鈦行業(yè)工程設計專家

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鈦行業(yè)工程設計專家

2015年5月，來自美國西雅圖的Parker, Messana & Associates, Inc.公司(以下簡稱PMA公司)參加了中國鈦谷(寶雞)產(chǎn)品交易博覽會。從PMA公司的宣傳資料中了解到：該公司是一家可提供全面服務的工程設計公司(圖1)，成立二十多年來，先后為全球石油、天燃氣、化工、冶金等行業(yè)提供了高品質(zhì)的工程設計、工程建設及后序的支撐服務。尤其是在金屬鈦領域，服務團隊中有超過40年鈦行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗的工程技術人員，已與亞洲、歐洲和美國的許多大型鈦生產(chǎn)商合作，掌握了一些獨特的技術，擁有全球性的服務經(jīng)驗。

圖1 PMA公司總裁Tom Messana先生和副總裁Jeff York先生

圖2 編輯部與PMA公司進行交流

展會期間,《鈦工業(yè)進展》編輯部與PMA公司總裁Tom Messana先生以及副總裁Jeff York先生進行了深度接觸和交流(圖2)。Tom Messana先生興致勃勃地向編輯部介紹說：我們公司在全世界海綿鈦及鈦的熔煉、鍛造、軋制、擠壓等領域都十分活躍，世界上最新的熔煉車間即由我們設計完成；我們十分了解當下世界上頂級的生產(chǎn)工藝，并且與世界上最好的設備供應商緊密合作，能夠?qū)@些領域出現(xiàn)的問題提出最佳解決方案，參與了鈦業(yè)領域多項生產(chǎn)裝備及生產(chǎn)工藝技術的開發(fā)，掌握了海綿鈦生產(chǎn)工藝和裝置、海綿鈦破碎工藝和設備、鈦板真空蠕變校平工藝和裝置等獨特的技術，可為使用者帶來豐厚的利益。接下來，Tom Messana先生就編輯部感興趣的轉(zhuǎn)子級及航空級海綿鈦生產(chǎn)和鈦板真空蠕變校平技術等進行了詳細的介紹。

一、獨有的海綿鈦生產(chǎn)技術

眾所周知，航空用轉(zhuǎn)子級鈦材最忌諱出現(xiàn)氮化鈦顆粒。這是因為氮化鈦顆粒的存在，會導致熔煉產(chǎn)品中出現(xiàn)硬α空洞，即俗稱的低密度夾雜。這種夾雜對于航空用的轉(zhuǎn)子級產(chǎn)品是潛在的致命缺陷。雖然冷床爐熔煉技術就是為避免熔煉產(chǎn)品中存在氮化鈦顆粒等缺陷而開發(fā)的，但是實踐證明，僅依靠冷床爐熔煉是無法完全消除鈦錠中的此類缺陷。目前，所有通過認證的用于生產(chǎn)轉(zhuǎn)子或優(yōu)質(zhì)航空級別產(chǎn)品的海綿鈦均是不含氮化鈦顆粒的。PMA公司專注于不含氮化鈦的優(yōu)質(zhì)海綿鈦工程技術和工藝技術的開發(fā)。

圖3 T型組件

我們通過還蒸罐、罐蓋、T型組件(圖3)裝置的特殊設計、連接體熱膨脹問題的精準設計以及避免蒸餾階段開罐等，實現(xiàn)了罐和罐蓋、罐體和罐體之間連接靈活、密封性好，并配備了嚴格的操作和維護程序，可以有效地防止高風險類雜質(zhì)生成，將氮化鈦顆粒出現(xiàn)的風險降至低于1/30批次。

我們通過專門設計和開發(fā)的進料、壓力等各類控制系統(tǒng)，結(jié)合使用十分成熟的儀表包，可準確地控制物料配比和還原罐的液位，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程穩(wěn)定、可重復性控制，基本不依賴操作人員的水平，生產(chǎn)的海綿鈦坨95%可熔煉生產(chǎn)標準級產(chǎn)品，90%可熔煉生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，80%可熔煉生產(chǎn)轉(zhuǎn)子級產(chǎn)品，無需人工挑揀。并且進行全程記錄，自動獲取各批次海綿鈦產(chǎn)品數(shù)據(jù)，這對于轉(zhuǎn)子級海綿鈦生產(chǎn)，追蹤每一批次產(chǎn)品數(shù)據(jù)是十分重要的。我們的生產(chǎn)工藝已為飛機發(fā)動機廠商所熟知，很容易通過他們的認證。

我們依據(jù)剪切原理，采用平板剪切機(圖4a)來完成海綿鈦坨的主要破碎工作；再經(jīng)分選，將粒度在20～75 mm的海綿鈦顆粒在傾斜剪切機(圖4b)內(nèi)破碎；最后將粒度在12.7～20 mm的海綿鈦顆粒在旋轉(zhuǎn)剪切機(圖4c)內(nèi)破碎，直至鈦坨100%破碎成小于12.7 mm的顆粒。如果需要，還可將粒度進一步降低。 破碎裝置自動化程度高，易于操作和檢維修，所需的工作人員很少。避免了采用碾壓法破碎而使海綿鈦顆粒密度增加無法進一步破碎的問題，以及海綿鈦顆粒在破碎機中停留的時間過長、溫度升高而氧化變色的問題。

圖4 PMA公司海綿鈦破碎設備

總之，我們公司開發(fā)的海綿鈦工程技術，通過精準的控制系統(tǒng)、精益的連接設計、先進的破碎工藝、自動化的檢測和記錄，形成了明顯的競爭優(yōu)勢。過去中國的勞動力價格僅為美國的10%或更低，而近期的市場調(diào)查表明，中國的勞動力價格已升至美國的50%以上。勞動力價格已成為中國海綿鈦生產(chǎn)成本的重要組成部分。中國年產(chǎn)1萬噸的海綿鈦廠，通常需要400名工人，而我們開發(fā)的生產(chǎn)技術可使人數(shù)降至100名。這意味著海綿鈦廠可節(jié)約75%的勞動力成本支出。

二、獨有的板材真空蠕變校平技術

我們公司開發(fā)的鈦板真空蠕變校平系統(tǒng)先進、高效、節(jié)能。其最大校平尺寸為12 m×8 m×0.15 m，可對厚度為0.15 m的單張鈦板校平，也可對疊加厚度為0.15 m的多塊鈦板同時校平，并保證校平后校平精度<0.15 mm；加熱速度>100 ℃/h，板材任意截面的溫差為±10 ℃；冷卻迅速，一個循環(huán)為40 h；幾乎不需要檢維修，加熱器、熱電偶等類似部件的檢維修均可在幾分鐘內(nèi)完成。除鈦板的裝卸外，整個校平過程基本不需要操作人員。校平控制系統(tǒng)和歸檔功能能夠滿足要求苛刻的板材生產(chǎn)，并已通過了美國國家航空航天和國防合同方授信項目(NADCAP)認證，我們可協(xié)助客戶獲得此項認證。另外，還可根據(jù)客戶的需求定制系統(tǒng)，提供總包服務。

Tom Messana先生的詳細介紹結(jié)束后，興奮地翻閱著《鈦工業(yè)進展》雜志說：中國鈦領域竟然有這么一份非常專業(yè)的并且是由一個企業(yè)出版的雜志，了不起，我們美國沒有。他接著說：我非常希望通過《鈦工業(yè)進展》雜志這個平臺，與中國的鈦企業(yè)建立合作關系，使我們在鈦工業(yè)領域開發(fā)的獨有技術走進中國。

(本刊記者)