镁合金的危害及防护

　　摘要：介绍了镁合金的危害及防护原理,对镁合金压铸过程中的个人防护、熔炼安全、压铸安全做了说明，介绍了镁合金压铸厂房布置要点及一般镁合金安全事故处理的程序及方法。

　　近年来，镁合金压铸在国内发展很快，但是由于镁合金有别于锌、铝合金，性质比较活泼，易燃易爆，且国内大多厂家对镁合金压铸的经验不多，尤其是在安全方面。因此，在进入镁合金压铸之前有所顾虑。本文试从人、设备、厂房布置及事故处理几方面总结镁合金压铸安全方面的一般程序及方法。

　　1、镁合金的危害及防护原理

　　镁在高温下可与多种物质发生放热反应。

　　镁在高温下与氧气发生反应，生成MgO，并有白光及热量产生。

　　2Mg+O2=2MgO

　　镁在高温下与水发生反应，生成氢气，同时产生氢爆。

　　Mg+H2O=MgO+H2 2H2+O2=2H2O

　　镁与铁锈在高温下发生反应，并产生大量的热

　　3Mg+Fe2O3=3 MgO+2Fe

　　但在常温下，镁是安全的，与水和氧气也不会发生反应。传统上，镁合金压铸在熔炼时采用覆盖剂覆盖在镁液表面，但这种方法影响镁液的质量，易产生夹渣，现在已很少采用。现在的镁合金压铸一般采用SF6\CO2\N2气体保护。保护的机理是在镁液表面形成一层连续的致密保护膜，阻止镁液与氧气的接触和进一步氧化。因此，镁合金的防护要点即是阻止镁在高温下与含氧物质，如氧气、水、铁锈的接触。

　　2、压铸生产安全
　　2.1、镁合金压铸过程中的安全涉及个人防护、熔炼安全、压铸安全。作业者的个人防护是从事镁合金压铸的基本条件，一般情况下，下面的防护装备是镁合金压铸人员的基本保护用品：

　　(1) 工作服

　　(2) 安全帽

　　(3) 防护面罩

　　(4) 隔热石棉手套

　　(5) 防火衣裤(耐热700℃以上)

　　(6) 安全鞋

　　操作人员在进行作业以前，一定要按上述要求穿戴防护用品，未穿戴防护用品的人员不要靠近作业区域，不能进行操作。

　　2.2、镁合金的熔炼是生产中的重要环节，也是镁合金压铸中安全的关键环节。镁合金熔炉不能使用含镍的不锈钢，同样熔炼工具也不可使用含镍的不锈钢。炉体最好有双层结构的设计，当内层坩锅破裂时，镁液可流到内外层之间的夹层中，同时报警停止加热，使熔化的镁液不至流到外面造成危险。要经常检查炉子有无锈蚀，如有锈蚀应及时清理.坩锅使用前必须经过煤油渗透及X射线检验，证明没有缺陷才能使用。坩锅每半年至少要吊出炉外全面检查一次，当壁厚为原来一半时，停止使用。小的孔洞及锈蚀可以清理后补焊使用，不过一定要经过检查。镁压铸时熔炉镁液面随加料周期少量升降，液面与坩锅壁面的交界上方受到高温镁液和SF6保护气体的轮番浸蚀腐蚀，易于发生腐蚀斑坑，应注意定期检查并及时清理补焊;操作中还要注意控制好SF6的浓度，浓度过高会使坩锅迅速腐蚀。镁锭在投入熔炉前，一定要预热到150℃以上,以便去除湿气，使用的料勺等工具，也要预热到150℃以上。熔炉旁要备一有盖的装渣箱，从熔炉里面舀出来的料渣。要放到容器内，并马上盖上密封。熔化现场一般要始终保持有一瓶混和保护气，以备突然停电或其它突发事件时急用。

　　2.3、镁合金压铸生产过程中，最重要的是保持现场的干燥、干净。每次开机前应将模具预热到150℃以上，喷涂时不要喷涂过多的涂料，以免型腔内积水，引起危险。另外冲头及模具的冷却尽量不要用水冷。冲头的冷却可用风冷，模具的加热及冷却一般用耐高温油，如果用水冷，要经常检查管路接口，避免漏水。镁合金压铸冲头速度也比铝合金压铸的高，为避免飞料伤人，有时在模具上分型面部位加装飞料挡板，压铸时前后安全门一定要关闭，操作者严禁站在分型面上。生产现场的废料必须及时清理，可以装在干燥的不燃容器内。飞料及粉尘也要及时清理。从各国镁压铸工厂以往实际所发生的起火事故来看，50%以上均由镁粉尘、废料的处理如清理和存放问题所导致，部分发生在加工环节，在熔炼环节产生的事故约占10%左右。

　　3、厂房布置及事故处理

　　镁合金压铸车间除和普通压铸车间一样要求通风良好外，还对防火、防水有更严格的要求。车间建筑要用不可燃材料建成，地板的材料也要不吸水、耐热。屋顶抽风机不要设置在熔化炉的上方附近，以防漏雨。压铸现场必须清洁，不允许有任何积水、油污存在，并有良好的通风、排气条件。镁合金锭要存放在阴凉、干燥、通风的库房中，熔炼现场不宜存放过多的镁锭。镁合金的水口料、废料也应放在不燃的容器内单独存放。压铸机主机及熔炉的电力、燃料、冷却水、气体等供给应有远端控制，以备意外发生时可以关掉。如果打磨区设置在车间内，一般要配置湿式吸尘器。车间应划出紧急通道并随时保证畅通。

　　用于镁合金的灭火剂有干沙、覆盖剂、D级灭火器，这些灭火器材应放置在醒目的地方且便于现场紧急使用，干沙及覆盖剂要存放在容器内预防潮湿，并要经常检查。镁合金由于在燃烧时有耀眼的白光， 以及有烟产生，看似可怕，其实镁合金的燃烧热只有汽油的一半。如果是现场有少量的镁燃烧，可迅速铲起，放入集渣箱内盖起，或者转移至空旷地方。如果镁液流散或无法铲起，则迅速洒干沙或覆盖剂覆盖，要均匀地洒在燃烧的镁上。当发现镁合金炉内有白烟时，可加大保护气体SF6的流量，清理液面的氧化渣，如果仍不能制止，可投入几锭预热过的镁锭，以迅速降低镁液温度。当发现镁液面燃烧时，要迅速关闭加热系统，同时加大保护气体SF6的流量，并在镁液表面洒入覆盖剂。D级灭火器非在必要时尽量不用，因为其价格昂贵且加压的气体容易把火吹散。炉外的镁合金灭火大多采用干砂覆盖扑灭较好。

　　镁压铸时熔炉坩锅的腐蚀锈蚀是难以完全避免的，万一发生坩锅破裂泄漏的时处理方法如下：当发现坩锅泄漏时，要沉着，首先要迅速切断电源，然后穿戴防护用具，由泄汤口的流量判断泄漏程度，作出不同的处理。如果泄汤口没有镁液流出，可立即将覆盖剂大量丢入炉中及盛汤皿中，然后用干燥的勺子从炉中舀出一些镁液，接着放入几锭预热过的镁锭，使坩锅内的镁液尽快凝固;如果流出的镁液不多，则立即将覆盖剂大量丢入炉中及盛汤皿中，在盛汤皿尚未满之前尽快用勺子将炉内的镁液舀出一部份，然后连续丢入镁锭，使镁液快速凝固;如果流出的镁量大，这时要立刻打开炉盖丢入大量覆盖剂及镁锭，同时盛汤皿中也要放入大量覆盖剂。接着离开现场，从远处观察动静。不过象这样的事故很少发生，关键是要平时按规定做好熔炉的定期的检查及维护，确保防患于未然。

　　4、结语

　　镁合金压铸比锌、铝合金潜在的危险大些，但只要按照正确的操作规范作业，安全问题就不是影响镁合金压铸发展的关键。镁合金压铸生产中的安全要点是保持现场的干燥、干净，严格按照正确的操作规范作业并妥善处理压铸及后加工产生的粉尘、切屑、废料等。使现场作业人员受到良好安全作业训练，并切记不可用水及普通灭火器来扑灭镁合金起火。从生产实践来看，力劲公司的多条镁合金压铸生产线在国内使用以来，均能顺利生产，未有任何安全事故发生。