【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 10000t/a，美國(guó)是鉬制品最大的消費(fèi)國(guó)，其消費(fèi)量一直在 2021t/a左右，約占總消費(fèi)量的25%，西歐消費(fèi)量約在 3000t/a 左右，約占總消費(fèi)量的 %,日本消費(fèi)量在 600800t/a，約占 7%，中國(guó)消費(fèi)量在 10001300t/a,約占 1013%。 全世界鉬制品的生產(chǎn)能力約 1000012021t/a，主要集中在西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如奧地利的普蘭西、美國(guó)的 CSM 公司、德國(guó)的 STACK公司、日本的東芝、東京鎢公司，中國(guó)也是生 產(chǎn)大國(guó)，年產(chǎn)能在 1600t/a左右，但其產(chǎn)品以鉬粉及中間坯料為主，附加值和技術(shù)含量較低。 世界鉬業(yè)的發(fā)展預(yù)測(cè)鉬發(fā)展?jié)摿薮螅@是由于當(dāng)今科技最發(fā)達(dá)的美國(guó)自身是鉬資源及生產(chǎn)第一大國(guó)，加上它已有相當(dāng)?shù)目萍妓胶蛻?yīng)用基礎(chǔ)，同資源集中于中、俄的鎢比較起來，美國(guó)和西歐更熱衷于對(duì)鉬的應(yīng)用研究。同時(shí)由于近年來鉬在環(huán)保與 可持續(xù)發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用，加之汽車工業(yè)對(duì)鉬的需求更加擴(kuò)大可以說鉬業(yè)市場(chǎng)特別是鉬制品的?高、精、尖?產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)面臨新的發(fā)展機(jī)遇，市場(chǎng)前景廣闊。作為鉬資源大國(guó)，我們鉬制品出口主要以鉬粉和未鍛軋鉬等初級(jí)原料為主，而以更高的價(jià)格進(jìn)口鉬 21 深加工制品，與我國(guó)的鉬生產(chǎn)規(guī)模和地位很不相稱，因此應(yīng)盡快發(fā)展鉬深加工制品，實(shí)現(xiàn)由礦產(chǎn)資源初級(jí)產(chǎn)品向高附加值的鉬深加工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。 目前，僅鉬圓片市場(chǎng)需求較大，國(guó)內(nèi)年需求 100 噸左右，國(guó)外在中國(guó)目前采購(gòu)量為每年 160 噸左右，而目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)規(guī)模是 90－ 100 噸，市場(chǎng)缺口 150－ 160 噸 左右。 五、建設(shè)目標(biāo)、基本原理、工藝路線 建設(shè)目標(biāo) 本項(xiàng)目主要產(chǎn)品為高性能高精度醫(yī)用鈦材、熱交換器專用鈦材、形狀記憶鈦合金和新一代節(jié)能型鉬圓片等。按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)，項(xiàng)目完成達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)高性能有色金屬材料及深加工產(chǎn)品 800 噸，其中高性能高精度醫(yī)用鈦材 400 噸，板式熱交換器專用鈦材 150噸，鈦鎳鈮形狀記憶合金產(chǎn)及其它鈦合金 80 噸；生產(chǎn)新一代節(jié)能型鉬園片及其它鉬產(chǎn)品 80 噸；生產(chǎn)鋯、鎳、鈮等其他有色金屬材料 90 噸。 鈦產(chǎn)品 鈦屬于較活潑的金屬元素，常溫下鈦的化學(xué)活性很小，但溫度增加時(shí)鈦的活 性迅速增加。在高溫下鈦可與許多物質(zhì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，液態(tài)鈦可 幾乎能溶解所有的金屬 ,可以和多種金屬形成合金。 純鈦具有可塑性，但強(qiáng)度低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。 鈦中加入其他元素，可以顯著的改變鈦的物理、化學(xué)性能、 22 機(jī)械性能和耐腐蝕性能。特別是一些間隙元素，它們可以使鈦晶格發(fā)生畸變，而影響鈦的的各種性能。利用鈦的這些性質(zhì)，在鈦中加入其它元素，并通過嚴(yán)格控制加入元素的種類和數(shù)量制成的鈦合金材料，就具有了優(yōu)異的綜合性能，如密度小、比強(qiáng)度、比斷裂韌性高、疲勞強(qiáng)度、抗裂紋擴(kuò)展能力好，低溫韌性良好、蝕性能優(yōu)異等，可廣泛應(yīng)用于航空、航天 、化工、航海、軍事、醫(yī)用等多個(gè)領(lǐng)域。 項(xiàng)目利用真空自耗電弧爐在 真空條件下 ， 借助電弧放電產(chǎn)生的 高溫 ，使利用海綿鈦壓制的 自耗 電極 連續(xù) 穩(wěn)定地 熔化 ，通過 結(jié)晶、成錠 、油壓鍛造機(jī)上多次 軋制、拔制 、等溫鍛壓， 壓實(shí)或焊合鑄態(tài)疏松、孔隙、微裂等 ； 打碎枝狀結(jié)晶被使晶粒變細(xì) ； 改變?cè)瓉淼奶蓟锲龊筒痪鶆蚍植?； 使組織均勻，從而獲得內(nèi)部密實(shí)、均勻、細(xì)微 ， 綜合性能好、使用可靠 的醫(yī)用和熱交換器用鈦合金棒材、板材、環(huán)餅材、鍛件等。 原料 壓制電極塊 焊接 真空自耗熔煉 鑄錠 涂層 加熱 23 鍛造 打磨 刨面 打磨 加熱 修磨 加熱 鍛造 檢查 鍛造 機(jī)加 稱重 刻口 探傷 板坯 鋸切 取樣 平頭倒角 檢查 打磨 修磨 加熱 檢查 鍛造 稱重 機(jī)加 包裝 探傷 棒材 取樣 檢查 稱重 包裝 餅環(huán)材 熔鑄 利用自行設(shè)計(jì)的真空自耗電弧爐，采用 計(jì)算機(jī)全程控制、高精度電子自動(dòng)稱重、遠(yuǎn)距離控制操作、 xy調(diào)節(jié)、同軸供電、電腦存儲(chǔ)熔煉參數(shù)等技術(shù)，選用日本日立公司交流伺服電機(jī)系統(tǒng)，自動(dòng)完成對(duì)熔煉過程的全程實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，實(shí)現(xiàn)了恒熔 24 速熔煉，減少加工程序，降低成本，生產(chǎn)無夾雜、無偏析的優(yōu)質(zhì)鈦合金鑄錠，滿足航空、宇航、人體植入物、船 舶、海洋開發(fā)等行業(yè)對(duì)各種高性能或?qū)I(yè)鈦合金的需求。 鍛造生產(chǎn)線采用自由鍛壓機(jī)和操作機(jī)，主機(jī)采用三梁四柱、三柱塞上拉形式，設(shè)備集電、機(jī)、液一體，定程、定壓控制，可選操作方式有自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種，實(shí)現(xiàn)了 PLC 可編程控制、鍛壓機(jī)與操作機(jī)實(shí)現(xiàn)同臺(tái)操作，天然氣爐、電爐加熱設(shè)備實(shí)現(xiàn)了多條溫度曲線設(shè)定存儲(chǔ)式智能控制余熱利用和超時(shí)報(bào)警，電爐爐溫控制在177。 5℃，天然氣爐溫可控制在177。 10℃，滿足了高性能鈦合金材料的鍛造加熱及熱處理的技術(shù)要求。 主要生產(chǎn)設(shè)備有真空自耗電弧爐、自由鍛壓機(jī)、液壓式操作機(jī)、模具壓力機(jī)、雙梁橋式起重機(jī) 、室式燃?xì)饧訜釥t、臺(tái)式天然氣爐、室式電阻爐、電極烘烤爐、裝出料機(jī)、冷卻塔、循環(huán)水池用水泵、臥式車床、銑床、坩堝等 項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要設(shè)備為自動(dòng)化真空自耗電弧爐和自由鍛壓機(jī)。自動(dòng)化真空自耗電弧爐程控制、高精度電子自動(dòng)稱重、遠(yuǎn)距離控制操作、 xy調(diào)節(jié)、同軸供電、溫水冷卻、電腦存儲(chǔ)熔煉參數(shù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了恒熔速熔煉和熔煉過程的全程實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)完成VAR電弧的引弧、冶煉、退弧工藝過程的控制 ， 排除了人為因素的影響，其性能可與進(jìn)口的同類設(shè)備相媲美，達(dá)到世界先進(jìn)水平。 自由鍛造壓力機(jī)，主機(jī)采用三梁四柱、三柱 塞上拉形式，設(shè)備集電、機(jī)、液一體定程、定壓控制，操作方式有自動(dòng)、半自動(dòng)、 25 手動(dòng)三種。電器控制采用 PLC 可編程控制，鍛造壓力機(jī)與操作機(jī)聯(lián)動(dòng)使用，便于操作和觀察。自化智能控制的天然氣爐和電爐加熱設(shè)備通過多條溫度曲線設(shè)定存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保，爐溫控制精度高，滿足多種規(guī)格金屬材料的鍛造加熱及熱處理，并具備超時(shí)報(bào)警和天然氣爐的余熱重復(fù)利用等功能。該設(shè)備集成了機(jī)械、液壓技術(shù)、微電子技術(shù)、自控技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、信息處理技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程等各相關(guān)技術(shù)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。 新一代節(jié)能型鉬圓片 采用鉬粉壓制成型工藝，通過? 粉末壓制成型、 多次精度焙燒固化、摩擦壓力機(jī)熱鍛打、消除應(yīng)力退火、金剛砂循環(huán)水研磨?等工藝工程，生產(chǎn)的?新一代節(jié)能型鉬圓片?，克服傳統(tǒng)的?鉬板壓軋沖制?鉬圓片生產(chǎn)工藝中，由于切割和強(qiáng)性鍛打，破壞鉬板內(nèi)部組織機(jī)構(gòu)，鉬圓片易于發(fā)生應(yīng)力變形，以及鉬圓片表面也易于產(chǎn)生白點(diǎn)、麻坑等缺點(diǎn)，保持鉬圓片組織的完整性，使鉬圓片 內(nèi)部晶粒分布均勻、不易開裂、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于市場(chǎng)上其他工藝生產(chǎn)的同類產(chǎn)品 。 鉬粉 模具壓型 氫氣中溫爐預(yù)燒結(jié) 氫氣高溫爐預(yù)燒 結(jié) 26 高溫中頻爐燒結(jié) 摩擦壓力機(jī)熱鍛打 退火 壓機(jī)校平 車削 粗磨 水研磨 漂洗 脫水、烘干 檢測(cè) 真空包裝 入庫(kù) 鉬粉壓制工藝中，根據(jù)成品尺寸大小，選用小粒度鉬粉，采取鋼模壓制成型，將鉬粉壓制成鉬圓坯柱。坯柱進(jìn)入氫氣爐進(jìn)行二次燒結(jié)，第一次進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，溫度為 1050177。 50℃，時(shí)間 70177。10 分鐘；第二次燒結(jié)，溫度為 1250177。 50℃，時(shí)間 70177。 10 分鐘燒結(jié)溫度比預(yù)燒結(jié)溫度略高 150℃～ 200℃，通過兩次燒結(jié)可以避免因一次高溫?zé)Y(jié)帶來的開裂現(xiàn)象和 收縮比不均引起的變形問題，同時(shí)又解決了燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生的臟化現(xiàn)象。 要使新一代鉬圓片內(nèi)部組織均勻和其他物理性能優(yōu)良，不但要克服原工藝中汽錘鍛的沖擊力對(duì)組織結(jié)構(gòu)的破壞，而且克服了 27 油壓機(jī)壓制時(shí)因速度過慢和工件變形溫度過低帶來的變形率不足問題。經(jīng)分析比較，新工藝中選用摩擦壓力機(jī)進(jìn)行熱鍛打加工，終鍛溫度保持在在 950－ 1000℃之間，就能達(dá)到使鉬圓在任意方向彎曲且都可達(dá)標(biāo)的目的，而且彎曲角在 60 度時(shí)仍然完好，密度值也接近了理論值，使問題得到很好地解決。 消應(yīng)力退火溫度視鉬圓片規(guī)格大小、數(shù)量多少而定，一般在8001000℃下保溫 60177。 10分鐘后，慢慢自然冷卻。 采用雙面研磨方法，使產(chǎn)品在上下兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤中間進(jìn)行有軌跡的運(yùn)動(dòng)，利用金剛砂液體注入進(jìn)行冷卻、磨削進(jìn)行表面處理加工，提高產(chǎn)品表面平行度和光潔度。 主要設(shè)備有 650 型四輥軋機(jī)、 63T 沖床、 100T 單柱油壓機(jī)、水研磨機(jī)、平面磨床、 16 車床、 20 車床、倒角機(jī)、多刀切割、電阻加熱爐氫氣加熱爐、摩擦壓力機(jī)、氨分解制氫設(shè)備 1套、自動(dòng)轉(zhuǎn)塔數(shù)顯顯微硬度數(shù)字測(cè)量投影儀、表面粗糙度儀等 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中，突出鉬粉直接壓制成型，單片整體鍛打，使?新一代節(jié)能型鉬圓片?的組 織結(jié)構(gòu)更加完整，密度增加，產(chǎn)品的平行度、平直度、表面的粗糙度和內(nèi)部的物理性能都有了顯著提高，解決了原產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間高溫下易變形的缺陷，從而延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。改平面磨床研磨方式為金剛砂研磨方式，產(chǎn)品平行度提高了 ,光潔度同提高了 2個(gè)級(jí)別，表面度達(dá)到和超過了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 28 力。生產(chǎn)中用鉬粉成型新工藝，減少傳統(tǒng)工藝中鉬板切割、沖壓帶來的原料損失，節(jié)約原材料 24％；工藝縮短，能源消耗減少30％。整體技術(shù)和工藝革新，解決燒結(jié)開裂、鍛燒臟化等問題，使鉬圓片成品率達(dá)到 60％以上 ，比傳統(tǒng)工藝中 41％提高了 19 個(gè)百分點(diǎn)。新一代 鉬圓片燒結(jié)后變形較同類產(chǎn)品降低了 50%左右，用戶使用后其元件成品率、等級(jí)率大大提高。 新一代節(jié)能鉬圓片生產(chǎn)的可控硅元件在使用過程中比原產(chǎn)品節(jié)能 30％。該產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 六、總體規(guī)劃和建設(shè)內(nèi)容 總體規(guī)劃 XXXX 新金屬材料有限責(zé)任公司承建的?高性能有色金屬材料制備與深加工技術(shù)改造項(xiàng)目?主要生產(chǎn)高性能高精度醫(yī)用鈦材、熱交換器專用鈦材、鈦鎳形狀記憶合金、