镁加工厂设计(engineering design of magnesium fabrication plant)

以镁及少量铝、锰、锌等合金组元为原料，通过塑性加工，生产镁板、带、管、棒、型材和锻件的有色金属加工厂设计。产品中以镁合金板材需要量最大，常用规格为厚0．5～10mm，宽度400～1500mm；管材多为壁厚5mm以上的厚壁管；棒材直径为φ10～160mm。

镁材比强度高，但加工困难、价格贵，主要在航空、航天工业中使用，市场需求量小。其加工工艺参数大部分与铝合金接近，但镁的熔炼铸造对防爆、防腐蚀有严格要求。中国采取与铝加工厂协作的方式进行镁加工。即单独建设镁熔铸车间生产镁合金铸锭，其轧制、挤压、锻造、热处理和精整工序，在铝加工厂的相应车间完成，仅增加少量镁材生产工艺要求的特殊设备和设施。

工艺流程 镁加工工艺主要包括镁合金熔炼、铸造成锭和将锭坯经塑性加工生产出各种加工材。镁合金采用反射炉或电炉熔炼。镁是活性易燃的金属，熔炼须在熔剂(一般用光卤石为主要原料)覆盖下进行，所有入炉原料及熔剂都应充分干燥，以免熔融镁和水发生强烈化学反应，引起爆炸事故。熔炼好的镁熔体转至保温炉进行静置调温后，用半连续铸造机铸造成锭。为防止转注和铸造过程中镁氧化燃烧，流槽和结晶器的金属液表面采用二氧化硫气体保护。锯切成定尺的锭坯，经均匀化处理和表面铣削后，扁锭送往板带车间热轧，圆锭送往管棒型车间挤压。

扁锭在加热炉加热至热轧温度，热轧机的轧辊也要预热到200℃以上才能进行热轧。厚板(22～70mm)、中板(6～22mm)产品直接由热轧机轧至成品厚度。薄板(0．5～5mm)生产时，要先对热轧板坯或带坯进行清洗和化学处理，除去其表面氧化膜，然后温轧出成品。圆锭在加热炉加热至挤压温度后，通过挤压，生产出管、棒、型材产品。镁在室温下塑性差，板带材、管棒型材的精整(矫直、剪切)都要在加温状态下进行。镁锻件一般用挤压棒材做坯料，锻造前模具须预热至150～300℃，模锻制品用喷丸法进行表面强化并降低其粗糙度。镁耐大气腐蚀性能差，产品出厂前要进行阳极氧化处理并涂油包装。

设备选择 包括熔炼炉、铸造机、板带材轧机、挤压机、锻造水压机和加热炉等设备的选择。

镁熔炼设备有火焰反射炉、坩埚炉和无铁芯感应电炉三种。反射炉有矩形和圆形两种。为减少熔池表面金属烧损，镁熔炼炉往往设计成圆形的。容量小于10t的圆形炉采用炉门加料，以油或气为燃料。反射炉容量大、成本较低，适用于各种规模的车间。坩埚炉和无铁芯感应电炉金属烧损低，但造价高，只在特定条件下选用。

镁合金铸锭多采用立式半连续铸造机铸造，铸造机有液压、钢丝绳、丝杠等传动方式。某些镁合金还采用水浸式液压沉降铸造机。

镁板带材轧机、挤压机、锻造水压机与铝板带车间、铝管棒型线车间、铝锻件车间的设备基本相同。但轧机需配备轧辊预热装置、高浓度工艺乳液润滑系统和张力卷筒的保温装置，以使带卷保持在300℃左右。

镁合金铸锭及板坯的加热、板材的成品退火，均选用空气循环式电阻炉。

特殊要求 镁熔铸时熔剂的挥发物对人体有害，对建筑物有腐蚀作用，镁熔铸车间须有良好的通风设备，厂房的钢筋混凝土或钢结构构件及围护结构表面都须涂防腐漆。残屑库须严格防水防湿，以防镁屑自燃起火。镁加工厂的生产车间须有完备的防火设施，灭火要采用熔剂、干燥砂子和石棉被等灭火材料，切忌用水灭火。