Файл: Вяткин И.П. Рафинирование и литье первичного магния.pdf

ПДК более 0,2 мг/м3 необходимо работать в специаль­ ных пневмошлемах и пневмокостюмах.

Р т у т ь и подавляющее большинство ее соединений весьма ядовиты. Жидкий металл при обыкновенной тем­ пературе испаряется и проникает в организм через ды­ хательные пути. Случаи острого отравления ртутью сравнительно редки. В производственных условиях го­ раздо чаще наблюдается хроническое отравление ртутью (меркуриалнзм) при длительном вдыхании малых кон­ центраций паров ртути. Основные симптомы: головная боль, головокружение, сонливость, сменяющаяся бессоницей, слабость, быстрая утомляемость, ослабление па­ мяти, чувство страха, потливость. При работе необходи­ мо надевать противогаз марки Г н соответствующую спецодежду, которую следует регулярно чистить. Уно­ сить спецодежду домой запрещается. Допустимая кон­ центрация 0,01 мг/м3. Места работы с ртутью и ее соеди­

мо от мест возможного его испарения производить спе­ циальные отсосы. Обязательна защита рук во избежа­

свинец и мышьяк. Поражает центральную нервную си­ стему, желудочно-кишечный тракт и кожу. ПДК таллия 0,01 мг/м3. Необходима максимальная герметизация оборудования, на котором производят плавку и разлив­ ку сплавов, содержащих таллий.

ками— может вызвать раздражение кожи вплоть до об­ разования дерматитов и катары дыхательных путей.

Х л о р и с т ы й б а р и й при попадании внутрь организма действует на органы дыхания и пищеварения, вызывая слюнотечение, жжение во рту и пищеводе, боли в же­ лудке, паралич. Токсические дозы 0,2—0,5 г; при приеме внутрь вызывает отравление, смертельная доза 0,8— 0,9 г. Защитные средства при работе с хлористым ба­ рием: респираторы и противогазы.

180

П о р а з і с е н и е э л е к т р и ч е с к и м т о к о м . .

Печи, применяемые на литейном переделе магниевых заводов, — в основном с электрическим обогревом. По­ этому возможно поражение обслуживающего персонала электрическим током. Он вызывает механическое по­ вреждение тканей, ожоги, поражение центральной нерв­ ной системы, оказывает электрохимическое воздействие на кровь. Ток силой 0,05 А и выше опасен, а ток 0,11 А и выше смертелен. Безопасно в сухом открытом помеще­ нии напряжение не выше 36 В, во влажных и закрытых сосудах — не выше 12 В.

Работники литейных цехов должны хорошо знать ме­ ры по оказанию первой помощи при поражении электри­ ческим током — освобождение от тока и проведение ис­ кусственного дыхания — и уметь применять их.

3.ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ВНОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

Со л я н ы е п е ч и . Поскольку в состав электролита, печи

для непрерывного рафинирования магния входят хло­ ристые соли, при обслуживании печи следует соблюдать все меры предосторожности, предусмотренные при рабо­ те с расплавленными солями. Кроме того, в состав элек­ тролита входит хлористый барий, что заставляет значи­ тельно ужесточить требования по соблюдению правил использования промышленных противогазов.

Работы по пуску, остановке печи, а также по замене колокола необходимо выполнять только по наряду-допу­ ску в связи с совокупностью различных факторов: вы­ сокой температуры, загазованности, большой глубины печи и наличия в ней 10—20 т расплавленной соли.

Все аппараты в литейном отделении заземлены. По­ этому во избежание короткого замыкания и перегора­ ния троса мостового крана (при выполнении всех опе­ раций с применением мостового крана) печь необходи­ мо отключать. Исключением является разделительный миксер поточной системы, располагающийся в электро­ лизном цехе. В этом случае требуется соблюдать прави­ ла, предусмотренные при работе с электролизерами, т. е. миксер должен быть тщательно изолирован от земли.

Аварийные ситуации при эксплуатации печей могут возникать при попадании воды из сальников водоохлаж-

181

Даемых электродов в электролит, а также при выходе магния из-под колокола вследствие разрушения колоко­ ла либо из-за перелива магния.

При тщательной герметичности под колоколом про­ исходит накопление водорода над магнием. Внезапное открытие герметичной крышки колокола приводит к по­ ступлению воздуха в зону над металлом и возникнове­ нию гремучей смеси. Поэтому наиболее приемлемым решением в данном случае следует считать не гермети­ зацию пространства над металлом, а защиту магния от окисления путем подачи нейтрального газа. Исключи­ тельное внимание следует уделять прочности свода печи.

Т р а н с п о р т и р о в к а м а г н и я с помощью электромагнит­ ных насосов. После включения устройств для разогрева трубопровода и начала транспортировки по нему маг­ ния должно пройти определенное время для полного ис­ парения всей влаги, находящейся внутри трубопровода. Особое внимание следует уделять прочности сварных швов активной зоны насоса и напорного трубопровода, так как при возникновении отверстия возможен ожог вытекающим из него жидким магнием.

При транспортировке магния электромагнитными на­ сосами наиболее опасной операцией является подсос магния в трубопровод с помощью вакуума.

пичностью, поэтому перед загрузкой в магний его сле­ дует подогревать. Однако сильный нагрев, особенно мелкоизмельченного флюса, может вызвать его самовозго­ рание.

Загрузку крупных кусков флюса следует производить осторожно во избежание выброса металла.

Из-за высокой активности низших хлоридов титана и взаимодействия их с железом тигля может произойти преждевременное прогорание тигля.

Разливка магния высокой чистоты в чушки сопро­ вождается сильным его горением ослепительным пламе­ нем в зоне заливки в изложницу. Поэтому при разлив­ ке следует использовать светозащитные очки.

Р а з л и в к а м а г н и я в и з л о ж н и ц ы . При конвейерной разливке металла в чугунные изложницы необходимо своевременно открывать воду для охлаждения излож­ ниц. Как правило, воду, точка подачи которой располо­ жена на нижней ветви ленты в зоне выпадения чушек,

182

начинают подавать после одного оборота ленты (после длительного перерыва в литье). Преждевременная по­ дача воды на непрогретую изложницу может привести к выбросу металла при заливке его в эту изложницу. По этой же причине изложницу перед заливкой метал­ ла надо нагреть до 120—150° С, что гарантирует отсут­ ствие в ней влаги.

При разливке магния или сплавов из тигля путем его наклона очень часто шлам со дна тигля попадает в изложницу. В этом случае разливку надо прекратить и шлам из изложницы удалить, иначе из-за гигроскопич­ ности шлама, в состав которого входят хлористые соли, также возможен «выброс» металла из изложницы.

При проектировании водоохлаждаемых изложниц необходимо обязательно учитывать, что точка ввода во­ ды в изложницу должна быть расположена в самой нижней ее части, а точка выхода — в самой верхней. Ес­ ли не выполнять это требование, то в полости, предна­ значенной для воды, возможно образование паровых пробок, резкое повышение давления внутри изложницы и разрыв стенки изложницы.

Поскольку водоохлаждаемые изложницы выполняют сварными, при их проектировании и изготовлении сле­ дует исключить возможность контакта магния и воды. При эксплуатации необходимо регулярно проверять прочность сварных швов и стенок изложницы.

Перед заливкой жидкого металла изложницу надо нагреть до температуры не ниже 50—60° С, чтобы ис­ ключить конденсацию влаги из окружающего воздуха на внутренней стенке изложницы.

П р и г о т о в л е н и е и р а з л и в к а с п л а в о в м а г н и я с л и т и е м и р т у т ь ю

При разливке магниеволитиевых сплавов всегда сле­ дует учитывать, что их окисляемость на воздухе зна­ чительно сильнее, чем магниевых сплавов, не содер­ жащих литий, и. самого магния. При извлечении уровне­ мера либо при отборе пробы или проливе металла обра­ зуется огромное количество белого дыма, вероятно оки­ си лития и„ окиси магния, способного значительно уменьшить видимость в промышленном цехе за корот­ кий промежуток времени.

При обработке сплавов на станках возможно заго­ рание стружки. Поэтому инструмент следует соответст­

183

венно затачивать, чтобы исключить трение резца о слиток.

Поскольку в состав некоторых магниевых сплавов входит, ртуть, то на всех этапах и переделах приготов­ ления их следует соблюдать специальные правила, опре­ деляющие условия работы со ртутью.

Следует отметить, что наиболее опасен передел об­ работки готовых слитков (отбор пробы на токарном станке, обдирка и обрезка торцов слитков и пр.). Об­ разующаяся при этом пыль токсична.

Наиболее безопасны приготовление и обработка слит­ ков на герметичном оборудовании.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Работы, выполненные за последние годы на переделе рафинирования и литья титано-магниевых предприятий, можно разделить на три группы:

1.Совершенствование аппаратов и технологии.

2.Повышение качества путем глубокой очистки маг­ ния и сплавов от примесей, в основном от железа.

3.Разработка аппаратуры и технологии производства новых видов продукции.

Ниже даны обобщение и оценка этих работ, а также

указаны наиболее целесообразные, по мнению авторов, направления дальнейшего развития литейного передела.

Внедренные литейные комплексы по рафинированию и литью магния, состоящие из печей большой емкости, электромагнитных насосов и литейных конвейеров, явля­ ются основой для создания единой поточной механизиро­ ванной линии по выпуску товарного магния.

Технико-экономические показатели работы печей с со­ левым обогревом и с погружными нагревателями — го­ ловных агрегатов комплексов — близки между собой. Однако, на наш взгляд, более перспективными являются печи с солевым обогревом, достоинства которого общеиз­ вестны. Это подтверждается и возникновением за послед­ ние годы новых конструкций печей с применением соле­ вого обогрева. Расширились и сферы применения этих печей: кроме передела рафинирования магния, печи-мик­ серы осваивают на переделе подготовки восстановителя при производстве титана, предполагается их применение для приготовления магниевых сплавов,

184

Важным моментом в развитии литейного передела явилось внедрение электромагнитных насосов для раз­ ливки магния в чушки. На различных заводах успешно работают два типа насосов — коидукционные и индукци­ онные. Простота обслуживания, малые габариты и масса позволяют говорить о предпочтительности применения кондукционных насосов, несмотря на несколько больший расход электроэнергии и необходимость в дополнитель­ ном оборудовании. Дальнейшее совершенствование этих насосов должно идти в направлении создания погружно­ го варианта кондукционного насоса, предназначенного для разливки чушек и изделий.

Внедрение электромагнитных насосов при разливке магния является только первым шагом по внедрению МГД-техники в титано-магниевую промышленность. Од­ ним из главных направлений при этом является, по на­ шему мнению, применение МГД-устройств для транспор­ тировки жидкого магния и расплавленных солей на боль­ шие расстояния.

До 1960 г. промышленность выпускала магний и спла­ вы в чушках массой 2,5 кг. Использование чушек 8±1 кг улучшило технико-экономические показатели передела. В настоящее время возникли необходимые условия для дальнейшего повышения массы чушки: промышленность, производящая деформируемые магниевые и алюминиево­ магниевые сплавы, смогла бы, вероятно, перейти на круп­ ногабаритные чушки, что, кроме улучшения показателей литейного передела, позволило механизировать погру­ зочно-разгрузочные работы у поставщика и у потребите­ ля чушек.

На одном из комбинатов разработана и подготовле­ на к освоению технология отливки в водоохлаждаемую изложницу крупногабаритных чушек магния и сплавов массой 250—300 кг каждая. Установка по отливке таких чушек может быть включена в поточную линию и явится переходной ступенью к производству на магниевых заво­ дах слитков деформируемых сплавов на машинах непре­ рывного литья.

Разработка и внедрение в магниевую промышлен­ ность технологии производства чушковых магния и спла­ вов высокой чистоты позволили при пересмотре ГОСТов ввести новые марки магния. ГОСТ 804—72 на «Магний первичный в чушках» содержит три марки с различным содержанием примесей.

185

ГОСТ 2581—71 на «Сплавы магниевые в чушках» со­ держит четыре сплава повышенной чистоты, наиболее распространенные из которых ММ2ч (МГС-1вч), содер­ жащий 1,5—2,2% Мп, и МА8Цч (МГС-5пч), содержа­ щий, %: 7,5—8,7 А1; 0,3—0,8 Zn; 0,2—0,5 Mn.

Сплав ММ2ч содержит примесей, не более, %: 0,007 А1; 0,005 Si; 0,004 Fe; 0,0015 Ni; 0,002 Cu; 0,005 С1~ £=0,02, а сплав МА8Цч 0,06 Si; 0,005 Fe; 0,001 Ni; 0,02 Cu; 0,005 CI--; 2=0,09. В этих сплавах допускается не более 0,02% Ті.

Дальнейшие работы по улучшению качества чушко­ вых магния и сплавов следует вести по пути уменьшения содержания металлических примесей, а также ограниче­ ния содержания неметаллических примесей, таких как водород и кислород.

Что касается новых видов магниевой продукции, то их выпуск предприятиями—производителями магния будет и в дальнейшем экономически оправданным. Так, произ­ водство на одном из комбинатов протекторов для нефте­ газовой и судостроительной промышленности позволило в короткий срок удовлетворить потребность народного хозяйства в этой продукции и явилось экономически вы­ годным для предприятия.

Производство большинства видов протекторов в на­ стоящее время механизировано, ведутся работы по совер­ шенствованию технологии.

При разработке новых видов продукции особое вни­ мание следует уделять выпуску так называемой непере­ плавляемой продукціей — фасонному литью и полуфаб­ рикатам из деформируемых сплавов, а также выпуску сплавов со специальными свойствами, содержащими ред­ коземельные и другие металлы.

186