中小型鈦白生產裝備技術的現狀分析和發展思路唐; 建（湖南株洲化工集團鈦白粉廠 株洲412004）摘要：針對當前我國鈦白工業發展現狀和趨勢，認真分析了中小型鈦白生產裝置的特點，既要加快鈦白生產裝備的更新換代，又要根據企業的現實狀況量力而行，提出了中小型鈦白企業生產裝備技術的發展思路。關鍵詞：中小型 鈦白 裝備 現狀 思路0、 前言鈦白粉（簡稱鈦白）是一種重要的化工原料。它具有優良的物理性能、化學性能、光學性能和顏料性能，被廣泛地用于現代工業、農業、國防和科學技術諸多領域。由于它的應用廣泛，已經發展成為了與人們生活和國民經濟發展有著密切聯系。國外有的經濟學家把對鈦白的消費或人均占有量，作為衡量一個國家的經濟發展和人們生活水平高低的重要標志的一個指標。據2005年鈦白行業協會統計資料介紹：2004年我國鈦白粉主要生產企業有46家，其中產量3萬噸/年只有兩家，大部分廠家產能是在2萬噸以下的中小型企業，并且都采用硫酸法生產鈦白粉（錦州鐵合金公司例外）。由于鈦白粉生產過程是一個精細化工的操作過程，幾乎包括萃取、蒸發濃縮、結晶、沉降等所有的化工單元操作過程。因此鈦白粉生產過程的設備技術先進與否，決定了工藝技術的先進程度，直接影響產品的生產能力、產品質量、產品的成本和企業的經濟效益，甚至關系到行業的生存和發展。鈦白裝備的設計、選材、制造、防腐及自動化程度高低，對每個企業有著非常重要的意義。1 國內鈦白行業的裝備技術現狀分析上世紀九十年代以前，鈦白生產設備以國產化為主。與國外同行業鈦白生產企業相比，規模相對小且性能相對差，幾乎全部為手動操作。國內幾家發展速度較早、規模相對較大的鈦白企業，如鎮鈦、株化、南鈦、上鈦等。經過二十多年的艱苦努力，不僅在鈦白生產工藝技術上不斷提高，而且在設備性能上改進和大型化、半自動化等方面作了積極的探索，做了大量的工作，使一些關鍵設備規模不斷擴大，性能不斷改進，操作實現了半自動化。如磨礦設備由最初的3R雷蒙磨改用型號為4R、5R；酸解罐由V10 m3擴大到V30 m3和V50 m3；沉降槽由V10 m3擴大到V50 m3；搪瓷釜濃縮罐改為F=6m2、F=14m2鈦制薄膜蒸發器；水解罐由V8m3改為V30 m3且半自動操作；水洗由鉆孔PVC葉濾機改為拉槽式的材質為FRPP、轉窯由1.736m改造為2.340m半自動操作；成品粉碎由600/400萬能粉碎機改為3R、4R雷蒙機等等。這些鈦白生產企業在我國鈦白工業發展歷程中，作出了積極的貢獻，成為當時為數不多的骨干企業。然而在這一時期，也由于受當時我國機械制造行業發展制約，國內鈦白工業裝備技術無論從性能上、能力上、材料上、自動化控制等方面上都與國外同行業差距很大、而且發展速度很慢，嚴重制約了鈦白工業的快速發展。從上世紀九十年代初期開始，隨著廣鈦、株化聯合引進4000t/a金紅石鈦白粉生產技術和部分裝備，以及后來居上的渝鈦白、中核華原、濟南裕興、錦州鐵合金廠等企業大量引進國外先進的生產技術同時，也引進了部分關鍵設備。隨著這幾條生產線的建成投產和幾年的運行，從而使我國鈦白的裝備水平實現了幾大突破。主要表現在：1.1生產鈦白粉裝備規模擴大的突破。從九十年代以前國內無一家萬噸級的生產線，發展到九十年代開始至今已有二十三家萬噸級的生產裝置；1.2 生產金紅石鈦白粉裝備實現了零的突破。從株化、鎮鈦、南鈦到渝鈦白、中核華原、濟南裕興等廠相繼生產金紅石鈦白粉，結束了國內鈦白行業無金紅石鈦白粉的歷史，實現了金紅石鈦白粉生產裝備技術在國內應用；1.3部分關鍵鈦白生產裝備技術的突破。特別是引進核消化了一些關鍵設備，縮短了我國鈦白裝備技術水平與國際先進發展國家的差距，為鈦白粉更新換代、產品升級取到了及其重要的作用；1.4 DCS控制系統和分析儀器升級的突破。通過引進和開發控制系統和分析檢測設備，為鈦白生產現代化和檢測手段現代化提供了技術支持和有力保證。由此可見，從上世紀九十年代以來，直接引進國外先進裝備技術，使我國鈦白工業裝備技術水平實現了跨越式發展，在較短的時間內使我國鈦白工業部分裝備技術接近或達到世界先進水平，為鈦白生產發展作出了很大貢獻。但從整體上看，我國鈦白裝備技術水平還很落后，部分引進設備更新快、短期消化也很困難，自主開發的裝備技術為數不多。主要集中表現在以下幾個方面：1.5鈦白裝備核心技術缺乏，自主開發能力不強，特別是擁有知識產權的裝備技術較少；1.6鈦白裝備技術對材料要求很高，而我國能滿足鈦白生產所需的材料是薄弱環節；1.7 缺乏專門研發機構和制造廠家，進行針對鈦白裝備技術問題進行開發、攻關；1.8鈦白裝備技術發展趨勢是機電儀一體化，而該技術在我國還起步不久，在鈦白行業應用尚處于初級階段；1.9鈦白裝備技術存在裝備制造企業與鈦白生產企業一定程度的脫節，阻礙了鈦白工業的健康發展。2國內鈦白行業的裝備技術發展思路2.1鈦白裝備技術發展趨勢之一設備的大型化。從國內萬噸級鈦白裝置的工程設計中，為了獲得較高的產量，得到穩定的產品質量、降低生產成本、提高勞動生產率，同時借鑒了引進技術裝置的設計經驗，在設備的大型化方面向前邁了一大步。經過一些年的運行證明，設備大型化不僅在工藝技術上和工藝控制上得到提升，而且相當一部分設備性能得到改進，勞動生產率大幅提高，是鈦白發展的一條必由之路。鈦白裝置主要設備大型化如下表一（以1.5萬噸/a為例）。表一： 1.5萬噸/a鈦白粉主要崗位大型設備與小型設備能力對照表序號 單元設備 新選用設備及數量 原設備名稱及數量1 磨礦設備 2.8m球磨機 1臺 4R/5R雷蒙磨 45臺2 酸解罐 V130m3 2臺 V3050m3 48臺3 沉降槽 V200m3 2臺 V50100m3 410臺4 結晶罐 V56m3 2臺 V12m3 412臺5 濃縮器 F30m2 2臺 F614m3 48臺6 水解罐 V112m3 2臺 V3050m3 46臺7 葉濾機 F100m2 8臺 F40m2 2426臺8 煅燒轉窯 2.855m 1臺 2.340m 2臺9 雷蒙磨 5R 2臺 4R 3臺2.2鈦白裝備技術的發展趨勢之二設備的引進國產化。經過幾大骨干廠近年的努力，已引進國外先進的生產技術和裝備技術。這些引進的設備在現階段為我國鈦白工業裝備水平提升發揮了巨大作用，但引進設備價格昂貴，投資較大，維修費用偏高。對中小鈦白企業來講，老裝置的擴能改造，需以降低工程投資，增強企業競爭能力為目的。最可行的辦法是對目前已定型的引進設備進行國產化，一方面可以推動國內裝備制造行業的發展，另一方面又能提升鈦白裝備水平。近幾年來，隨著對部分引進設備的消化、吸收，基本上能滿足鈦白生產的要求，縮短了國內鈦白工業與國外發達國家的差距。具體有以下設備已全部或基本上實現了國產化。（見表二）表二：近年鈦白行業裝備技術引進、消化情況列表序號 設備名稱及型號 引進國家 國產化程度 備注1 2.8m球磨機 捷克 整機 磨礦設備2 V130m3酸解罐 東歐技術 整機 主反應器3 真空結晶罐系統 芬蘭 整機 冷凍結晶設備4 P-360活塞推進離心機 瑞士 整機 亞鐵分離設備5 F18m2轉盤過濾機 東歐 整機 亞鐵分離設備6 F260m2濃縮器 芬蘭 部分 濃縮、蒸發設備7 V100m3水解罐 東歐技術 整機 水解8 F150m2葉片過濾機 捷克 整機 水洗9 隔膜壓濾機 德國 整機 洗滌、抽濾10 真空轉鼓過濾機 澳大利亞 整機 洗滌、抽濾11 2.855m回轉煅燒窯 東歐技術 整機 煅燒12 AWO燃燒器 英國 整機 燃燒器13 5R雷蒙機 德國 部分 粉碎14 振動磨 澳大利亞 整機 研磨15 砂濾機 英國/德國 部分 研磨16 帶式干燥機 澳大利亞/英國 整機 干燥17 1000氣流粉碎機 美國 整機 粉碎18 DCS自動控制系統 德國 全套 控制操作系統19 檢測、分析設備 美國、德國等 部分 分析、檢測儀器20 泵、閥 歐美 部分 輸送設備2.3、鈦白裝備技術發展趨勢之三設備的操作自動控制化。鈦白生產由于單元設備多而且分布面積廣，同時要求責任心強，操作人員普遍反映勞動強度大。如果由于操作不當，很容易對生產造成影響，同時由于人為因素不可能避免，對生產工藝控制和產品質量波動是顯而易見的。鈦白是精細化工產品，我國鈦白工業依靠自力更生，雖然走過了近四十年，至今很難批量生產高檔鈦白粉來替代進口產品，其中由于人為因素影響是造成工藝控制指標波動范圍大，最終產品質量不穩定的主要原因之一。鈦白生產工藝比較復雜，控制點偏多，各個生產單元操作要求不同，執行程序比較復雜。但專業技術人員可以將各種數據和主要程序置于PLC（PCS可編程控器）中，完全由PLC控制。生產操作的控制可由DCS（DCS集散控制系統）來實現，借助DCS強大的人機界面來實現顯示、監控、報警等功能。DCS控制系統是目前世界上先進的過程控制設備，代表過程自動控制技術的主流。它采用以微處理器為基礎的“智能技術”，以分散的控制適應分散的過程為對象，以集中的監視、操作和管理達到掌握全局的要求。它具有控制功能強大、界面友好、可靠性高等特點，同時能夠避免操作人員憑經驗操作，隨意性大所產生的問題，并保證各設備之間有著嚴格的連鎖關系，出現問題自動報警，自動記錄生產情況。進入二十一世紀，隨著引進鈦白技術和裝置的應用和消化，部分萬噸級裝置采用了先進的DCS控制，極大地降低了操作人員的勞動強度，同時對生產工藝控制穩定、減少人為因素的影響，提高和穩定產品質量取得了十分重要的作用。設備自動控制操作與手動操作比，實現了工藝控制穩定，避免了人為因素對生產造成的影響，完全能適應鈦白生產設備技術的發展要求，是鈦白工業裝備技術的發展趨勢。3結束語中小型鈦白企業與規模較大的企業比較，在規模、效益方面是絕對處于劣勢