鎂及鎂合金治煉保護氣體及保護方法研究

馬登民

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

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

1 鎂及鎂合金冶煉保護氣體的特征

在鎂及鎂合金冶煉過程中，其保護氣體主要是使用達到工業(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到96%-99%之間。按照實際要求，適當調(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氣體，有效達到對鎂及鎂合金的保護作用。

2 鎂及鎂合金冶煉保護方法的特征

首先，將達到以工業(yè)純度的二氧化硫和二氧化碳氣體按照比例要求進行混合，從而得到保護氣體。其次，準備好坩堝爐，然后將鎂及鎂合金放入其中并進行加熱。再次，通過加熱便鎂及鎂合金的溫度達到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氣體輸送到熔煉爐中。在一操作始終是在大氣狀態(tài)下進行的，熔煉爐無需密封。在輸送保護氣體的過程中，需要注意必須要將保護氣體輸送到距離鎂及鎂合金表面1-2cm處，保護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，還要注意保護氣體的輸送必須要均勻，每分鐘輸送保護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，輸送進熔煉爐中的保護氣體其平均流量與坩堝表面積之間的比值要進行適當?shù)恼{(diào)整，一般調(diào)整為5-305L/m2。同時，保護氣體輸送位置與鎂及鎂合金熔體之間的距離也需要適當拉大，一般在2-5cm之間。從而使鎂及鎂合金熔體能夠在保護氣體的作用之下，形成一層致密的保護膜，達到良好的阻燃保護作用。

3 科研實驗效果

對鎂及鎂合金保護氣體和保護方法進行多次充分的科研實驗后，能夠有效確保保護氣體比例的科學合理以及準確可靠性，而且能夠保證保護氣體的純度，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方法方面，其工藝較為簡單，容易操作，而且實用性非常好，對鎂及鎂合金也具有較好的保護質(zhì)量，還攻克了氣體保護溫室效應(yīng)難題，對保護生態(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，在對鎂及鎂合金進行熔融的過程中，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)氧化并對其進行有效的阻燃，就成為鎂及鎂合金冶煉工作中的關(guān)鍵性工作。目前，對于鎂及鎂合金的阻燃方法主要有合金元素法、熔劑保護法和氣體保護法。在實際應(yīng)用過程中，合金元素法的局限性較高，不利于廣泛應(yīng)用;溶劑保護法在實際應(yīng)用過程中，往往會使熔體中生成溶劑夾雜，導致熔體的質(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。氣體保護法有效解決了合金元素法及溶劑保護法的缺點，在熔煉過程中還能夠有效降低鎂合金的損耗率，但早期的氣體保護法工藝較為復雜，而且使用的保護氣體也容易對大氣環(huán)境造成污染，因此解決污染問題，成為廣泛應(yīng)用氣體保護法的關(guān)鍵。

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，對氣體保護法的工藝也進行了有效的改進。目前，氣體保護法的工藝已較為簡單實用，為廣泛應(yīng)用奠定了重要的前提條件。而且經(jīng)過改進后，只需要使用二氧化硫、二氧化碳、氮氣以及少量的氧氣，通過按比例混合就能夠?qū)︽V及鎂合金在冶煉過程中實施有效的保護。而且經(jīng)過化學反應(yīng)后，其產(chǎn)生的有害氣體量很少，顯著提高了生態(tài)環(huán)境保護功能。

5 結(jié)束語

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

參考文獻：

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