中小型鈦白生產(chǎn)裝備技術(shù)的現(xiàn)狀分析和發(fā)展思路.doc

中小型鈦白生產(chǎn)裝備技術(shù)的現(xiàn)狀分析和發(fā)展思路唐; 建（湖南株洲化工集團(tuán)鈦白粉廠 株洲412004）摘要：針對當(dāng)前我國鈦白工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，認(rèn)真分析了中小型鈦白生產(chǎn)裝置的特點，既要加快鈦白生產(chǎn)裝備的更新?lián)Q代，又要根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)實狀況量力而行，提出了中小型鈦白企業(yè)生產(chǎn)裝備技術(shù)的發(fā)展思路。關(guān)鍵詞：中小型 鈦白 裝備 現(xiàn)狀 思路0、 前言鈦白粉（簡稱鈦白）是一種重要的化工原料。它具有優(yōu)良的物理性能、化學(xué)性能、光學(xué)性能和顏料性能，被廣泛地用于現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)諸多領(lǐng)域。由于它的應(yīng)用廣泛，已經(jīng)發(fā)展成為了與人們生活和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切聯(lián)系。國外有的經(jīng)濟(jì)學(xué)家把對鈦白的消費或人均占有量，作為衡量一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平高低的重要標(biāo)志的一個指標(biāo)。據(jù)2005年鈦白行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計資料介紹：2004年我國鈦白粉主要生產(chǎn)企業(yè)有46家，其中產(chǎn)量3萬噸/年只有兩家，大部分廠家產(chǎn)能是在2萬噸以下的中小型企業(yè)，并且都采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉（錦州鐵合金公司例外）。由于鈦白粉生產(chǎn)過程是一個精細(xì)化工的操作過程，幾乎包括萃取、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、沉降等所有的化工單元操作過程。因此鈦白粉生產(chǎn)過程的設(shè)備技術(shù)先進(jìn)與否，決定了工藝技術(shù)的先進(jìn)程度，直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品的成本和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至關(guān)系到行業(yè)的生存和發(fā)展。鈦白裝備的設(shè)計、選材、制造、防腐及自動化程度高低，對每個企業(yè)有著非常重要的意義。1 國內(nèi)鈦白行業(yè)的裝備技術(shù)現(xiàn)狀分析上世紀(jì)九十年代以前，鈦白生產(chǎn)設(shè)備以國產(chǎn)化為主。與國外同行業(yè)鈦白生產(chǎn)企業(yè)相比，規(guī)模相對小且性能相對差，幾乎全部為手動操作。國內(nèi)幾家發(fā)展速度較早、規(guī)模相對較大的鈦白企業(yè)，如鎮(zhèn)鈦、株化、南鈦、上鈦等。經(jīng)過二十多年的艱苦努力，不僅在鈦白生產(chǎn)工藝技術(shù)上不斷提高，而且在設(shè)備性能上改進(jìn)和大型化、半自動化等方面作了積極的探索，做了大量的工作，使一些關(guān)鍵設(shè)備規(guī)模不斷擴(kuò)大，性能不斷改進(jìn)，操作實現(xiàn)了半自動化。如磨礦設(shè)備由最初的3R雷蒙磨改用型號為4R、5R；酸解罐由V10 m3擴(kuò)大到V30 m3和V50 m3；沉降槽由V10 m3擴(kuò)大到V50 m3；搪瓷釜濃縮罐改為F=6m2、F=14m2鈦制薄膜蒸發(fā)器；水解罐由V8m3改為V30 m3且半自動操作；水洗由鉆孔PVC葉濾機(jī)改為拉槽式的材質(zhì)為FRPP、轉(zhuǎn)窯由1.736m改造為2.340m半自動操作；成品粉碎由600/400萬能粉碎機(jī)改為3R、4R雷蒙機(jī)等等。這些鈦白生產(chǎn)企業(yè)在我國鈦白工業(yè)發(fā)展歷程中，作出了積極的貢獻(xiàn)，成為當(dāng)時為數(shù)不多的骨干企業(yè)。然而在這一時期，也由于受當(dāng)時我國機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展制約，國內(nèi)鈦白工業(yè)裝備技術(shù)無論從性能上、能力上、材料上、自動化控制等方面上都與國外同行業(yè)差距很大、而且發(fā)展速度很慢，嚴(yán)重制約了鈦白工業(yè)的快速發(fā)展。從上世紀(jì)九十年代初期開始，隨著廣鈦、株化聯(lián)合引進(jìn)4000t/a金紅石鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)和部分裝備，以及后來居上的渝鈦白、中核華原、濟(jì)南裕興、錦州鐵合金廠等企業(yè)大量引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)同時，也引進(jìn)了部分關(guān)鍵設(shè)備。隨著這幾條生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)和幾年的運(yùn)行，從而使我國鈦白的裝備水平實現(xiàn)了幾大突破。主要表現(xiàn)在：1.1生產(chǎn)鈦白粉裝備規(guī)模擴(kuò)大的突破。從九十年代以前國內(nèi)無一家萬噸級的生產(chǎn)線，發(fā)展到九十年代開始至今已有二十三家萬噸級的生產(chǎn)裝置；1.2 生產(chǎn)金紅石鈦白粉裝備實現(xiàn)了零的突破。從株化、鎮(zhèn)鈦、南鈦到渝鈦白、中核華原、濟(jì)南裕興等廠相繼生產(chǎn)金紅石鈦白粉，結(jié)束了國內(nèi)鈦白行業(yè)無金紅石鈦白粉的歷史，實現(xiàn)了金紅石鈦白粉生產(chǎn)裝備技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用；1.3部分關(guān)鍵鈦白生產(chǎn)裝備技術(shù)的突破。特別是引進(jìn)核消化了一些關(guān)鍵設(shè)備，縮短了我國鈦白裝備技術(shù)水平與國際先進(jìn)發(fā)展國家的差距，為鈦白粉更新?lián)Q代、產(chǎn)品升級取到了及其重要的作用；1.4 DCS控制系統(tǒng)和分析儀器升級的突破。通過引進(jìn)和開發(fā)控制系統(tǒng)和分析檢測設(shè)備，為鈦白生產(chǎn)現(xiàn)代化和檢測手段現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持和有力保證。由此可見，從上世紀(jì)九十年代以來，直接引進(jìn)國外先進(jìn)裝備技術(shù)，使我國鈦白工業(yè)裝備技術(shù)水平實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，在較短的時間內(nèi)使我國鈦白工業(yè)部分裝備技術(shù)接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，為鈦白生產(chǎn)發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn)。但從整體上看，我國鈦白裝備技術(shù)水平還很落后，部分引進(jìn)設(shè)備更新快、短期消化也很困難，自主開發(fā)的裝備技術(shù)為數(shù)不多。主要集中表現(xiàn)在以下幾個方面：1.5鈦白裝備核心技術(shù)缺乏，自主開發(fā)能力不強(qiáng)，特別是擁有知識產(chǎn)權(quán)的裝備技術(shù)較少；1.6鈦白裝備技術(shù)對材料要求很高，而我國能滿足鈦白生產(chǎn)所需的材料是薄弱環(huán)節(jié)；1.7 缺乏專門研發(fā)機(jī)構(gòu)和制造廠家，進(jìn)行針對鈦白裝備技術(shù)問題進(jìn)行開發(fā)、攻關(guān)；1.8鈦白裝備技術(shù)發(fā)展趨勢是機(jī)電儀一體化，而該技術(shù)在我國還起步不久，在鈦白行業(yè)應(yīng)用尚處于初級階段；1.9鈦白裝備技術(shù)存在裝備制造企業(yè)與鈦白生產(chǎn)企業(yè)一定程度的脫節(jié)，阻礙了鈦白工業(yè)的健康發(fā)展。2國內(nèi)鈦白行業(yè)的裝備技術(shù)發(fā)展思路2.1鈦白裝備技術(shù)發(fā)展趨勢之一設(shè)備的大型化。從國內(nèi)萬噸級鈦白裝置的工程設(shè)計中，為了獲得較高的產(chǎn)量，得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高勞動生產(chǎn)率，同時借鑒了引進(jìn)技術(shù)裝置的設(shè)計經(jīng)驗，在設(shè)備的大型化方面向前邁了一大步。經(jīng)過一些年的運(yùn)行證明，設(shè)備大型化不僅在工藝技術(shù)上和工藝控制上得到提升，而且相當(dāng)一部分設(shè)備性能得到改進(jìn)，勞動生產(chǎn)率大幅提高，是鈦白發(fā)展的一條必由之路。鈦白裝置主要設(shè)備大型化如下表一（以1.5萬噸/a為例）。表一： 1.5萬噸/a鈦白粉主要崗位大型設(shè)備與小型設(shè)備能力對照表序號 單元設(shè)備 新選用設(shè)備及數(shù)量 原設(shè)備名稱及數(shù)量1 磨礦設(shè)備 2.8m球磨機(jī) 1臺 4R/5R雷蒙磨 45臺2 酸解罐 V130m3 2臺 V3050m3 48臺3 沉降槽 V200m3 2臺 V50100m3 410臺4 結(jié)晶罐 V56m3 2臺 V12m3 412臺5 濃縮器 F30m2 2臺 F614m3 48臺6 水解罐 V112m3 2臺 V3050m3 46臺7 葉濾機(jī) F100m2 8臺 F40m2 2426臺8 煅燒轉(zhuǎn)窯 2.855m 1臺 2.340m 2臺9 雷蒙磨 5R 2臺 4R 3臺2.2鈦白裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢之二設(shè)備的引進(jìn)國產(chǎn)化。經(jīng)過幾大骨干廠近年的努力，已引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和裝備技術(shù)。這些引進(jìn)的設(shè)備在現(xiàn)階段為我國鈦白工業(yè)裝備水平提升發(fā)揮了巨大作用，但引進(jìn)設(shè)備價格昂貴，投資較大，維修費用偏高。對中小鈦白企業(yè)來講，老裝置的擴(kuò)能改造，需以降低工程投資，增強(qiáng)企業(yè)競爭能力為目的。最可行的辦法是對目前已定型的引進(jìn)設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化，一方面可以推動國內(nèi)裝備制造行業(yè)的發(fā)展，另一方面又能提升鈦白裝備水平。近幾年來，隨著對部分引進(jìn)設(shè)備的消化、吸收，基本上能滿足鈦白生產(chǎn)的要求，縮短了國內(nèi)鈦白工業(yè)與國外發(fā)達(dá)國家的差距。具體有以下設(shè)備已全部或基本上實現(xiàn)了國產(chǎn)化。（見表二）表二：近年鈦白行業(yè)裝備技術(shù)引進(jìn)、消化情況列表序號 設(shè)備名稱及型號 引進(jìn)國家 國產(chǎn)化程度 備注1 2.8m球磨機(jī) 捷克 整機(jī) 磨礦設(shè)備2 V130m3酸解罐 東歐技術(shù) 整機(jī) 主反應(yīng)器3 真空結(jié)晶罐系統(tǒng) 芬蘭 整機(jī) 冷凍結(jié)晶設(shè)備4 P-360活塞推進(jìn)離心機(jī) 瑞士 整機(jī) 亞鐵分離設(shè)備5 F18m2轉(zhuǎn)盤過濾機(jī) 東歐 整機(jī) 亞鐵分離設(shè)備6 F260m2濃縮器 芬蘭 部分 濃縮、蒸發(fā)設(shè)備7 V100m3水解罐 東歐技術(shù) 整機(jī) 水解8 F150m2葉片過濾機(jī) 捷克 整機(jī) 水洗9 隔膜壓濾機(jī) 德國 整機(jī) 洗滌、抽濾10 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī) 澳大利亞 整機(jī) 洗滌、抽濾11 2.855m回轉(zhuǎn)煅燒窯 東歐技術(shù) 整機(jī) 煅燒12 AWO燃燒器 英國 整機(jī) 燃燒器13 5R雷蒙機(jī) 德國 部分 粉碎14 振動磨 澳大利亞 整機(jī) 研磨15 砂濾機(jī) 英國/德國 部分 研磨16 帶式干燥機(jī) 澳大利亞/英國 整機(jī) 干燥17 1000氣流粉碎機(jī) 美國 整機(jī) 粉碎18 DCS自動控制系統(tǒng) 德國 全套 控制操作系統(tǒng)19 檢測、分析設(shè)備 美國、德國等 部分 分析、檢測儀器20 泵、閥 歐美 部分 輸送設(shè)備2.3、鈦白裝備技術(shù)發(fā)展趨勢之三設(shè)備的操作自動控制化。鈦白生產(chǎn)由于單元設(shè)備多而且分布面積廣，同時要求責(zé)任心強(qiáng)，操作人員普遍反映勞動強(qiáng)度大。如果由于操作不當(dāng)，很容易對生產(chǎn)造成影響，同時由于人為因素不可能避免，對生產(chǎn)工藝控制和產(chǎn)品質(zhì)量波動是顯而易見的。鈦白是精細(xì)化工產(chǎn)品，我國鈦白工業(yè)依靠自力更生，雖然走過了近四十年，至今很難批量生產(chǎn)高檔鈦白粉來替代進(jìn)口產(chǎn)品，其中由于人為因素影響是造成工藝控制指標(biāo)波動范圍大，最終產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的主要原因之一。鈦白生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，控制點偏多，各個生產(chǎn)單元操作要求不同，執(zhí)行程序比較復(fù)雜。但專業(yè)技術(shù)人員可以將各種數(shù)據(jù)和主要程序置于PLC（PCS可編程控器）中，完全由PLC控制。生產(chǎn)操作的控制可由DCS（DCS集散控制系統(tǒng)）來實現(xiàn)，借助DCS強(qiáng)大的人機(jī)界面來實現(xiàn)顯示、監(jiān)控、報警等功能。DCS控制系統(tǒng)是目前世界上先進(jìn)的過程控制設(shè)備，代表過程自動控制技術(shù)的主流。它采用以微處理器為基礎(chǔ)的“智能技術(shù)”，以分散的控制適應(yīng)分散的過程為對象，以集中的監(jiān)視、操作和管理達(dá)到掌握全局的要求。它具有控制功能強(qiáng)大、界面友好、可靠性高等特點，同時能夠避免操作人員憑經(jīng)驗操作，隨意性大所產(chǎn)生的問題，并保證各設(shè)備之間有著嚴(yán)格的連鎖關(guān)系，出現(xiàn)問題自動報警，自動記錄生產(chǎn)情況。進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著引進(jìn)鈦白技術(shù)和裝置的應(yīng)用和消化，部分萬噸級裝置采用了先進(jìn)的DCS控制，極大地降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，同時對生產(chǎn)工藝控制穩(wěn)定、減少人為因素的影響，提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量取得了十分重要的作用。設(shè)備自動控制操作與手動操作比，實現(xiàn)了工藝控制穩(wěn)定，避免了人為因素對生產(chǎn)造成的影響，完全能適應(yīng)鈦白生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)的發(fā)展要求，是鈦白工業(yè)裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢。3結(jié)束語中小型鈦白企業(yè)與規(guī)模較大的企業(yè)比較，在規(guī)模、效益方面是絕對處于劣勢