Производство магния на ОАО «СМЗ»

метки: Магний, Производство, Сырец, Карналлит, Обезвоживание, Втора, Обезводить, Камера

Проектная мощность 4 — 6 тыс.тонн в год.

Основные потребители : Магнитогорский, Нижнетагильский и Новолипецкий металлургические комбинаты.

Россия, производящая 7% стали в мире ( по оценке Международного института чугуна и стали ) имеет огромный внутренний потенциал для потребления соликамских десульфураторов.

Рост производства алюминиевых сплавов может произойти в следствии продолжении госполитики на более глубокую переработку алюминия, в том числе, идущего по толлингу. Рост потребления алюминиевых сплавов ожидается и вследствии дальнейшего осуществления проектов на Самарском и Красноярском алюминиевых заводов по выпуску пищевых емкостей.

АО «СМЗ» планирует в ближайшие годы довести выпуск автомобильных дисков до 100 тыс.штук в год. Потенциальными покупателями являются производители отечественных машин 8 и 9 моделей ВАЗа, «Москвич 2141», «Волга», на которые могут ставиться магниевые колесные диски.

Потребители на внешнем рынке магниевой продукции и их среднегодовое

потребление :

СТРАНЫ ЗАПАДА : Северная Америка — 180 — 190 тыс.тонн/год

Южная Америка — 16 — 20 тыс.тонн/год

Западная Европа — 80 — 90 тыс.тонн/год

Азия + Океания — 45 — 50 тыс.тонн/год

Африка + Ближний Восток 5 — 8 тыс.тонн/год

ЕВРОПЫ : Венгрия, Болгария, Румыния, Чехия, Словакия

КИТАЙ — 25 -30 тыс.тонн/год

ОАО «СМЗ» заключил контракты на поставку магния и сплавов для обеспечения венгерских предприятий в количестве 4000 тонн.

Около 500 тонн ежегодно потребляется Болгарией, около 1000 — Польшей.

После выхода из кризиса ожидается рост потребления в Румынии до уровня не ниже

3000 тонн, не менее 2000 тонн Чехией и Словакией. Потребление магния в этом регионе в 2000-2005 гг., оценивается в количестве 15-20 тыс.тонн/год.

Требования, предъявляемые к качеству готового продукта.

ГОСТ 804-93

3. Описание технологического процесса получения готового продукта

Описание принципиальной схемы магниевого производства 1. Обезвоживание сырья (производство безводного карналлита).

Обезвоживание карналлита идет в две стадии: 1.1. Первая стадия обезвоживания в печи кипящего слоя. В качестве топочного газа используется смесь природного газа и воздуха.

98-200°С

Тенденция развития производства и потребления магния

... титану и магнию и сложилась, в-основном, потребления и распределение магния по отраслям. Колебания в потреблении по отраслям, ... года состоялся пуск магниевого цеха Опытного магниево-алюминиевого завода в Ленинграде. После строительства Днепровского ( ... сплавов (апрель - май 1936 г). С 1957 по 1973 гг. на заводе существовало производство магниевых порошков. В 1972-1973 гг была создана и пущена в работу ...

КС1

• MgCl ₂

• 6Н₂ О-> КС1

• MgCl₂

• 2Н₂ О + 4Н₂ О,

550-850°С

КС1

• MgCl2
• 2Н2О-> КС1
• MgCl2 + 2H2О

Обогащенный карналлит в полувагонах поступает на склад карналлита массой не менее 1200т. Мостовым грейферным краном карналлит загружается из траншеи в приемный бункер, (масса вмещающегося обогащенного карналлита не более 12 т), и из него пластинчатым питателем и системой ленточных транспортеров подается в расходные бункера печей КС, откуда скребковыми питателями подается в печь КС для обезвоживания. В печь КС обогащенный карналлит подается с размерами частиц (25+5) мм.

По мере продвижения карналлита по камерам печи происходит обезвоживание его за счет тепла топочных газов.

Процесс обезвоживания идет в три стадии:

1. в первой камере происходит удаление гигроскопической влаги и

   нагревание материала;

2. во второй камере шестиводный карналлит обезвоживается до

   двухводного;

3. в третьей камере двухводный карналлит обезвоживается до

значения массовой доли воды 2-5%.

Обезвоженный карналлит выгружается из печей в скребковые транспортеры и элеватором подается в силоса для складирования, транспортерами подается на вторую стадию обезвоживания в отделение печей СКН и хлораторов, или с помощью камерных питателей в силоса.

Общая масса вмещающегося обезвоженного карналлита в силоса не более 4800 т.

1.2. Вторая стадия обезвоживания осуществляется в хлораторе. В хлораторе обезвоженный карналлит плавится из него удаляются остатки воды. Массовая доля оксида магния сокращается до одного процента и менее. В результате получается безводный карналлит по формуле:

MgOHCl + С1 ₂ + С = MgCl ₂ + НС1+СО ₂

MgO + С1 ₂ + С = MgCl₂ + СО₂

Обезвоживание карналлита производится в хлораторах. В хлораторах одновременно с обезвоживанием осуществляется хлорирование окиси магния, образующейся в результате гидролиза хлористого магния.

Обезвоженный карналлит, получаемый на первой стадии обезвоживания в агрегатах печей обезвоживания транспортируется скребковыми транспортерами, расположенными в транспортной галерее, связывающей силоса для хранения обезвоженного карналлита с отделением второй стадии обезвоживания. Из транспортеров карналлит пересыпается по течкам в бункера, установленные над каждым агрегатом, откуда с помощью винтовых питателей загружается в плавильники хлораторов.

Хлоратор состоит из трех основных узлов: плавильника, служащего для расплавления обезвоженного карналлита (а в хлораторах, работающих с реакторами НС1. также для хлорирования продуктов гидролиза), хлорирующих камер, служащих для прогрева расплавленного карналлита и хлорирования окиси магния, миксера, предназначенные для накопления и осветления расплава

Обезвоженный карналлит расплавляется и окончательно обезвоживается за счет тепла, выделяющегося при протекании электрического тока через расплав. Из плавильника расплав через преточный канал поступает в первую хлорирующую камеру. В средней стенке, разделяющей хлорирующие камеры, имеются два вертикальных канала. По одному из них расплав перетекает из первой камеры в другую, по другому каналу- из второй камеры в миксер. Из второй хлорирующей камеры расплав с массовой долей оксида магния не более 2,5% самотеком поступает в миксер хлоратора, где происходит отстаивание взвешенных в расплаве оксида магния, диоксида титана и других твердых примесей. Осветленный расплав через летку сливного устройства выпускается в ковши, установленные на электрокарах или другой вид транспорта и транспортируется в цех электролиза магния.

Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь

... Бюсси. Основной способ получения магния - электролиз расплавленного карналлита или MgCl 2 . Металлический магний имеет важное значение для народного хозяйства. Он используется при изготовлении сверхлегких сплавов для авиационной и ракетной ...

2. Электролиз

На следующей стадии магний-сырец получают электролитическим способом. Процесс идет в электролизерах. Сырьем служит безводный карналлит и (или) хлорид магния титанового производства. Процесс осуществляется в электролизерах. В качестве рабочего электролита применяется расплав смеси хлоридов магния, калия, натрия и кальция.

Особенностью, используемой при получения магния из хлоридных расплавов, является разная плотность электролита и магния. Плотность электролита больше плотности магния. Благодаря этому, магний всплывает на поверхность.

В расплаве хлорид магния диссоциирует с образованием ионовб

MgCl ₂ -Mg²⁺ +2Cl-

При прохождении постоянного электрического тока через электролит ионы направленное движение. Положительно заряженные катионы магния направляются к отрицательно заряженному катоду и, разряжаясь, переходят в магний металлический. Отрицательно заражение анионы хлора, разряжаясь на аноде с потерей электрона, превращаются в газообразный хлор.

Газообразный хлор в виде пузырьков с поверхности анода поднимается через слой электролита и собирается в анодном пространстве, откуда его непрерывно отсасывают. Находящиеся в сырье примеси, а также продукты гидролиза осаждаются на подину в виде шлама, который периодически выводят.

При использовании карналлитового сырья в электролизере быстро накапливаются балластные соли в виде отработанного электролита или шламоэлектролитной смеси (ШЭС), которую периодически удаляют из электролизера. ШЭС используют в производстве удобрений и противогололедного материала.

Магний-сырец с поверхности электролита извлекают вакуум- ковшом

и на электрокаре доставляют в литейное отделение либо отправляют в химико-металлургический цех для использования в процессе получения титановой губки.

3. Производство товарного магния и сплавов

Для приготовления товарного магния и сплавов на его основе используют магний-сырец. Полученный электролитическим методом, он содержит ряд неметаллических и металлических примесей, которые отрицательно влияют на свойства магния.

В литейном отделении магний-сырец сливают в печь непрерывного рафинирования ПНР или в тигель, в зависимости от того, какой конечный продукт нам требуется получить.

3.1. Получение первичного магния Мг-90 в печи непрерывного

рафинирования

Приготовление магния первичного сводится к процессу очистки магния-сырца от примесей посредством отстаивания металла в ПНР.

3.2. Получение Мг-95 в тигле

Для снижения содержания примесей магний-сырец подвергают рафинированию — плавки металла в тигле с добавлением флюса. Химическое действие флюса заключается в том, что щелочные металлы переходят в виде хлоридов в флюс, а нитриды и другие неметаллические примеси осаждаются на дно тигля.

3.3. Производство магниевых сплавов в тигле.

Для приготовления сплавов в тигель загружаются навески шихтовых металлов- алюминия, цинка и других, а также флюсы.

3.4. Розлив первичного магния и сплавов на конвейере

Переработка магния-сырца начинается с его заливки из вакуум-ковша

в рафинированную камеру колокола печи, при этом верхний слой расплава магния, уже свободный от примесей, перекачивается в литейную камеру электромагнитным насосом и разливается в изложницы.

Оксидная пленка удаляется с каждого слитка механически. Молодая сера используется для предотвращения окисления поверхности слитков.

Затем производится механическое клеймение чушек. Все чушки проходят визуальный контроль.

Магниевые протекторы льются вручную либо механически как в водоохлаждаемые, так и неохлаждаемые формы.

4. Выявление основных факторов и параметров, характеризующих потребительскую ценность продукции. Определение ограничений, накладываемых технологией.

Дополнительное охлаждение анодных блоков, вследствие Т анодов уменьшается, следовательно меньше расход графита, => увеличивается срок службы анодов с 27 до 39 месяцев, => увеличивается мощность с 25689 т. (мг-сырца/год) до 27177 т. (мг-сырца/год).

1. Таблица 1

Ключевые факторы	Параметры продукции опред. велич.примеси – 0,001%	Примечания
Количество Mg	Mg – не < 99,9% Fe – не > 0,04% St – не > 0,009% Ni – не > 0,001% Cu – не > 0,004% ∆e – не > 0,002% Mn – не > 0,003%	ГОСТ 804-93

Ключевой фактор продукции, количество параметров продукции – это показатели качества. Для выяснения основных факторов и параметров продукции создаваемых на базе действующих технологий заполняем таблицу 1.

2.при проведении обратного анализа, указывают ограничения по улучшению параметров, которая накладывает действующая технология.

Таблица2

параметры		Ключевые факторы		Необходимый Ур.		-\\-
наименование	Направ,предел.изм	наименование	Направ,предел.изм.	параметры	факторы
Mg Fe – St – Ni – Cu – ∆e – Mn –	не < 99,9% не > 0,04% не > 0,009% не >0,001% не >0,004% не >0,002% не >0,003%	Кач. Mg	ГОСТ	не< 99	ГОСТ
↑ срока службы анодов	↑ с 27 до 39 месяцев	↑ мощности	↑ с 25689 т. до 27177 т.	39 мес.	27177т/mg-сырца

Таблица 3

параметр	Предел изменения 2-го параметра	Факторы огранич. Техн.		Возм. альтернативные применения			предложение
		Наименование	Вел.огран.	наименование	Предел огран.	Пробема
1	2	3	4	5	6	7	8
↑ срока службы анодов	Не < 39 мес.	мощность	25689	Увеличение нагрузки на электролизер	-\\-	Уменьшение выхода по току => ↑ энерго- затраты	Принудительное охлаждение анода