鎂及鎂合金治煉保護(hù)氣體及保護(hù)方法研究

馬登民

摘 要：鎂是一種金屬元素，通過進(jìn)行冶煉而得到鎂合金，在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展建設(shè)，具有至關(guān)重要的影響。在進(jìn)行鎂及鎂合金冶煉的過程中，必須采用必要的保護(hù)氣體和保護(hù)方法，才能夠有效保證鎂及鎂合金的質(zhì)量。本文對(duì)鎂及鎂合金冶煉保護(hù)氣體和保護(hù)方法進(jìn)行深入的研究，并結(jié)合實(shí)際情況提出合理的建議，促進(jìn)我國鎂及鎂合金冶煉水平的不斷提升。

關(guān)鍵詞：鎂;鎂合金;冶煉;保護(hù)氣體

在對(duì)鎂及鎂合金進(jìn)行冶煉的過程中，必須要采用達(dá)到工業(yè)線度要求的二氧化硫氣作和二氧化碳?xì)怏w，按照相關(guān)要求的體積和含量比例進(jìn)行混合，并將混合后的氣體在大氣環(huán)境下，輸送進(jìn)行冶煉設(shè)備中的熔煉爐之中，從而對(duì)鎂以及鎂合金進(jìn)行有效的保護(hù)，在其表面形成一層致密的保護(hù)膜，有效達(dá)到阻燃的作用。對(duì)鎂及鎂進(jìn)行冶煉的過程中，使用這種保護(hù)方法，不僅能夠得到良好的保護(hù)效果，提升鎂及鎂合金的冶煉質(zhì)量，而且對(duì)環(huán)境的污染也較小，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境也具有積極的意義，因此具有極高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 鎂及鎂合金冶煉保護(hù)氣體的特征

在鎂及鎂合金冶煉過程中，其保護(hù)氣體主要是使用達(dá)到工業(yè)純度的二氧化硫和二氧化碳。其中，二氧化硫的體積含量一般在1%-4%之間，而二氧化碳的體積含量則要達(dá)到96%-99%之間。按照實(shí)際要求，適當(dāng)調(diào)整兩種氣體的體積含量。按照冶煉要求確定兩種氣體的體積含量比例后，將兩種氣體進(jìn)行混合，就形成了在鎂及鎂合金冶煉過程中需要使用的保護(hù)氣體，有效達(dá)到對(duì)鎂及鎂合金的保護(hù)作用。

2 鎂及鎂合金冶煉保護(hù)方法的特征

首先，將達(dá)到以工業(yè)純度的二氧化硫和二氧化碳?xì)怏w按照比例要求進(jìn)行混合，從而得到保護(hù)氣體。其次，準(zhǔn)備好坩堝爐，然后將鎂及鎂合金放入其中并進(jìn)行加熱。再次，通過加熱便鎂及鎂合金的溫度達(dá)到450℃以上，然使用直徑為坩堝半徑0.4-0.6倍的圓形的通氣裝置，利用通氣裝置將干燥的保護(hù)氣體輸送到熔煉爐中。在一操作始終是在大氣狀態(tài)下進(jìn)行的，熔煉爐無需密封。在輸送保護(hù)氣體的過程中，需要注意必須要將保護(hù)氣體輸送到距離鎂及鎂合金表面1-2cm處，保護(hù)氣體輸送位置與鎂及鎂合金表面之間的距離，不能超過2cm。此外，還要注意保護(hù)氣體的輸送必須要均勻，每分鐘輸送保護(hù)氣體的流量需要與坩堝的表面積成一定比例，一般來說，兩者的比值應(yīng)為0.01-5L/m2。然后，隨著對(duì)坩堝持續(xù)加熱，坩堝內(nèi)的鎂及鎂合金溫度也隨之不斷升高，直至完全熔化。此時(shí)，輸送進(jìn)熔煉爐中的保護(hù)氣體其平均流量與坩堝表面積之間的比值要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，一般調(diào)整為5-305L/m2。同時(shí)，保護(hù)氣體輸送位置與鎂及鎂合金熔體之間的距離也需要適當(dāng)拉大，一般在2-5cm之間。從而使鎂及鎂合金熔體能夠在保護(hù)氣體的作用之下，形成一層致密的保護(hù)膜，達(dá)到良好的阻燃保護(hù)作用。

3 科研實(shí)驗(yàn)效果

對(duì)鎂及鎂合金保護(hù)氣體和保護(hù)方法進(jìn)行多次充分的科研實(shí)驗(yàn)后，能夠有效確保保護(hù)氣體比例的科學(xué)合理以及準(zhǔn)確可靠性，而且能夠保證保護(hù)氣體的純度，使其在鎂及鎂合金冶煉之中發(fā)揮積極的作用。

在鎂及鎂合金冶煉的保護(hù)方法方面，其工藝較為簡(jiǎn)單，容易操作，而且實(shí)用性非常好，對(duì)鎂及鎂合金也具有較好的保護(hù)質(zhì)量，還攻克了氣體保護(hù)溫室效應(yīng)難題，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境也具有積極的意義。

4 鎂及鎂合金冶煉氣體保護(hù)的重要意義

鎂及鎂合金在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮重著重要作用，但受到其本身特性的影響，在對(duì)鎂及鎂合金進(jìn)行熔融的過程中，在大氣環(huán)境下，鎂合金很容易發(fā)生快速氧化，在表面形成一層氧化膜，但這層氧化膜的致密性嚴(yán)重不足，不能阻止鎂合金熔體內(nèi)部繼續(xù)氧化，從而使鎂合金持續(xù)發(fā)生燃燒。因此，防止鎂及鎂合金持續(xù)氧化并對(duì)其進(jìn)行有效的阻燃，就成為鎂及鎂合金冶煉工作中的關(guān)鍵性工作。目前，對(duì)于鎂及鎂合金的阻燃方法主要有合金元素法、熔劑保護(hù)法和氣體保護(hù)法。在實(shí)際應(yīng)用過程中，合金元素法的局限性較高，不利于廣泛應(yīng)用;溶劑保護(hù)法在實(shí)際應(yīng)用過程中，往往會(huì)使熔體中生成溶劑夾雜，導(dǎo)致熔體的質(zhì)量降低，因此這種方法并不是鎂及鎂合金冶煉的最佳選擇。氣體保護(hù)法有效解決了合金元素法及溶劑保護(hù)法的缺點(diǎn)，在熔煉過程中還能夠有效降低鎂合金的損耗率，但早期的氣體保護(hù)法工藝較為復(fù)雜，而且使用的保護(hù)氣體也容易對(duì)大氣環(huán)境造成污染，因此解決污染問題，成為廣泛應(yīng)用氣體保護(hù)法的關(guān)鍵。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)氣體保護(hù)法的工藝也進(jìn)行了有效的改進(jìn)。目前，氣體保護(hù)法的工藝已較為簡(jiǎn)單實(shí)用，為廣泛應(yīng)用奠定了重要的前提條件。而且經(jīng)過改進(jìn)后，只需要使用二氧化硫、二氧化碳、氮?dú)庖约吧倭康难鯕猓ㄟ^按比例混合就能夠?qū)︽V及鎂合金在冶煉過程中實(shí)施有效的保護(hù)。而且經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，其產(chǎn)生的有害氣體量很少，顯著提高了生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能。

5 結(jié)束語

目前所使用的氣體保護(hù)法，不僅能夠有效提升鎂及鎂合金的冶煉質(zhì)量，同時(shí)對(duì)我國的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，具有積極的作用。對(duì)我國建設(shè)可持續(xù)發(fā)展型社會(huì)及環(huán)境友好型社會(huì)，具有重要意義。

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