01、镁合金发生燃烧和爆炸的化学反应机理
镁具有极强的还原性质,能与水、空气、氧化物中的氧发生放热反应并产生燃烧和爆炸。由于镁与水中的氧发生作用,产生氢气释放和放热反应,热量的积聚和释放出来的易燃氢气可以引起燃烧和爆炸。镁块具有热容量大、热量散失快、燃点高的特性。将镁块加热到1123K高温,镁就会燃烧。镁块的温度达到923K(熔点),固体镁块就会熔化,将液态镁继续加热到1373K(沸点),就会有镁蒸气逸出,气体的镁就具有极强的燃烧和爆炸危害性。
由于镁的粉尘、碎屑、轻薄料导热性好、热积聚快,彼此间又不能充分散热,以及它们的表面积大,与氧接触充分(有利于镁与氧发生反应)存在很高的燃烧、爆炸危害性,特别在潮湿的空气中,镁粉能够与水发生反应产生氢气,一旦遇上火星、火花、火焰也会导致迅猛的燃烧和爆炸。
02、镁合金生产的安全
(一)炉料充分预热
凡是装炉的炉料,必须经过充分预热干燥后方可入炉,否则当炉内残存镁合金熔体时,会引起爆炸。最好采用机械化装料,装料时要选用碎料铺底,大块料不要直接碰撞炉底,以延长炉子寿命。
(二)防止坩埚烧穿
坩埚在每次使用前应进行严格的检查,熔炉底部应备有坩埚渗漏时应用的安全装置,万一坩埚烧穿时熔体能顺利地从炉膛内排出而不致燃烧坩埚。装料不得超过其容量的90%,免得操作时溢出。
所有使用的工具,用前必须预热干燥。
(三)严防熔体与水接触
在浇注过程中严防熔体与水接触。如果冷却水落入结晶槽内或熔体渗漏出来与水相遇,将有爆炸危险。熔炼工作场地应保持干燥、整洁、通风良好、道路畅通。地面要用铸铁板铺成,不准使用混凝土。因熔体一旦落到混凝土地面,易与混凝土内所含水分相互作用而引起爆炸。在镁的熔炼及浇注场所应严格注意防水,安放熔炉的地坑内应保证干燥无水,熔炉附近的天窗结构应能防止雨水飘入;不准水管和蒸汽管道在其附近通过;熔炼及浇注合金熔体处的厂房应采用防火墙并与车间其他部分隔开。镁合金生产厂房中应禁止烟火。
(四)严禁用水灭火
在任何情况下都要严禁用水灭火。一般的泡沫、干粉或二氧化碳等类型灭火剂也扑不灭镁的燃烧,使用这些灭火剂只能加速镁的燃烧并引起爆炸。只能使用熔炼镁合金熔剂,如粉状光卤石等专用灭火剂灭火。
03、镁合金生产的安全操作
(一)熔炼镁合金应遵循的安全条例
1、在熔体表面必须覆盖有熔剂或充以合适的气体保护,以防氧化。
2、熔炼炉应定期做系统检查,定期清除剥落的炉衬,测量炉壁厚度。炉壁如有缺陷则应立即予以修复;炉壁过薄应更换。炉内衬的清理应在热态下进行。熔渣至少要每班清除一次。
3、一旦出现故障,如可能,应在关闭热源后,将镁合金熔体倒出。
4、在向熔炉加料时,只能使用经烘干的金属和熔剂。镁锭和镁屑在入炉熔化前,应预热干燥。
5、应定期排除炉底及表面剥落的铁屑,以避免在熔炉出现故障时发生放热反应。
6、必须准备有手动工具。手动工具在进入熔体前,必须经过干燥和加热。
(二)操作人员的安全须知
1、要遵守一般的安全规程,要完善管理。
2、穿着的衣服不要有绉折,不要有开口的口袋,或其他易贮存镁粉的地方。工作服要易于脱下。
3、穿着的衣服最好在二氧化硫中浸润处理过,使之能阻燃防火。
(三)火势的控制和扑灭
首先撤走燃烧材料,并用合适的粉末灭火剂覆盖它。通常是用铁铲把燃烧的物料铲到钢板上,以限制燃烧的范围,使其在钢板上安全地燃烧完毕。
其次最重要的是,绝对不要用水或普通的液态或泡沫灭火剂去灭火。镁合金火灾发生时必须采用D级灭火器、冷金属灭火器、熔剂、干砂等进行。