新中国60年钛工业的发展历程

2011年04月21日 14:0 35468次浏览 来源:   分类: 钛资讯


  (三)技术改造,扩大品种规格,提高产能
  1987年,遵义钛厂利用还原蒸馏联合法5吨炉制制取海绵钛的科技攻关成果,对海面钛生产线进行扩能技术改造,增加了一台无筛板沸腾氯化炉,炉型也由原来的Ф600mm改为Ф1200mm;拆除了原有的1.7吨和3吨的还原蒸馏炉,全部换成5吨炉,既提高了生产效率,又是海绵钛的产能由800吨/年提高到2000吨/年。
  1983年起,宝鸡有色金属加工厂开始对钛熔炼加工系统进行技术改造,包括:
  (1)自行设计制造第一台500kg真空壳式炉,于1987年建成投产,年新增钛铸件生产能力100吨;
  (2)1986年从美国引进钛焊管生产线,年增200吨焊接管生产能力;
  (3)1985年从奥地利引进160吨精锻机,使钛合金棒材产品质量跃上一个新台阶;
  (4)从1983年开始筹建残钛回收生产线,从美国引进21台套设备,国内购置49台套,自制10台套设备,于1987年建成国内第一条具有世界先进水平的残钛处理回收生产线,年处理能力1000吨,为大幅度降低钛材成本,提高经济效益打下了坚实基础。
  1987年起,宝鸡有色金属加工厂结合搬迁进行了钛系统的第二次技术改造:
  (1)引进德国二手3300mm四辊可逆式宽板轧机,建设宽板生产线,使钛合金板最大宽度可到3000mm(纯钛3200mm);
  (2)引进德国7000吨油压机、具有世界先进水平的布混料系统、6吨真空自耗电弧炉和真空等离子焊箱,保证了钛合金成分的均匀性,铸锭生产能力提高到每年3500吨,最大锭型达到6吨;
  (3)1989年购置了国产3150吨锻造水压机和30吨米有轨操作机,提高了锻造技术能力、扩大了产能;
  1991年购置Ф3000mm轧环机,扩大了产品品种,提高了产品质量。
  建设精密铸造生产线。
  1983年,宝山钢铁公司对钛电极制备进行了首次技术改造,自行设计制造了海绵钛电子称料系统、海绵钛机械混料装置和电极烘烤炉,建立了原材料全封闭运输生产线。1985年引进2000吨快锻机组,提升了钛材锻造加工能力,锻棒尺寸可达Ф200mm以上。添加了Ф550mm热轧棒机组。1993年建造了3000吨油压机,使等温锻的产品由航空小零件向航空发动机大型盘、轴件发展。
  1982年,沈阳有色金属加工厂新增钛焊接管机组和3000吨油压机,扩大了产能和产品品种。

  (四)开发新产品,扩大钛应用领域
  1.研制开发民用新型钛合金
  1975年-1982年,宝鸡有色金属研究所(现西北有色金属研究院)同时开发成功Ti0.3Mo-0.8Ni与Ti-0.2Pa两个耐缝隙腐蚀的钛合金,分别在湖南湘灃盐矿真空制盐设备和武钢1700mm轧机的酸洗线上率先应用。该成果获原中国有色金属工业总公司科技进步二等奖。在此基础上,宝鸡有色金属加工厂开展了这两个合金的产业化开发,取得了巨大经济、社会效益。20世纪80年代,北京有色金属研究总院、宝鸡稀有金属加工研究所(现西北有色金属研究院)和宝山钢铁公司分别开展了TiNi基形状记忆合金的研制,在牙科矫形、血管支架、钛眼镜架等领域获得广泛应用。1994年,北京有色金属研究总院、宝鸡有色金属加工厂开展了Ti-6Al-7Nb(TC20)、Ti-5Al-2.5Fe(TC15)医用钛合金的研制。这两种钛合金与生物的相容性好,毒副作用小,除满足国内需求外还用于出口。
  2.小颗粒海绵钛开发
  1990年,遵义钛厂、抚顺铝厂为满足钛加工企业生产高质量钛合金锭的需要,分别开展了设备和工艺技术攻关,生产出了粒径不大于12.5mm的小颗粒海绵钛。
  3.钛合金精密铸造
  1994年,航空621所、中船重工725所分别开展了钛合金精密铸造技术研究,攻克了蜡膜注射成形、型壳成分优化、挂浆、脱蜡、烧结、浇筑等技术难关,建设了精密铸造生产线。他们铸造的高尔夫球具成为在我国乃至世界市场上的拳头产品,为国家赚取了大量的外汇。
  4.钛合金粉末冶金制品
  广州有色金属研究院、西北有色金属研究院、航天703所、遵义钛业、宝钛集团研究开发的氢化法、雾化法和等离子体旋转电极法,为不同用途的钛及钛合金粉末冶金制品提供了不同质量级别的钛及钛合金粉末。
  5.钛及钛合金延伸制品
  西北有色金属研究院与宝钛集团共同开发了钛-钢爆炸复合板、钛-钢爆炸轧制复合板,形成了一个新的产业,并在全国催生了一批层状金属复合材料加工企业。宝钛集团还开发出钛-铜复合棒、钛-钢复合管、钛网板、钛种板、钛波纹板、钛紧固件、大型无缝阴极辊筒、钛板式转热器,以及钛体育休闲用品(如高尔夫球杆和球头、网球拍),还有自行车用钛合金管,钛自行车以及钛工艺品,钛手表等。

  (五)新工艺,新技术
  为提高产品质量和成品率、降低能耗、降低生产成本,对海绵钛冶炼和钛及钛合金生产工艺不断的改进和创新,研究出一批新技术、新工艺。
  (1) 攀枝花市我国最大的钛资源基地,但在制取的高钛渣中钙镁含量高。1980年,遵义钛厂开发的国内外唯一的“无筛板沸腾氯化技术”为攀枝花钛资源的综合利用打来了大门。该技术获原中国有色金属工业总公司科技进步二等奖。
  (2)1986年,在抚顺铝厂和遵义钛厂进行的还原蒸馏联合法生产海绵钛技术取得成功的基础上,遵义钛厂联合国内的研究单位开展了还原蒸馏5吨炉联合技术攻关,解决了加料计量、排料堵塞、阀门和过道加热、回风结构与控制、反应器筛板等关键技术。该工艺技术不仅提高了生产效率,而且每吨海绵钛节电6500度,节约镁150kg,节水50%。该技术获得原中国有色金属工业总公司科技进步一等奖、国际科技进步二等奖。
  (3)1983年,宝钛集团开展“残钛回收工艺研究”,解决了块状残料的鉴别、各种残料的净化处理和回收利用技术。1987-2004年,共回收利用残钛约8000吨,获得了显著的经济效益。该项目获得2项省级科技进步一等奖和1项国家“六五”科技攻关表彰奖。
  (4)从1998年开始,宝钛集团开展的钛合金薄板包覆叠轧技术、真空蠕变校形技术、表面砂光技术攻关,使宝钛集团成为继美国RTI之后,第二个生产0.8~1.2mm厚TC4钛合金薄板的企业。这些成果为宝钛集团创造了附加值高、在国际上具有很强竞争力的拳头产品。
  (5)宝钢集团研究成功钛合金超塑性等温锻造技术,1983年建成了国内唯一的小型钛合金等温锻造生产线;1995年扩建成先进的大型钛合金等温锻造生产线。其生产的钛合金锻件有30余种,最大锻件投影面积0.48平方米,最大锻件重100kg,在钛合金锻件的近净成形锻造领域占领了新高地。

  (六)厂、院、校联合科技攻关,取得丰硕成果
  宝钛集团、宝钢集团、沈阳有色金属叫工厂与西北有色金属研究院、中国科学院沈阳金属所、北京有色金属研究总院以及航空621所、中船重工725所、航天703所、核动力院、西北工业大学等联合开展单边或多边合作,研制、仿制了50多个牌号的钛合金,包括450℃~600℃使用的耐热钛合金、中低强结构钛合金、1100Mpa以上的高强钛合金、各种耐蚀钛合金、船用钛合金、医用钛合金、功能钛合金、低温钛合金、装甲钛合金等。
  这些钛合金产品广泛用到卫星、载人飞船、运载火箭、导弹、各种战机、兵器、水面舰艇、潜艇和反应堆等国家重点工程,也满足一些民用领域的多种需求。
  科研攻关共取得142项成果奖、专利15项。其中,国家科技进步一等奖1项、二等奖6项、三等奖2项,国家发明奖三等奖3项;省部级科技进步奖一等奖4项、二等奖36项、三等奖56项、四等奖34项。

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