镁精炼热还原法炼镁

热还原法炼镁(productian of magnesium bythermal reduction process)是指在高温下用还原剂将氧化镁还原成金属镁的镁冶炼方法。第二次世界大战期间，由于镁的需要量骤增，熔盐电解法炼镁生产的镁已不能满足需要，于是热还原法炼镁便发展成为金属镁生产的一种重要方法。

热还原法炼镁方法有皮江法炼镁、半连续硅热法炼镁、波尔扎诺法炼镁、碳热法炼镁及碳化物热法炼镁等 。2100433B

根据对镁质量的要求，可以采用不同的精炼方法。镁的精炼方法主要有镁熔剂精炼、镁沉降精炼、镁真空蒸馏精炼和镁添加难熔金属精炼等。前两种方法主要是脱除粗镁中的非金属氧化物和铁等杂质。后两种方法主要除去金属杂质，用于生产高纯镁。镁精炼产出的精镁通称商品镁 。

常见的金属杂质有镍、钛、铬、铁、铝、硅、铜、锰、锌、钠等。非金属杂质有氯化物、氧化物和氮化物等。这些杂质对金属镁的性能有不良影响，如铁、镍及氯化物等杂质会使镁的耐腐蚀性能变坏，存在于镁中的CaO、SiO₂、Fe₂O₃、MgO等非金属杂质及锰、锌、铝、硅等金属杂质使镁变脆。用镁作还原剂时，这些杂质会降低被还原金属的质量。因此，无论是用熔盐电解法炼镁或热还原法炼镁生产的粗镁都必须经过精炼除去杂质后，才能铸成为商品镁锭 。

镁精炼(refining of magnesium)是指脱出粗镁中的杂质，产出精镁的过程。镁冶炼产出的金属镁被称为粗镁。粗镁中的杂质可分为金属杂质和非金属杂质两类 。

除铋后铅含钙0.03%-0.04%、镁0.04%-0.07%及少量的锌、锑，这些杂质可用氧化精炼，氯化精炼及碱性精炼除去。在这些方法中，以碱性精炼的效果最好。氧化精炼的作业温度为1023-1073K，反应时间4-5h 。

连续蓄热式金属镁精炼炉是指在金属镁精炼炉的余热利用上由间断蓄热改为连续蓄热，这种装置称为热回收泵，它工作时排烟和鼓风同时进行，高温烟气以对流及辐射的方式将热量传递给烟气通道内的蓄热体。同时，被加热的蓄热体将热量迅速传递到低温侧的助燃空气，空气能够很迅速地被加热。

连续蓄热式金属镁精炼炉主要有以下特点：

①换热速率高。高热导率、高黑度的材质、具有极大的换热面积，可实现高风温、低烟温。

②连续工作。连续供风及排烟，不需要换向，炉压稳定、流场及温度场无频繁扰动，为低氧燃烧奠定基础。

③寿命长。抗氧化性能好。

④超强的换热元件结构，运行成本极低、无须维护。

⑤采用比表面积很大的换热元件作为热交换器，便于安装和布置。

⑥高温防腐(抗氧化)、耐磨材料应用于精炼坩埚，有效提高坩埚的使用寿命。

蓄热体如图2所示。

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炉外精炼把传统的炼钢分成两步，第一步叫初炼，在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和主合金化；第二步叫精炼，在真空、惰性气氛或可控气氛下进行脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物变性、微调成分、控制钢水温度等。20世纪60年代以来，各种炉外精炼方法相继出现。全世界这一技术已经得到了飞速发展。

炉外精炼在现代化的钢铁生产流程中已成为一个不可缺少的环节，尤其炉外精炼与连铸相结合，是保证连铸生产顺行，扩大连铸品种，提高铸坯质量的重要手段。

在炼钢生产流程中，采用转炉（或电炉）－炉外精炼－连铸已成为钢厂技术改造的普遍模式。

各种炉外精炼方法的工艺各不相同，其共同的特点是：有一个理想的精炼气氛，如真空、惰性气体或还原性气体；采用电磁力、吹惰性气体搅拌钢水；为补偿精炼过程中的钢水温度降损失，采用电弧、等离子、化学法等加热方法。

与连铸相匹配的钢包精炼，在于提高铸坯质量和保证连铸工艺的稳定性。选择合适的炉外精炼方法是连铸钢水准备，提供合格质量钢水的重要手段，为此结合产品质量要求选择钢包精炼设备应满足以下基本要求：

1.调节钢水温度，达到连铸所要求的浇注温度范围；

2.提高钢水清洁度，特别是减少钢中大型夹杂物的含量；

3.降低钢中气体含量（如氢、氮含量

4.降低钢中有害杂质（如硫、磷）含量；

5.使钢水中温度和成分均匀化，并微调成分使成品钢的化学成分范围非常窄；

6.改变钢中夹杂物的形态和组成，改善钢水的流动性；

7.减轻炼钢炉的冶炼负荷，缩短冶炼周期，提高生产率；

8.钢包精炼炉成为炼钢炉和连铸机之间的一个“缓冲器”平衡两者之间的生产节奏，有利于提高连铸机的生产率。