1.镁合金发生燃烧和爆炸的化学反应机理

镁的化学性质非常活泼，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），这时就会有镁蒸气逸出，气体的镁就具有极强的燃烧和爆炸危害性。

镁的粉尘、碎屑、轻薄料存在很高的燃烧、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），特别在潮湿的空气中镁粉能够与水发生反应产生氢气，一量遇上火星、火花、火焰也会导致迅猛的燃烧和爆炸。一般认为当空气中镁粉尘浓度达到20mg·L-1就能引起爆炸；当获得4.08J的能量或者直接对镁粉尘加热到723-836K也可能引起镁粉尘的燃烧。镁合金生产在压铸行业中发生的燃烧、爆炸事故也往往都是镁的粉尘、碎屑、轻薄料引起的。因此镁合金的安全生产与否，取决于对镁的粉尘、碎屑、轻薄料的有效管理和控制。

2 镁合金生产的安全

1）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，否则当炉内残想出镁合金熔体时，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。所加入的合金元素或中间合金，所含水分必须符合规定。如：MnCl2加入前必须经过烘烤（脱去结晶水），对一些合金元素如铈，则不必预热，因铈预热将增大烧损。

2）防止坩埚烧穿

坩埚在每次使用前应进行严格的检查，新坩埚更应检查，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。

熔炼时若发现坩埚中熔体表面下降，并从坩埚法兰边与炉膛的间隙中冒出熔剂气化时产生的黄色烟雾和白色的MgO烟雾，随后又冒出火苗，这表明坩埚已漏。首先关上电源开关或停止送风及停供燃料，若坩埚漏得不严重，立即将坩埚吊出，放入一盛有干燥MgO粉的容器内，或迅速将熔体浇入预热的锭模；如漏得严重，不能提出，因空气进入炉膛将使熔体燃烧更剧烈，此时应在坩埚中撒入大量干燥熔剂，让其也漏入炉膛中覆盖燃烧的熔体表面。

所有使用的工具，用前必须预热干燥。

3）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。地面用铸铁板铺成，不准使用混凝土地面。熔体落到混凝土地面上时，与混凝土内所含水分相互作用而可能引起爆炸。在镁的熔炼及浇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隔开。镁合金生产厂房中一般均应禁止烟火。

如果通过使用潮湿工具将水分带入熔融金属中，或合金熔体浇入未预热烘干的锭模中，将会引起严重的爆炸危险，这主要是由于镁的密度小，因而较其他熔融金属更易外溅；熔融的镁与水反应产生氢，氢又重新和空气中的氧化合，增加爆炸的猛烈程度；爆炸飞溅成小滴的镁液能着火、燃烧并放出高的热量。

4）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。

因此，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。小火源可用干砂、干燥石墨粉、干菱若土、粉状MgO或铸镁用含防扩剂的型砂来扑灭；但大火源时，只能用干燥熔剂来扑灭。在熔镁工段防火剂贮备总量应不少于熔炼炉容积的10%，每一熔炉通常都应备有1-2筒于熔剂。

镁粉尘易自燃和爆炸，因此在切割浇冒口及铸件打磨处应处强通风以消除空气中的镁粉尘。打磨处还应单独隔开，防止该处有火花产生。镁粉和锯屑应定期清理，并及时妥善处理。切屑的存放处注意干燥和良好的通风。

镁合金熔炼炉和静置炉的各个流口，要严加看管，不允许距漏金属，为确保安全，可适当增加冷却装置。由于镁的熔炼浇注场所会产生有毒气体，如HF、HCl、SO2、NH3烟雾等，均有害人体健康，车间内要有良好的通风设备。

3 镁合金生产的安全操作

1）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。如不能倾倒，则应在熔体表面覆盖有合适熔剂的条件下放出熔体，并用洁净的、经过烘干的容器盛放。

（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的剥落的铁屑，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。

2）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，或其他会贮存镁粉的地方。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。

3）火势的控制和扑灭

（1）镁的起燃，是由于粗大意，不注意安全，管理混乱，不正确的操作，或是其他材料燃烧直起的。只要处理得当，很容易控制。

（2）镁燃烧时，发出耀眼的白光，这对于不熟悉镁的人员是明显的警示。实际上，镁屑或粗糙的干燥镁颗粒的燃烧是缓慢而均匀的，所以是易于控制和扑灭的。要避免恐慌和过度的反应，要保持镇静，遵守安全规则，首选撤走燃烧材料，并用合粉末灭火剂覆盖它，通常可以用铁锭把燃烧的物粒铲到一块钢板上，以限燃烧的范围。燃烧的物料就在钢板上安全地燃烧完毕。

(3)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。