 煅白**** 結(jié)晶鎂白云石 541400**** 105532** 鎂合金錠1021520**球團(tuán)**** 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(chǎn)壓鑄車間主要生產(chǎn)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(chǎn)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(jī)加品檢包裝出貨圖34 鎂合金壓鑄生產(chǎn)工藝流程 鎂合金壓鑄件生產(chǎn)工藝技術(shù)方案壓鑄生產(chǎn)設(shè)備選型以壓鑄機(jī)產(chǎn)能作為瓶頸產(chǎn)能進(jìn)行核算，按每天工作20小時(shí)，年工作日300天計(jì)算。本設(shè)計(jì)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，：600噸/年（360020300/80=594000kg）。② DCC1000M平均生產(chǎn)周期約90/模，：800噸/年（360020300/90=864000kg）。③ DCC1250M平均生產(chǎn)周期約100/模，則年可生產(chǎn)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(chǎn)線① DCC2000M平均生產(chǎn)周期約150/模，則年可生產(chǎn)鎂合金壓鑄件約：1200噸/年（360020300/150=1234000kg）。② DCC2500M平均生產(chǎn)周期約180/模，則年可生產(chǎn)鎂合金壓鑄件約：1300噸/年（360020300/180=1337000kg）。