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1、中小型钛白生产装备技术的现状分析和发展思路唐; 建（湖南株洲化工集团钛白粉厂 株洲412004）摘要：针对当前我国钛白工业发展现状和趋势，认真分析了中小型钛白生产装置的特点，既要加快钛白生产装备的更新换代，又要根据企业的现实状况量力而行，提出了中小型钛白企业生产装备技术的发展思路。关键词：中小型 钛白 装备 现状 思路0、 前言钛白粉（简称钛白）是一种重要的化工原料。它具有优良的物理性能、化学性能、光学性能和颜料性能，被广泛地用于现代工业、农业、国防和科学技术诸多领域。由于它的应用广泛，已经发展成为了与人们生活和国民经济发展有着密切联系。国外有的经济学家把对钛白的消费或人均占有量，作为衡量一个
2、国家的经济发展和人们生活水平高低的重要标志的一个指标。据2005年钛白行业协会统计资料介绍：2004年我国钛白粉主要生产企业有46家，其中产量3万吨/年只有两家，大部分厂家产能是在2万吨以下的中小型企业，并且都采用硫酸法生产钛白粉（锦州铁合金公司例外）。由于钛白粉生产过程是一个精细化工的操作过程，几乎包括萃取、蒸发浓缩、结晶、沉降等所有的化工单元操作过程。因此钛白粉生产过程的设备技术先进与否，决定了工艺技术的先进程度，直接影响产品的生产能力、产品质量、产品的成本和企业的经济效益，甚至关系到行业的生存和发展。钛白装备的设计、选材、制造、防腐及自动化程度高低，对每个企业有着非常重要的意义。1 国内
3、钛白行业的装备技术现状分析上世纪九十年代以前，钛白生产设备以国产化为主。与国外同行业钛白生产企业相比，规模相对小且性能相对差，几乎全部为手动操作。国内几家发展速度较早、规模相对较大的钛白企业，如镇钛、株化、南钛、上钛等。经过二十多年的艰苦努力，不仅在钛白生产工艺技术上不断提高，而且在设备性能上改进和大型化、半自动化等方面作了积极的探索，做了大量的工作，使一些关键设备规模不断扩大，性能不断改进，操作实现了半自动化。如磨矿设备由最初的3R雷蒙磨改用型号为4R、5R；酸解罐由V10 m3扩大到V30 m3和V50 m3；沉降槽由V10 m3扩大到V50 m3；搪瓷釜浓缩罐改为F=6m2、F=14m2
4、钛制薄膜蒸发器；水解罐由V8m3改为V30 m3且半自动操作；水洗由钻孔PVC叶滤机改为拉槽式的材质为FRPP、转窑由1.736m改造为2.340m半自动操作；成品粉碎由600/400万能粉碎机改为3R、4R雷蒙机等等。这些钛白生产企业在我国钛白工业发展历程中，作出了积极的贡献，成为当时为数不多的骨干企业。然而在这一时期，也由于受当时我国机械制造行业发展制约，国内钛白工业装备技术无论从性能上、能力上、材料上、自动化控制等方面上都与国外同行业差距很大、而且发展速度很慢，严重制约了钛白工业的快速发展。从上世纪九十年代初期开始，随着广钛、株化联合引进4000t/a金红石钛白粉生产技术和部分装备，以及
5、后来居上的渝钛白、中核华原、济南裕兴、锦州铁合金厂等企业大量引进国外先进的生产技术同时，也引进了部分关键设备。随着这几条生产线的建成投产和几年的运行，从而使我国钛白的装备水平实现了几大突破。主要表现在：1.1生产钛白粉装备规模扩大的突破。从九十年代以前国内无一家万吨级的生产线，发展到九十年代开始至今已有二十三家万吨级的生产装置；1.2 生产金红石钛白粉装备实现了零的突破。从株化、镇钛、南钛到渝钛白、中核华原、济南裕兴等厂相继生产金红石钛白粉，结束了国内钛白行业无金红石钛白粉的历史，实现了金红石钛白粉生产装备技术在国内应用；1.3部分关键钛白生产装备技术的突破。特别是引进核消化了一些关键设备，缩
6、短了我国钛白装备技术水平与国际先进发展国家的差距，为钛白粉更新换代、产品升级取到了及其重要的作用；1.4 DCS控制系统和分析仪器升级的突破。通过引进和开发控制系统和分析检测设备，为钛白生产现代化和检测手段现代化提供了技术支持和有力保证。由此可见，从上世纪九十年代以来，直接引进国外先进装备技术，使我国钛白工业装备技术水平实现了跨越式发展，在较短的时间内使我国钛白工业部分装备技术接近或达到世界先进水平，为钛白生产发展作出了很大贡献。但从整体上看，我国钛白装备技术水平还很落后，部分引进设备更新快、短期消化也很困难，自主开发的装备技术为数不多。主要集中表现在以下几个方面：1.5钛白装备核心技术缺乏，
7、自主开发能力不强，特别是拥有知识产权的装备技术较少；1.6钛白装备技术对材料要求很高，而我国能满足钛白生产所需的材料是薄弱环节；1.7 缺乏专门研发机构和制造厂家，进行针对钛白装备技术问题进行开发、攻关；1.8钛白装备技术发展趋势是机电仪一体化，而该技术在我国还起步不久，在钛白行业应用尚处于初级阶段；1.9钛白装备技术存在装备制造企业与钛白生产企业一定程度的脱节，阻碍了钛白工业的健康发展。2国内钛白行业的装备技术发展思路2.1钛白装备技术发展趋势之一设备的大型化。从国内万吨级钛白装置的工程设计中，为了获得较高的产量，得到稳定的产品质量、降低生产成本、提高劳动生产率，同时借鉴了引进技术装置的设计
8、经验，在设备的大型化方面向前迈了一大步。经过一些年的运行证明，设备大型化不仅在工艺技术上和工艺控制上得到提升，而且相当一部分设备性能得到改进，劳动生产率大幅提高，是钛白发展的一条必由之路。钛白装置主要设备大型化如下表一（以1.5万吨/a为例）。表一： 1.5万吨/a钛白粉主要岗位大型设备与小型设备能力对照表序号 单元设备 新选用设备及数量 原设备名称及数量1 磨矿设备 2.8m球磨机 1台 4R/5R雷蒙磨 45台2 酸解罐 V130m3 2台 V3050m3 48台3 沉降槽 V200m3 2台 V50100m3 410台4 结晶罐 V56m3 2台 V12m3 412台5 浓缩器 F30m
9、2 2台 F614m3 48台6 水解罐 V112m3 2台 V3050m3 46台7 叶滤机 F100m2 8台 F40m2 2426台8 煅烧转窑 2.855m 1台 2.340m 2台9 雷蒙磨 5R 2台 4R 3台2.2钛白装备技术的发展趋势之二设备的引进国产化。经过几大骨干厂近年的努力，已引进国外先进的生产技术和装备技术。这些引进的设备在现阶段为我国钛白工业装备水平提升发挥了巨大作用，但引进设备价格昂贵，投资较大，维修费用偏高。对中小钛白企业来讲，老装置的扩能改造，需以降低工程投资，增强企业竞争能力为目的。最可行的办法是对目前已定型的引进设备进行国产化，一方面可以推动国内装备制造行
10、业的发展，另一方面又能提升钛白装备水平。近几年来，随着对部分引进设备的消化、吸收，基本上能满足钛白生产的要求，缩短了国内钛白工业与国外发达国家的差距。具体有以下设备已全部或基本上实现了国产化。（见表二）表二：近年钛白行业装备技术引进、消化情况列表序号 设备名称及型号 引进国家 国产化程度 备注1 2.8m球磨机 捷克 整机 磨矿设备2 V130m3酸解罐 东欧技术 整机 主反应器3 真空结晶罐系统 芬兰 整机 冷冻结晶设备4 P-360活塞推进离心机 瑞士 整机 亚铁分离设备5 F18m2转盘过滤机 东欧 整机 亚铁分离设备6 F260m2浓缩器 芬兰 部分 浓缩、蒸发设备7 V100m3水解
11、罐 东欧技术 整机 水解8 F150m2叶片过滤机 捷克 整机 水洗9 隔膜压滤机 德国 整机 洗涤、抽滤10 真空转鼓过滤机 澳大利亚 整机 洗涤、抽滤11 2.855m回转煅烧窑 东欧技术 整机 煅烧12 AWO燃烧器 英国 整机 燃烧器13 5R雷蒙机 德国 部分 粉碎14 振动磨 澳大利亚 整机 研磨15 砂滤机 英国/德国 部分 研磨16 带式干燥机 澳大利亚/英国 整机 干燥17 1000气流粉碎机 美国 整机 粉碎18 DCS自动控制系统 德国 全套 控制操作系统19 检测、分析设备 美国、德国等 部分 分析、检测仪器20 泵、阀 欧美 部分 输送设备2.3、钛白装备技术发展趋势
12、之三设备的操作自动控制化。钛白生产由于单元设备多而且分布面积广，同时要求责任心强，操作人员普遍反映劳动强度大。如果由于操作不当，很容易对生产造成影响，同时由于人为因素不可能避免，对生产工艺控制和产品质量波动是显而易见的。钛白是精细化工产品，我国钛白工业依靠自力更生，虽然走过了近四十年，至今很难批量生产高档钛白粉来替代进口产品，其中由于人为因素影响是造成工艺控制指标波动范围大，最终产品质量不稳定的主要原因之一。钛白生产工艺比较复杂，控制点偏多，各个生产单元操作要求不同，执行程序比较复杂。但专业技术人员可以将各种数据和主要程序置于PLC（PCS可编程控器）中，完全由PLC控制。生产操作的控制可由DCS（DCS集散控制系统）来实现，借助DCS强大的人机界面来实现显示、监控、报警等功能。DCS控制系统是目前世界上先进的过程控制设备，代表过程自动控制技术的主流。它采用以微处理器为基础的“智能技术”，以分散的控制适应分散的过程为对象，以集中的监视、操作和管理达到掌握全局的要求。它具有控制功能强大、界面友好、可靠性高等特点，同时能够避免操作人员凭经验操作，随意性大所产生的问题，并保证各设备之间有着严格的连锁关系，出现问题自动报警，自动记录生产情况。进入二十一世纪，随着引进钛白技术和装置的应用和消化，部分万吨级装置采用了先进
