提高海綿鈦破碎包裝工序合格率的探討

金 旭

（遵義鈦業股份有限公司，貴州 遵義 563004）

鈦合金是金屬材料領域中一種性能優良的金屬材料，鈦合金自身的密度比較低，但同時具有很高的強度和比模量，具有熔點溫度高、有較強大的耐腐蝕性和抗高溫性，還有非常好的抗蠕變性能與抗氧化性能，是非常有潛力的新一代高溫合金結構材料，被稱之為“太空金屬”與“海洋金屬”和“戰略金屬”，所以在航空航天和核工業等領域非常重要，并被廣泛使用，是非常重要的戰略物資［1］。

1 存在的問題

工業生產海綿鈦全流程工藝主要包括氯化、鎂電解、海綿鈦還原蒸餾、海綿鈦破碎包裝。海綿鈦產品的包裝非常嚴格，產品里面不能有任何的鐵釘、棉線、膠皮、焊渣等非鈦產品的混雜物，所以在破碎包裝時，在整過生產車間均是金屬設備、金屬管道。海綿鈦經過粗碎設備破碎后，要經過不銹鋼溜槽輸送到中破設備破碎再到細碎設備，再經不銹鋼溜槽輸送到包裝工序。經破碎的產品與不銹鋼溜槽接觸時，金屬與金屬之間的碰撞震動發出刺耳的聲音，經現場檢測噪聲在115 dB左右，嚴重高于常人的身體承受范圍，給操作工人的聽力造成嚴重影響，工作年限長了會患上職業病。在成品破碎包裝工序噪聲對人體產生的主要影響：長時間職業性可引起耳痛和鼓膜傷害等；噪聲可使操作工人產生言語聽力損傷，此外，還可引起植物神經紊亂如睡眠不良，頭痛耳鳴以及心血管功能障礙，心情煩躁等；海綿鈦在經過粗破碎機破碎后，有一部分產品粒度已達到了國家的標準要求，再經過傳送帶輸送到細破碎機破碎后，原來合格粒度的產品再一次被破碎，粒度就變小達不到客戶要求的標準粒度，這部分不合格粒度產品被作為廢鈦處理，造成產品合格率低下，生產成本的增加。綜合上述存在的問題，其一是合格粒度產品被二次破碎，有部分成為粒度不合格產品，其二是生產現場噪音問題。對存在的問題進行現場數據采集分析，對破碎連續生產10爐次數據進行統計，產品經過二次破碎后不合格粒度的細顆粒鈦的重量統計見表1。

表1 產品經破碎后合格粒度與不合格粒度表

從表1中可看出，產品連續生產10爐次，經過二次破碎后，最高爐次不合格品占總重量的百分比高達8.78%，最低爐次不合格品占總重量5.01%，平均爐次有6.98%的是粒度不合格品，產品粒度不合格判定產品不合格，該部分細顆粒鈦不能作為產品正品銷售。

破碎生產時海綿鈦金屬與不銹鋼溜槽之間撞擊發出的噪音，連續檢測的數值見表2。

表2 改造前檢測現場生產噪音值 dB

從表2中可看出，檢測噪音最高達116.6 dB，最低值為112.5 dB，平均值為114.6 dB，最低值遠遠高于正常人耳朵的承受能力。

2 解決方案

為了解決海綿鈦破碎生產過程中的海綿鈦產品與不銹鋼溜槽發生刺耳聲音和海綿鈦粒度合格產品被二次破碎成為不合格品的生產技術問題，采用如下技術方案和工藝路線：

1.為了便于合格粒度的海綿鈦顆粒不被二次破碎，在不銹鋼溜槽底部開設有多個海綿鈦標準粒度的孔洞。

2.開發一種海綿鈦破碎生產過程中的消音溜槽裝置及生產工藝，該溜槽裝置包括有防護層、消音材料、不銹鋼鋼管、減震裝置和密封環。溜槽裝置的具體設計思路是不銹鋼鋼管通過減震裝置連接于不銹鋼溜槽外側，在不銹鋼鋼管外側設有防護層，在防護層與不銹鋼鋼管之間填充有消音材料（消音棉），在防護層與不銹鋼溜槽之間的頂端和底端各設置有一密封環，從而組成一個密閉體。

2.1 解決合格粒度海綿鈦被二次破碎的技術問題

海綿鈦破碎工藝開始經過粗破碎、中破碎、細破碎，中間的輸送方式采用溜槽進行輸送，當經破碎的海綿鈦進入不銹鋼溜槽，與設于其底部的多個海綿鈦標準粒度孔洞接觸時，合格的海綿鈦標準粒度產品隨即被分離，合格的粒度產品通過孔洞進入皮帶輸送到料倉進行收集，不合格的大粒度產品再經過下一破碎機進行破碎，如此解決了海綿鈦合格粒度產品被二次破碎后變成粒度不合格產品。

2.2 對降低噪聲的控制措施

在未對破碎工藝現場的設備、設施、工藝以及個人防護用品進行改進前，現場噪聲的平均值在114.6 dB左右。一般通過設備改進及工藝制度優化，以無聲或產生低聲的設備和工藝代替高聲設備，對局部噪聲源采取防噪聲措施［2］。本試驗方案采用消聲裝置以隔離和封閉噪聲源；并采用減震裝置以防止噪聲通過固體向外傳播。其工藝流程：當海綿鈦進入不銹鋼溜槽的瞬間，因減震裝置的作用，減少海綿鈦產品撞擊金屬溜槽的作用力，降低了噪音的強度，再經過消音棉的消音作用，更大限度降低了噪聲向外層傳播的強度。因此，經過二次降噪音的措施，生產現場噪音得到進一步緩解。

3 試驗結果

3.1 解決海綿鈦被二次破碎的生產試驗結果

破碎系統經過改造后，統計連續生產10爐次的數據見表3。

表3 產品經破碎系統改造后合格粒度與不合格粒度表

從表3中可看出，產品連續生產10爐次，經過二次破碎后，粒度不合格品占總重量最高爐次才3.38%，粒度不合格重量占比最低2.15%，平均每爐粒度不合格重量占比3%。

破碎系統經過技術和工藝改進后，產品合格率明顯提高，產品破碎系統改造前后的對比見表4（統計數據取平均值）。

表4 改造前后數據對比表

從表4可以看出：經改造后，產品的合格率提高3.98%。

3.2 降低噪音試驗方案的檢測結果

改造后，對生產現場在不同時間段噪音取10次的檢測數據，結果見表5。

生產改造前后，現場檢測的噪音平均值的對比圖如圖1所示。

表5 系統改造后噪音值dB

圖1 改造前后生產現場噪音平均值對比圖

對比圖1可知，生產試驗后，噪音降低29.8 dB，降低26%，試驗效果明顯。但是由于技術上的原因限制，破碎時噪音不可能完全消除，必須加強個體防護用品的使用，在生產現場必須采用個人佩戴耳塞、耳罩或頭盔來保護聽力。

4 結束語

經過連續的生產試驗，設計的海綿鈦防二次破碎裝置結構簡單且實用，投入制造費用不高，優化了破碎生產工藝及制度，采用技術方案改造后的效果很明顯：

1.該試驗克服了合格粒度產品被二次破碎后成為粒度不合格產品的技術問題，增加了3.98%產品合格率，提高了海綿鈦的經濟效益。

2.該試驗降低了生產車間的噪音分貝，保護操作工的聽力，減少了職業病的發生，有益于操作工人的身心健康。

3.在生產現場，操作人員戴上一般性的防護用品，不會感到不適，消除心理障礙。