铝硅合金热法炼镁的研究

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1、铝硅合金热法炼镁的研究铝硅合金热法炼镁的研究张晓明、姚广春、郭清富、张东峰、柳晓梅（东北大学辽宁沈阳１１０００６）摘要：介绍了以铝硅合金作还原剂的热法炼镁实验室试验结果。试验是利用每次加炉料９０ｇ的小还原罐进行的。为了对比，还进行了以硅铁作还原剂的热法炼镁试验。试验结果表明，以铝硅合金作为还原剂炼镁可以提高镁的还原率１０％～２０％，缩短反应时间左右，降低反应温度约４０℃。关键词：铝硅合金白云石热法炼镁为了提高镁的还原率，降低反应温度，舒勇华等〔１〕曾研究了用铝粉为还原剂的热法炼镁，有的工厂还进行过在硅铁中添加铝粉，作还

2、原剂的热法炼镁的试验，都取得了较好的效果。由于铝粉的价格较高以及其它方面的原因，这些试验研究结果尚没有在工业上应用。我们进行了以电热法生产的粗铝硅合金作还原剂的热法炼镁的实验室试验，取得了较好的试验结果。电热法生产的粗铝硅合金在成分上，与用铝粉和硅粉混合成的复合还原剂相似，但是在性能上却不同。在铝硅合金中，铝是以ＡｌＳｉ共熔体存在，在反应时，铝、硅全部呈液态，可以同时还原氧化镁。而在铝粉与硅铁粉混合成的复合还原剂中，铝、硅单独存在。反应时，铝粉活泼，先与氧化镁反应，且在较低的温度下即反应；而硅活性差，后反应，并且需要较

3、高的反应温度。电热法生产的粗铝硅合金，当铝含量在55％以下时，较脆，容易磨粉。本试验将含铝44.55％，含硅41.23％的粗铝硅合金，用小球磨机磨成全部过80目的粉。由于铝以ＡｌＳｉ共熔体存在，铝的活性降低，在磨粉过程中没有发现磨料温度升高，没有发现着火现象。如果电热生产的粗铝硅合金，在出炉后淋水急骤冷却，可以碎裂成细小颗粒，磨粉更方便。１试验方法１.１原料本试验采用的原料为白云石、菱镁矿、在１１５０℃下煅烧４０分钟。煅后白云石、菱镁矿、铝硅合金、硅铁全部磨成小于８０目粒度的粉。各种原料的化学成分如下：煅后白云石：Mg

4、O39.51％，CaO58.12％，Al2O30.16％，SiO22.21％。苛性菱镁矿：MgO98％，CaO1％，SiO21％。铝硅合金：Al44.55％，Si41.23％，Fe9.23％。硅铁合金：Si71.4％。在以铝硅合金为还原剂的炼镁试验中，添加MgO，原料为煅后白云石，苛性菱镁矿、铝硅合金。在以硅铁为还原剂的炼镁试验中，添加氧化钙，原料为煅后白云石、氧化钙、硅铁和萤石。１．２配料以铝硅合金为还原剂的炼镁试验的炉料成分见表１。以硅铁合金为还原剂的炼镁试验的炉料成分见表２。为了加速反应，添加萤石（CaF2）。表

5、１铝硅合金热法炼镁试验的炉料成分，％配料１配料２配料３煅后白云石７６３１７５８５７５５１苛性菱镁矿７２４７２０７１７铝硅合金１６４５１６９５１７３２表２铝铁合金热法炼镁试验的炉料成分，％配料１配料２配料３煅后白云石８２４７８１４７８０５０硅铁合金１５５３１５６６１５７８氧化钙０８６１７２萤石２００２００２００１．３制团将各种原料混合均匀后，在制团机上压制成Φ２０ｍｍ的棒状团块。对制好的团块，再用天平准确称取９０ｇ，作为每次试验的炉料。１．４还原反应将称量好的团块料装入不锈钢还原罐

6、中，抽真空。当炉温达到一定温度后，把还原罐放入电炉中，调整炉温到设定温度，达到反应时间后取出还原罐冷却，然后取出结晶器，称重镁量。２试验结果２．１以铝硅合金为还原剂的试验结果我们选用Ｌ９（３４）正交表安排试验，各因子水平列在表３中。表３因子水平表因子水平Ａ．还原温度℃Ｂ．还原时间ｈＣ．制团压力ＭＰａＤ．铝硅合金过量系数，％１１１００２０２０－３２１１４０２５２５０３１１８０３０３０＋３试验及数据处理结果列在表４中。由表４中的极差分析结果可以看出，影响金属镁还原率的各因素主次顺序依次为还原温度、还原时间、还原剂（铝

7、硅合金）过量系数、制团压力。由表４中的数据总结出各因素与镁还原率的关系曲线绘示在图１中。表４试验及数据处理结果序号水平组合试验条件还原温度，℃还原时间，ｈ制团压力，ＭＰａ铝硅粉过量系数，％镁还原率％料镁比１Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ２１１４０２５３０３７９４７５６６２Ａ２Ｂ３Ｃ２Ｄ３１１４０３２５－３８４５９５２６３Ａ２Ｂ１Ｃ１Ｄ１１１４０２２００７１１５６２９４Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ１１１００２５２５０７０１６６３８５Ａ１Ｂ３Ｃ１Ｄ２１１００３２０３７８２２５７５６Ａ１Ｂ１Ｃ３Ｄ３１１００２３０－３７０９９６

8、２７７Ａ３Ｂ２Ｃ１Ｄ３１１８０２５２０－３８２６２５３９８Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ１１１８０３３００８３８４５３４９Ａ３Ｂ１Ｃ２Ｄ２１１８０２２５３８３７２５３７ⅠⅡⅢ２３５２１２１９３７２５０１８２３２２５２４６６５２２５８６２３４３０２３８４７２３１９９２４１４１２３８２０２２５１５Ｋ１Ｋ２Ｋ３７８