海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)檢中心的裝備和設(shè)施

（貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)檢中心承擔(dān)企業(yè)生產(chǎn)所需的所有分析檢測工作。

海綿鈦的生產(chǎn)，流程長而需要檢測的環(huán)節(jié)多，樣品種類復(fù)雜。在最初的分析檢測工作中，多數(shù)分析過程采用化學(xué)法操作，工作量大且容易引入人為誤差。隨著科技的發(fā)展，檢測手段和裝備設(shè)施得到很大發(fā)展，各種儀器的采用，產(chǎn)生了簡化分析流程、提高工作速度、減少人為誤差、便于生產(chǎn)管控的顯著成效，使得質(zhì)檢中心的工作在各方面得到顯著提升。企業(yè)可以按照生產(chǎn)需要，綜合權(quán)衡資金投入與裝備等級(jí)的因素，進(jìn)行質(zhì)檢中心的裝備和設(shè)施配置。

1 海綿鈦生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)檢中心的主要任務(wù)和檢測項(xiàng)目

1.1 主要任務(wù)

海綿鈦生產(chǎn)工藝流程主要由四個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成：

（1）鈦渣生產(chǎn)系統(tǒng)；

（2）四氯化鈦生產(chǎn)系統(tǒng)；

（3）海綿鈦生產(chǎn)系統(tǒng)；

（4）配套金屬鎂電解生產(chǎn)系統(tǒng)。

主要生產(chǎn)流程如圖1所示：

質(zhì)檢中心配合生產(chǎn)需要，主要任務(wù)如下：

（1）鈦渣生產(chǎn)分析：對(duì)用于鈦渣熔煉的鈦精礦的成分進(jìn)行批樣抽檢，對(duì)還原劑進(jìn)行分析檢測，對(duì)電爐煙氣成分檢測分析，對(duì)成品鈦渣和副產(chǎn)品生鐵進(jìn)行分析檢測；

（2）四氯化鈦生產(chǎn)分析：對(duì)富鈦料成分、粒度進(jìn)行批樣抽檢；對(duì)還原劑進(jìn)行分析檢測，對(duì)粗/精四氯化鈦、高沸點(diǎn)物、低沸點(diǎn)物、爐渣、收塵渣、尾氣成分進(jìn)行檢測分析；

圖1 海綿鈦生產(chǎn)流程

（3）海綿鈦生產(chǎn)分析：對(duì)批量精四氯化鈦、金屬鎂、每爐次海綿鈦產(chǎn)品等生產(chǎn)環(huán)節(jié)物料的化學(xué)成分、雜質(zhì)含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測分析，對(duì)氣體的純度進(jìn)行分析，對(duì)成品海綿鈦的粒度、堆比重以及布氏硬度和常見雜質(zhì)元素進(jìn)行分析檢驗(yàn)；

（4）鎂電解生產(chǎn)分析：對(duì)鎂電解生產(chǎn)系統(tǒng)的電解質(zhì)、電解槽渣、氯氣氣體濃度進(jìn)行成分分析，對(duì)金屬鎂、精煉熔劑、外購鎂錠及各種原料進(jìn)行成分分析；

（5）輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的分析：對(duì)排放尾氣進(jìn)行控制分析，對(duì)輔助原料和洗滌、中和廢液進(jìn)行成分分析。

（6）試樣制備：對(duì)不能直接分取來檢測的樣品進(jìn)行必要的加工制備，如對(duì)焦炭進(jìn)行破碎和縮分，將海綿鈦試樣熔鑄制成金屬鈦錠、按布氏硬度檢測和成分檢測的需要對(duì)鈦錠車制和取屑。

1.2 主要分析檢測項(xiàng)目

見表1。

2 海綿鈦企業(yè)質(zhì)檢中心的裝備和設(shè)施配備應(yīng)遵循的原則

2.1 精簡實(shí)用的原則

質(zhì)檢中心建設(shè)的直接目的是滿足本企業(yè)生產(chǎn)需要，滿足生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制、安全環(huán)保等因素的分析檢測需要，貫徹經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則。經(jīng)濟(jì)實(shí)用的配備是基本框架，可以以此為基礎(chǔ)向著先進(jìn)智能的方向擴(kuò)展。

2.2 人員和設(shè)施安全，方便操作的原則

質(zhì)檢中心的裝備和設(shè)施必須貫徹質(zhì)檢中心安全技術(shù)規(guī)定，方便人員安全操作、方便設(shè)施的安全使用和管理，必須具備減少職業(yè)危害和保護(hù)操作人員安全、降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)的手段。

2.3 兼顧先進(jìn)、智能、可發(fā)展的原則

在投資和建設(shè)條件允許的情況下，質(zhì)檢中心盡可能多地采用技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高的設(shè)備，各類分析儀器、分析過程兼顧便于接入工廠的智能化管控系統(tǒng)、便于統(tǒng)一協(xié)調(diào)的可能。

3 海綿鈦企業(yè)質(zhì)檢中心的裝備

3.1 裝備的選擇

3.1.1 主要依據(jù)的實(shí)驗(yàn)方法：海綿鈦企業(yè)的質(zhì)檢工作中，主要用到重量法、容量法、光譜法、色譜法、電化學(xué)法。

3.1.2 容量法、重量法是最基礎(chǔ)最廣泛的成份分析手段，還可以作為各種分析儀器的輔助和對(duì)照，驗(yàn)證和擴(kuò)展大型分析儀器的適用范圍，拓展雜項(xiàng)分析，低價(jià)鈦的檢測也主要依賴于容量滴定法，所以化學(xué)分析工作所需的基礎(chǔ)通用設(shè)備和通用設(shè)施是必須具備的

3.1.3 為加強(qiáng)分析手段、提升企業(yè)形象、提高自動(dòng)化和智能化水平，需要適當(dāng)配備分析儀器。光譜法特別適用于海綿鈦生產(chǎn)試樣的成分分析，可見分光光度計(jì)和原子吸收分光光度計(jì)作為常規(guī)設(shè)備應(yīng)該具備；為了便于測定四氯化鈦中的碳含量以及TiOCl2，最好配備紅外光譜儀；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）、X-射線光譜儀（XRF）、光電發(fā)射直讀光譜儀（OES），等等，特別是電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，能夠簡便分析過程、提高自動(dòng)化程度、很大的提升分析檢測的手段和檔次，但由于設(shè)備投資較高，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量控制要求和可實(shí)現(xiàn)的裝備水平盡量選擇配備。氬氣的純度檢測，需要高性能的氣相色譜儀。氯氣容易腐蝕金屬材料，因此，用于氯氣檢測的設(shè)備必須是專用的防腐型的，而且最好便攜式的、利于現(xiàn)場就近檢測。自動(dòng)碳硫儀、自動(dòng)定硫儀、氧氮?dú)錅y定儀的使用，可以極大的提升檢測速度、降低檢測難度。

3.1.4 物性特征的檢驗(yàn)，需要配備相應(yīng)的設(shè)施和儀器。還原劑的粒度和海綿鈦?zhàn)罱K成品的粒度，用標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)+金屬絲網(wǎng)篩檢測，海綿鈦的硬度檢測需要用到布氏硬度計(jì)。

3.1.5 試樣的制備，需要配備相應(yīng)的制樣設(shè)施。對(duì)于海綿鈦企業(yè)質(zhì)檢中心，需要配備常規(guī)的破碎篩分設(shè)備，也需要配備海綿鈦專用制樣設(shè)施。

3.2 適用的主要設(shè)備及設(shè)施

見表2。

3.3 經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)備配置

海綿鈦企業(yè)和生產(chǎn)流程匹配的質(zhì)檢中心，以滿足生產(chǎn)的需要，滿足生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制、安全環(huán)保等因素的分析檢測需要為基本原則，對(duì)應(yīng)于各生產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)備配置主要如下：

1）富鈦料生產(chǎn)系統(tǒng)：智能馬弗爐、自動(dòng)定硫儀、氣體分析器、分光光度計(jì)、振篩機(jī)；

2）四氯化鈦生產(chǎn)系統(tǒng)：智能馬弗爐、自動(dòng)碳硫儀、氯氣專用氣相色譜、便攜式微量水分析儀（防腐型）、分光光度計(jì)、紅外光譜儀、原子吸收分光光度計(jì)、振篩機(jī)；

3）海綿鈦生產(chǎn)系統(tǒng)：自動(dòng)碳硫儀、氧氮?dú)錅y定儀、布氏硬度計(jì)、讀數(shù)顯微鏡、紅外光譜儀、分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、振篩機(jī)、真空自耗電弧爐；

4）配套金屬鎂電解生產(chǎn)系統(tǒng)：氯氣專用氣相色譜、便攜式微量水分分析儀（防腐型）、分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)。

4 結(jié)論

（1）海綿鈦企業(yè)質(zhì)檢中心主要配合生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制、安全環(huán)保等因素的分析檢測需要，裝備和設(shè)施應(yīng)以實(shí)用緊湊為基礎(chǔ)，兼顧先進(jìn)、智能和可發(fā)展；

（2）按照與生產(chǎn)流程板塊對(duì)應(yīng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的主要設(shè)備配置如下：

① 富鈦料生產(chǎn)系統(tǒng)：智能馬弗爐、自動(dòng)定硫儀、氣體分析器、分光光度計(jì)、振篩機(jī)；

② 四氯化鈦生產(chǎn)系統(tǒng)：智能馬弗爐、自動(dòng)碳硫儀、氯氣專用氣相色譜、便攜式微量水分析儀（防腐型）、分光光度計(jì)、紅外光譜儀、原子吸收分光光度計(jì)、振篩機(jī)；

③ 海綿鈦生產(chǎn)系統(tǒng)：自動(dòng)碳硫儀、氧氮?dú)錅y定儀、布氏硬度計(jì)、讀數(shù)顯微鏡、紅外光譜儀、分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、振篩機(jī)、真空自耗電弧爐；

④ 配套金屬鎂電解生產(chǎn)系統(tǒng)：氯氣專用氣相色譜、便攜式微量水分分析儀（防腐型）、分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)。

（3）采用技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高的設(shè)備，有利于提高分析手段并且接軌工廠的智能化管控系統(tǒng)，大型企業(yè)應(yīng)盡量選用。