海綿鈦生產企業質檢中心的裝備和設施

（貴陽鋁鎂設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

海綿鈦生產企業質檢中心承擔企業生產所需的所有分析檢測工作。

海綿鈦的生產，流程長而需要檢測的環節多，樣品種類復雜。在最初的分析檢測工作中，多數分析過程采用化學法操作，工作量大且容易引入人為誤差。隨著科技的發展，檢測手段和裝備設施得到很大發展，各種儀器的采用，產生了簡化分析流程、提高工作速度、減少人為誤差、便于生產管控的顯著成效，使得質檢中心的工作在各方面得到顯著提升。企業可以按照生產需要，綜合權衡資金投入與裝備等級的因素，進行質檢中心的裝備和設施配置。

1 海綿鈦生產企業質檢中心的主要任務和檢測項目

1.1 主要任務

海綿鈦生產工藝流程主要由四個生產系統構成：

（1）鈦渣生產系統；

（2）四氯化鈦生產系統；

（3）海綿鈦生產系統；

（4）配套金屬鎂電解生產系統。

主要生產流程如圖1所示：

質檢中心配合生產需要，主要任務如下：

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

（2）四氯化鈦生產分析：對富鈦料成分、粒度進行批樣抽檢；對還原劑進行分析檢測，對粗/精四氯化鈦、高沸點物、低沸點物、爐渣、收塵渣、尾氣成分進行檢測分析；

圖1 海綿鈦生產流程

（3）海綿鈦生產分析：對批量精四氯化鈦、金屬鎂、每爐次海綿鈦產品等生產環節物料的化學成分、雜質含量等指標進行檢測分析，對氣體的純度進行分析，對成品海綿鈦的粒度、堆比重以及布氏硬度和常見雜質元素進行分析檢驗；

（4）鎂電解生產分析：對鎂電解生產系統的電解質、電解槽渣、氯氣氣體濃度進行成分分析，對金屬鎂、精煉熔劑、外購鎂錠及各種原料進行成分分析；

（5）輔助生產系統的分析：對排放尾氣進行控制分析，對輔助原料和洗滌、中和廢液進行成分分析。

（6）試樣制備：對不能直接分取來檢測的樣品進行必要的加工制備，如對焦炭進行破碎和縮分，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鈦錠車制和取屑。

1.2 主要分析檢測項目

見表1。

2 海綿鈦企業質檢中心的裝備和設施配備應遵循的原則

2.1 精簡實用的原則

質檢中心建設的直接目的是滿足本企業生產需要，滿足生產控制、質量控制、安全環保等因素的分析檢測需要，貫徹經濟實用的原則。經濟實用的配備是基本框架，可以以此為基礎向著先進智能的方向擴展。

2.2 人員和設施安全，方便操作的原則

質檢中心的裝備和設施必須貫徹質檢中心安全技術規定，方便人員安全操作、方便設施的安全使用和管理，必須具備減少職業危害和保護操作人員安全、降低安全事故風險的手段。

2.3 兼顧先進、智能、可發展的原則

在投資和建設條件允許的情況下，質檢中心盡可能多地采用技術先進、自動化程度高的設備，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、便于統一協調的可能。

3 海綿鈦企業質檢中心的裝備

3.1 裝備的選擇

3.1.1 主要依據的實驗方法：海綿鈦企業的質檢工作中，主要用到重量法、容量法、光譜法、色譜法、電化學法。

3.1.2 容量法、重量法是最基礎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照，驗證和擴展大型分析儀器的適用范圍，拓展雜項分析，低價鈦的檢測也主要依賴于容量滴定法，所以化學分析工作所需的基礎通用設備和通用設施是必須具備的

3.1.3 為加強分析手段、提升企業形象、提高自動化和智能化水平，需要適當配備分析儀器。光譜法特別適用于海綿鈦生產試樣的成分分析，可見分光光度計和原子吸收分光光度計作為常規設備應該具備；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射光譜儀（ICP-OES）、X-射線光譜儀（XRF）、光電發射直讀光譜儀（OES），等等，特別是電感耦合等離子體發射光譜儀，能夠簡便分析過程、提高自動化程度、很大的提升分析檢測的手段和檔次，但由于設備投資較高，應根據企業的生產規模、質量控制要求和可實現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，用于氯氣檢測的設備必須是專用的防腐型的，而且最好便攜式的、利于現場就近檢測。自動碳硫儀、自動定硫儀、氧氮氫測定儀的使用，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，需要配備相應的設施和儀器。還原劑的粒度和海綿鈦最終成品的粒度，用標準振篩機+金屬絲網篩檢測，海綿鈦的硬度檢測需要用到布氏硬度計。

3.1.5 試樣的制備，需要配備相應的制樣設施。對于海綿鈦企業質檢中心，需要配備常規的破碎篩分設備，也需要配備海綿鈦專用制樣設施。

3.2 適用的主要設備及設施

見表2。

3.3 經濟實用的設備配置

海綿鈦企業和生產流程匹配的質檢中心，以滿足生產的需要，滿足生產控制、質量控制、安全環保等因素的分析檢測需要為基本原則，對應于各生產系統的經濟實用的設備配置主要如下：

1）富鈦料生產系統：智能馬弗爐、自動定硫儀、氣體分析器、分光光度計、振篩機；

2）四氯化鈦生產系統：智能馬弗爐、自動碳硫儀、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、紅外光譜儀、原子吸收分光光度計、振篩機；

3）海綿鈦生產系統：自動碳硫儀、氧氮氫測定儀、布氏硬度計、讀數顯微鏡、紅外光譜儀、分光光度計、原子吸收分光光度計、振篩機、真空自耗電弧爐；

4）配套金屬鎂電解生產系統：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、原子吸收分光光度計。

4 結論

（1）海綿鈦企業質檢中心主要配合生產，滿足生產控制、質量控制、安全環保等因素的分析檢測需要，裝備和設施應以實用緊湊為基礎，兼顧先進、智能和可發展；

（2）按照與生產流程板塊對應，經濟實用的主要設備配置如下：

① 富鈦料生產系統：智能馬弗爐、自動定硫儀、氣體分析器、分光光度計、振篩機；

② 四氯化鈦生產系統：智能馬弗爐、自動碳硫儀、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、紅外光譜儀、原子吸收分光光度計、振篩機；

③ 海綿鈦生產系統：自動碳硫儀、氧氮氫測定儀、布氏硬度計、讀數顯微鏡、紅外光譜儀、分光光度計、原子吸收分光光度計、振篩機、真空自耗電弧爐；

④ 配套金屬鎂電解生產系統：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、原子吸收分光光度計。

（3）采用技術先進、自動化程度高的設備，有利于提高分析手段并且接軌工廠的智能化管控系統，大型企業應盡量選用。