氧化鎂在金屬冶煉過程中是如何調(diào)節(jié)金屬性能的?
氧化鎂主要通過凈化金屬熔體除雜、調(diào)控冶煉體系狀態(tài)、優(yōu)化金屬微觀結(jié)構(gòu)這三類核心方式調(diào)節(jié)金屬性能,適配鋼鐵、硅鋼、鋁鎂合金等多種金屬及合金的冶煉場景,以此提升金屬的力學、磁學、耐腐蝕等關(guān)鍵性能,具體調(diào)節(jié)方式如下:
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凈化熔體除雜,夯實金屬基礎(chǔ)性能
去除有害元素,避免性能缺陷:氧化鎂呈堿性,在鋼鐵、不銹鋼冶煉中,可與硫、磷等有害元素反應(yīng)生成MgS、磷酸鎂等穩(wěn)定化合物,這些化合物會融入爐渣被分離,能避免硫?qū)е碌慕饘贌岽嘈浴⒘滓l(fā)的冷脆性,讓鋼材的抗拉強度和韌性顯著提升。在鋁合金冶煉時,它還能與硅等雜質(zhì)反應(yīng)形成易分離的爐渣,在鎂合金中則可吸附非金屬夾雜物,像航空用鎂合金經(jīng)其處理后,純度能從99.5%提升至99.95%,有效保障了合金的強度。
隔絕空氣防氧化,減少金屬損耗:在鎂合金、鋁合金等易氧化金屬的熔煉中,氧化鎂可作為覆蓋劑在金屬液表面形成致密保護膜,隔絕空氣以防止金屬氧化燃燒。而在電解鋁生產(chǎn)中,它還能防止鋁液吸氣和氧化,減少金屬燒損的同時,保障鋁的純度,進而提升鋁制品的加工性能和使用壽命。
調(diào)控冶煉體系,優(yōu)化金屬工藝與使用性能
調(diào)節(jié)電解質(zhì)狀態(tài),降低能耗并提質(zhì):在電解鋁生產(chǎn)中,添加適量氧化鎂能調(diào)節(jié)電解質(zhì)成分與性質(zhì),降低電解質(zhì)的初晶溫度,不僅能提高電流效率、減少能源消耗,還能形成更穩(wěn)定的電解質(zhì)體系,減少鋁內(nèi)部雜質(zhì)含量。在拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時,它可與鋁土礦中硅形成的硅酸鈉反應(yīng)生成難溶沉淀,減少硅的干擾,使氧化鋁溶出率提高5%-8%,間接保障后續(xù)鋁冶煉的效率和質(zhì)量。
改善爐渣性能,保障冶煉穩(wěn)定:不銹鋼冶煉時,氧化鎂能提高爐渣堿度,既避免酸性爐渣侵蝕堿性爐襯,又能讓爐渣更高效地吸附硅酸鹽等雜質(zhì)。在高爐冶煉中,它還能調(diào)節(jié)爐渣流動性,避免爐渣過黏導致排渣困難,促進爐渣與金屬熔體分離,減少金屬損耗,保障金屬成分均勻性。
優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu),針對性提升特種金屬性能
氧化鎂在取向硅鋼冶煉加工中,對其磁性能的調(diào)節(jié)作用尤為關(guān)鍵。在硅鋼高溫退火時,氧化鎂噴涂在鋼板表面形成隔離涂層,能防止鋼片粘連,同時與硅鋼表面的硅、鐵氧化物反應(yīng)生成玻璃化涂層。該涂層可抑制非Goss晶粒生長,促進Goss晶粒擇優(yōu)取向生長,而Goss晶粒的有序排列是硅鋼具備優(yōu)良磁性能的核心。最終經(jīng)其調(diào)節(jié),硅鋼的磁感增強、鐵損降低,能更好地適配電機、變壓器等對磁性能要求高的場景。此外,這層隔離涂層還能緩沖熱應(yīng)力,防止硅鋼熱變形,保障鋼板尺寸和平整性,提升后續(xù)加工的穩(wěn)定性。
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