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(duì)當(dāng)前我國(guó)鈦白工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，認(rèn)真分析了中小型鈦白生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)，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(shí)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(jiǎn)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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切聯(lián)系。國(guó)外有的經(jīng)濟(jì)學(xué)家把對(duì)鈦白的消費(fèi)或人均占有量，作為衡量一個(gè)國(guó)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(gè)指標(biāo)。據(jù)2005年鈦白行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)資料介紹：2004年我國(guó)鈦白粉主要生產(chǎn)企業(yè)有46家，其中產(chǎn)量3萬(wàn)噸/年只有兩家，大部分廠家產(chǎn)能是在2萬(wàn)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(gè)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(jì)、選材、制造、防腐及自動(dòng)化程度高低，對(duì)每個(gè)企業(yè)有著非常重要的意義。1 國(guó)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(guó)產(chǎn)化為主。與國(guó)外同行業(yè)鈦白生產(chǎn)企業(yè)相比，規(guī)模相對(duì)小且性能相對(duì)差，幾乎全部為手動(dòng)操作。國(guó)內(nèi)幾家發(fā)展速度較早、規(guī)模相對(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化。如磨礦設(shè)備由最初的3R雷蒙磨改用型號(hào)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(dòng)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(dòng)操作；成品粉碎由600/400萬(wàn)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(guó)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(shí)為數(shù)不多的骨干企業(yè)。然而在這一時(shí)期，也由于受當(dāng)時(shí)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展制約，國(guó)內(nèi)鈦白工業(yè)裝備技術(shù)無(wú)論從性能上、能力上、材料上、自動(dòng)化控制等方面上都與國(guó)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(lái)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(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)同時(shí)，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(guó)鈦白的裝備水平實(shí)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(guó)內(nèi)無(wú)一家萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)線，發(fā)展到九十年代開始至今已有二十三家萬(wàn)噸級(jí)的生產(chǎn)裝置；1.2 生產(chǎn)金紅石鈦白粉裝備實(shí)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(guó)內(nèi)鈦白行業(yè)無(wú)金紅石鈦白粉的歷史，實(shí)現(xiàn)了金紅石鈦白粉生產(chǎn)裝備技術(shù)在國(guó)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(guó)鈦白裝備技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)發(fā)展國(guó)家的差距，為鈦白粉更新?lián)Q代、產(chǎn)品升級(jí)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(jí)的突破。通過引進(jìn)和開發(fā)控制系統(tǒng)和分析檢測(cè)設(shè)備，為鈦白生產(chǎn)現(xiàn)代化和檢測(cè)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(lái)，直接引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)裝備技術(shù)，使我國(guó)鈦白工業(yè)裝備技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，在較短的時(shí)間內(nèi)使我國(guó)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(guó)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(gè)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(shí)產(chǎn)權(quán)的裝備技術(shù)較少；1.6鈦白裝備技術(shù)對(duì)材料要求很高，而我國(guó)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(duì)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(shì)是機(jī)電儀一體化，而該技術(shù)在我國(guó)還起步不久，在鈦白行業(yè)應(yīng)用尚處于初級(jí)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(guó)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(shì)之一設(shè)備的大型化。從國(guó)內(nèi)萬(wàn)噸級(jí)鈦白裝置的工程設(shè)計(jì)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(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)借鑒了引進(jìn)技術(shù)裝置的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，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(dòng)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(wàn)噸/a為例）。表一： 1.5萬(wàn)噸/a鈦白粉主要崗位大型設(shè)備與小型設(shè)備能力對(duì)照表序號(hào) 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(tái) 4R/5R雷蒙磨 45臺(tái)2 酸解罐 V130m3 2臺(tái) V3050m3 48臺(tái)3 沉降槽 V200m3 2臺(tái) V50100m3 410臺(tái)4 結(jié)晶罐 V56m3 2臺(tái) V12m3 412臺(tái)5 濃縮器 F30m2 2臺(tái) F614m3 48臺(tái)6 水解罐 V112m3 2臺(tái) V3050m3 46臺(tái)7 葉濾機(jī) F100m2 8臺(tái) F40m2 2426臺(tái)8 煅燒轉(zhuǎn)窯 2.855m 1臺(tái) 2.340m 2臺(tái)9 雷蒙磨 5R 2臺(tái) 4R 3臺(tái)2.2鈦白裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之二設(shè)備的引進(jìn)國(guó)產(chǎn)化。經(jīng)過幾大骨干廠近年的努力，已引進(jìn)國(guó)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(guó)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(jià)格昂貴，投資較大，維修費(fèi)用偏高。對(duì)中小鈦白企業(yè)來(lái)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(jìng)爭(zhēng)能力為目的。最可行的辦法是對(duì)目前已定型的引進(jìn)設(shè)備進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化，一方面可以推動(dòng)國(guó)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(lái)，隨著對(duì)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(guó)內(nèi)鈦白工業(yè)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。具體有以下設(shè)備已全部或基本上實(shí)現(xiàn)了國(guó)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(hào) 設(shè)備名稱及型號(hào) 引進(jìn)國(guó)家 國(guó)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(guó) 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(guó) 整機(jī) 燃燒器13 5R雷蒙機(jī) 德國(guó) 部分 粉碎14 振動(dòng)磨 澳大利亞 整機(jī) 研磨15 砂濾機(jī) 英國(guó)/德國(guó) 部分 研磨16 帶式干燥機(jī) 澳大利亞/英國(guó) 整機(jī) 干燥17 1000氣流粉碎機(jī) 美國(guó) 整機(jī) 粉碎18 DCS自動(dòng)控制系統(tǒng) 德國(guó) 全套 控制操作系統(tǒng)19 檢測(cè)、分析設(shè)備 美國(guó)、德國(guó)等 部分 分析、檢測(cè)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(shì)之三設(shè)備的操作自動(dòng)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(shí)要求責(zé)任心強(qiáng)，操作人員普遍反映勞動(dòng)強(qiáng)度大。如果由于操作不當(dāng)，很容易對(duì)生產(chǎn)造成影響，同時(shí)由于人為因素不可能避免，對(duì)生產(chǎn)工藝控制和產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)是顯而易見的。鈦白是精細(xì)化工產(chǎn)品，我國(guó)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(lái)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(dòng)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(diǎn)偏多，各個(gè)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(lái)實(shí)現(xiàn)，借助DCS強(qiáng)大的人機(jī)界面來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示、監(jiān)控、報(bào)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(dòng)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(duì)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(diǎn)，同時(shí)能夠避免操作人員憑經(jīng)驗(yàn)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(dòng)報(bào)警，自動(dòng)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(wàn)噸級(jí)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(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)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(dòng)控制操作與手動(dòng)操作比，實(shí)現(xiàn)了工藝控制穩(wěn)定，避免了人為因素對(duì)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(shì)。3結(jié)束語(yǔ)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(duì)處于劣勢(shì)