[01451583]硅热法高性能镁制备工艺过程优化

随着工业的进步，对金属材料的要求越来越大，而且对材料的性能提出了新的要求。镁及镁合金作为一种新型的应用材料，具有密度小、比强度高，强度与质量之比高，具有一定的承载能力；抗电磁干扰；电磁屏蔽性、减震性好以及优良的铸造性能和机械加工性能；导热性能好；易于回收；对环境无污染的独特性能，广泛应用于军用、民用领域的许多方面，正成为继钢铁、铝之后第三大金属工程材料。我国是世界产镁的大国，但生产镁的工厂生产效率低，能耗高，成本高，产品质量一般只能达到国家二级镁（99.90%Mg），所以我国不是产镁强国，这是因为我国皮江法技术在某些方面存在着很多问题和技术落后。本研究旨在利用先进的计算机辅助技术，对硅热法高性能镁制备工艺参数进行优化研究，结合实际锻烧生产，对锻烧进行跟踪试验研究，分析锻烧温度、锻烧时间和白云石的粒度对锻白质量的影响。同时结合实际的配料、压球生产，进行现场生产的配料、压球跟踪试验研究，获得生产数据，引入Matlba人工神经网络建立了配硅比、制球压力与硅利用率及出镁率之间的网络模型，完成了对配硅比和制球压力的优化。同时找出反应温度、反应时间、真空度与生产效率和出镁率的关系，对合理制定工艺参数，节约设计成本，降低生产成本，提高皮江法制镁的质量有重要的经济意义。研究针对炼镁过程的具体工艺，建立一个高效的优化模型，还发展了基于人工神经网络和遗传算法的优化技术，具有重要的科学价值。　　本课题通过严格控制白云石煅烧质量和还原工艺参数的优化，大大提高了生产效率，增加出镁量。在原有每罐的出镁率的基础上，经优化后每罐的出镁率为82.325%，可提高出镁率达11%，按我国原有硅热法炼镁年产量达60万吨，经优化工艺参数后，年产量可达到66.6万吨。同时在生产同样数量产品时缩短了煅烧时间，缩短煅烧达15.6%，燃料消耗量大大减少，如按我国原来生产1吨镁要25000度电（含10吨煤）来算，一年可节约234000万度电（含93.6万吨煤)，成本大大降低，其经济效果十分明显。由国内外制镁工艺的比较可知，随着镁广泛地应用于军用、民用领域的许多方面，我国制镁工艺的优化具有很广阔的应用空间。　　本项目的研究成果的推广实施，可使煅烧时间大大缩短，节省了大量的燃料，在生产同样数量产品时可减少废气的排放量，使生态环境的影响降低，工人的劳动强度也可得到降低，有社会效益十分显著。