Рафинирование магния переплавкой с флюсами

30.01.2017

Плавильные печи. Плавка и рафинирование магния производится в тигельных печах с электрическим или газовым обогревом.
Электрическая печь сопротивления (рис. 153) состоит из цилиндрического металлического кожуха, футерованного огнеупорным кирпичом.
Между кожухом и огнеупорной кладкой имеется слой тепло изоляционного материала. Огнеупорная футеровка образует цилиндрическую шахту, в которую устанавливается сварной сталь ной тигель. Электрические нагреватели изготовляются из нихромовых спиралей, которые укладываются в пазы, устроенные в огнеупорвой футеровке.
На рис. 154 изображена газовая печь для плавки магния и магниевых сплавов. В газовых печах применяют обычно литые стальные тигли.
Рафинирование магния переплавкой с флюсами

Флюсы. Применяемые при плавке и рафинировании магния, а также магниевых сплавов флюсы имеют двоякое назначение: 1) они создают на поверхности расплавленного металла сплошной покров, изолирующий металл от непосредственного соприкосновения с воздухом, 2) они удаляют из расплавленного металла присутствующие в нем примеси хлоридов, нитридов и окислов.
Рафинирующее действие флюсов может быть химическим и механическим.
Безводный хлористый магний является обязательной состав ной частью любого флюса. Химическое действие флюса проявляется в том, что щелочные металлы, обладающие большим сродством к хлору, чем магний, вытесняют магний из MgCl2, образуя хлориды калия и натрия. Кроме того, по предположению В.В. Крымова, хлористый магний соединяется с окисью магния, образуя хлорокись, которая легко осаждается на дно тигля.
Механическое действие флюса состоит в том, что он смачивает и поглощает нитриды и другие неметаллические примеси и осаждает их на дно тигля.
Практикой рафинирования магния установлено, что наилучшие результаты дает применение флюса, состоящего из 38—46% MgCl2, 32—40% KCl, не более 10% (NaCl+CaCl2) и 6—8% BaCl2.
Привезенный из цеха электролиза тигель с жидким магнием-сырцом устанавливают в печь, добавляют в него молотый флюс и начинают рафинирование при температуре не ниже 700°. Рафинирование ведут при тщательном перемешивании расплавленного металла с флюсом в течение 20—30 мин. Для перемешивания применяется переносная механическая мешалка. При рафинировании металл перегревается до температуры 750—780°.
По окончании рафинирования металл отстаивается 15 мин.; за это время шлам и флюс полностью отделяются от металла.
K началу разливки металл несколько охлаждается; разливку начинают при температуре не ниже 700°. Во избежание окисления металла в тигле поверхность металла во время плавки присыпают порошкообразным флюсом с добавкой серы.
Иногда приходится рафинировать твердый магний-сырец, отлитый в чушки в цехе электролиза. В этом случае в тигле сначала расплавляют флюс, а затем в него загружают предварительно нагретые чушки сырца: По мере расплавления металла его добавляют до нормальной емкости тигля. На протяжении всей плавки в тигель подсыпают флюс, который предохраняет металл от горения.
Во избежание большого угapa металла расплавление его ведут по возможности интенсивно. После окончания расплавления металла добавляют флюс и ведут рафинирование так, как описано выше.
При плавке и рафинировании магния, в особенности при литье магниевых сплавов в выемных тиглях, часто применяют два флюса: защитный и рафинирующий. Защитный флюс вводят в начале плавки для предохранения металла от окисления. Рафинирующий флюс употребляется для очистки металла, кроме того, он создает на поверхности металла покровный слой в виде корки, предохраняющей металл от окисления во время разливки.
Выход магния (от веса сырца) составляет 95—96%. Расход флюса и электроэнергии, соответственно, 0.05 г и 650 квт*ч на 1 т рафинированного магния.
Разливка магния. Применяют два метода разливки металла после плавки и рафинирования. При плавке в стационарных тиглях готовый металл вычерпывают литейным ковшом, из которого его разливают в изложницы или формы. Этот способ разливки связан с применением ручного труда и допустим только при разливке штучных деталей. При массовом производстве магния или сплавов в виде слитков или чушек следует применять плавку в выемных тиглях с последующей разливкой на разливочном конвейере
Разливочный конвейер (рис. 155) состоит из двух основных частей: поворотного станка и транспортера с установленными на нем изложницами
Рафинирование магния переплавкой с флюсами

Станок внутри футерован огнеупорным кирпичом и имеет устройство для электрического или газового подогрева тигля. Hаклон станка осуществляется с помощью механического или гидравлического привода.
Тигель с готовым к разливке металлом устанавливают в предварительно разогретую шахту станка и закрепляют в нем.
Затем пускают в ход механизм наклона и транспортер. Изложницы конвейера перед началом литья подогревают до 150° электрической печью, установленной под ними.
Скорости наклона станка и движения конвейера подбирают такими, чтобы изложницы наполнялись до необходимой степени и чтобы металл успел затвердеть своевременно.
Ось поворота станка расположена таким образом, чтобы положение струи металла не изменялось при наклоне тигля.
Для предохранения от окисления струю металла и поверхность металла в чушках присыпают серным порошком. Загораясь, сера образует защитную атмосферу из сернистого газа. Можно для указанной дели применять сернистый газ из баллонов или специальных генераторов.
Во время движения конвейера металл в изложницах застывает и в виде чушек выпадает в противоположном конце конвейера.