xxxxx钛业可行性分析报告

xxxxx钛业可行性分析报告内容摘要：

氯化 粗TiCl4精制 纯 TiCl4镁还原 海绵钛 熔铸 钛锭 加工 钛材或钛部件（附工艺流程图） XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 19 真空电弧变熔（ VAR）工作说明 真空电弧重熔 (Vacuum Arc Remelting)方法最初是以生产活性金属 Ti、 Zr 及其合金，难熔金属 Mo、 W 及其合金而发展起来的。 20 世纪 50 年代初，用以重熔高温合金，逐步发展到称为高温合金和特殊钢重熔的重要手段之一。 VAR 法即在真空条件下，利用直流电弧作热源来熔化自耗电极，从而进行冶炼的方法。 VAR 炉又称真空白耗炉。 XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 20 （ 1）工作原理 真空电 弧熔炼时产生的电弧是属于气体放电的一种形式。 一般情况下，气体是绝缘体，但是，当受到外界游离源的影响，如各种紫外线照射时，这种绝缘性能便受到破坏。 这时，如果在充有气体的容器中，封入两个电极，并在电极上加上电位差，便发现外电路有电流，同时两极间有亮光出现，此时，气体即成为较好的导体，这种现象称为气体放电现象。 气体放电随着气体种类、压力、电极状态及间距、外加电压电流的不同，呈现不同的现象，如辉光放电、电晕放电、弧光放电等。 在真空电弧熔炼中：使自耗电极与结晶器之间存在电位差，调上适当的电流，使电极与结晶器底板 接触，由于短路，电极局部变成红热状态。 当两极慢慢分开，存在间隙时，在强电场的作用下，便发射电子，向阳极轰击，产生自持放电中的弧光放电。 利用电弧作热源，将自耗电极逐渐熔化，随着自耗极端部熔滴形成和滴落，产生一定的物理化学反应，而使一部分气体杂质被去除，一些不稳定的非金属夹杂物，如氧化物、氮化物，在真空和高温条件下促使发生离解或被碳还原而去除。 而对某些高稳定性的氧化物、氮化物或碳氮化物等非金属夹杂物，在电弧冲击作用下使之破碎或上浮至熔池表面而去除，以达到进一步提纯的目的。 XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 21 图 51 为真空白耗电弧炉熔炼示意图 图 51 真空白耗电弧炉熔炼示意图 （ 2） 熔炼工艺 真空电弧熔炼 工艺过程一般分为：电极制备、电极准备与焊接、熔炼、冷却与出钢等 几个阶段 ，如图 52 所示。 图 52 真空电弧熔炼工作操作流程图 按要求用铸造、锻造、压制和烧结的方法制造电极，将电极与辅助电极焊接，密封炉子，抽真空、熔炼 (包括四期：XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 22 起弧期、大电流期、主熔炼期和封顶期四个时期。 图 53 是真空电弧熔炼工作曲线图 )、冷却出钢。 根据锭型的大小，工艺曲线中各个熔炼期的时间分配比例略有差异，在熔炼直径达 600mm 的特殊钢时，起 弧期占总熔炼时间的 5%～ 7%，大电流期 (包括过渡期 )约占 6%～ 8%，主熔炼期约占 70%～ 75%，封顶期约占 12%～ 15%。 图 53 真空电弧熔炼工作曲线图 大量的试验数据和生产实践表明， VAR 方法对去除气体杂质和非金属夹杂物、消除缩孔和偏析很有成效，特别是对于高活性、同氧亲和力强的元素的合金和特殊钢，为保证化学成分和性能的稳定， VAR 方法进行二次重熔就更表现出它的优越性。 技术来源 ：国内 二、主要工艺设备选择 设备选择原则 设备结构设计先进合理，能够满足 工艺 要求。 设备具备XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 23 国 际先进水平的可靠的全自动化控制、监控、跟踪及自诊断等功能。 其配套产品和功能元器件应具有国际先进水平，能够适应长期、稳定、安全、可靠的生产需求。 设备的节能效果好 ， 使用、操作、维修方便简捷，造型美观，安全可靠，售后服务优良。 设备的设计、制造应符合相应的国家及行业标准和规范。 设备所有零部件和各种仪表的计量单位应全部采用国际单位（ SI）标准。 设备选择 根据设备选择原则，本项目共购置国内先进节能型设备55 台（套）。 详见主要设备购置一览表。 主要设备技术条件及结构 （ 1） VAR— 1T真空 自耗电极电 弧熔炼 炉 技术条件 ① 熔炼金属：钛、钛合金 ② 铸锭最大重量： 1000kg ③ 熔炼电源参数 ： 进户电压 (由用户自备 ) 频率 ： 50Hz 硅整流输出电压 ： 20～ 75V(直流 )， 12020A ④ 熔炼工作电压 ： 30～ 45V(直流 ) 熔炼电流 ： 12020A 极限真空度 ： 103Pa XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 24 ⑤ 升压率：≤ 2Pa/h ⑥ 冷却水 ： 水压 ～ Pa 水温≤ 30℃ ⑦ 压缩空气： ～ M Pa ⑧ 设备占地空间 ： 主机 ： 地沟深 ： 2 m （ 2） 结构概述 本炉由真空熔炼室、滑轨导向联接体、真空系统、气动系统、水冷系统、电控系统和光学监视系统组成。 ① 真空熔炼室：由炉体、电极杆、熔炼电源、电极升降装置、结晶器等系统组成。 炉体为双层炉壁（内层 1Cr18Ni9Ti、外层 Q235），立式圆筒焊接结构，壁中间通冷却水。 设有 观察窗，熔炼时通过此窗可观察到电弧放电状态，并通过光学摄相头传送到控制室光屏上，炉体侧还设有真空测量规管、真空放气阀、充气阀、炉体上端设有供电极升降用的密封装置和两个观察窗及阳极（ +）接线端子。 阳极（ +）电流流经炉体和下法兰弹性触头导入结晶器创造电弧放电条件，这样和电极料棒形成同轴供电。 电极杆为双层无缝管夹层水套，外径为φ 150，内有滚珠XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 25 丝杠，上端外有气缸，通过中空拉杆为下端的气动夹头提供夹紧（自耗电极）料棒的动力。 熔炼时滚珠丝杠旋转带动电极升降，并有双立柱滚轮导向，通过炉体上部动密封进入炉体。 电极升降装置，由伺服电机和滚珠丝杠构成。 伺服电机通过齿形联轴器联接滚珠丝杠传输动力。 依据电弧电压的变化，借助 PLC 装置控制电机，使电极按工艺要求保持一定升降速度，借以维持电极与熔池的一定距离，并通过旋转编码器将电极行程以数码形式显示给操作者。 熔炼获得锭材的结晶器为铜结晶器组装，其上部有吊环，每熔炼一炉后吊出卸锭。 水套内有隔水套筒、进出水管，使之满足热平衡要求。 稳弧线圈设在水套间，使电弧在磁场作用下稳定放电，并搅拌金属熔池，达到除气提纯的目的。 XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 26 ② 滑轨导向联接体：由滑轨、立柱导向体、液压装置等构成。 炉体升降时，由它滑动导向，下端与地基固联，上端与液压缸相接，支撑炉体升降、导向与转动；液压装置由油泵、油箱、电磁换向阀、节流阀、柱塞式液压缸、管路、空气过滤器、溢流阀、压力表等构成。 ③ 真空系统：由 1 套油增压泵机组、 1 套罗茨泵机组及相应的阀门、管路等组成。 ④ 气动系统：由定压阀、分水器、油雾器、配气管、换向阀、节流阀、消音器等构成。 提供各气动阀门、气缸和气动夹头气缸的压缩空气和换向。 ⑤ 水冷系统：由冷却水控制柜、管路等组成。 水控制柜上设有电接点式水温、水压表、阀门、配水管、回水箱。 通过管路供给真空机组 、水冷电缆、电极杆、结晶器、炉体的冷却水。 ⑥ 电控系统：由一个带操作台的大型控制柜集中控制。 采用可编程控制器 (PLC)，可实现自动熔炼及各操作过程的自动控制。 操作台面板上装有熔炼电压、电流控制按钮和指示仪表以及其他仪表，有真空系统操作显示屏；有水温、水压等超标报警装置以及电器过载及联锁保护装置。 电控系统操作方便，稳定可靠，易于检查维修。 ⑦ 熔炼电源：由用户自备。 XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 27 （ 3） 主要设备来源：国内。 三、工程方案 土建工程设计依据 （ 1）《建筑结构荷载规范》（ GB 500092020） （ 2）《建筑抗震设计规范》（ GBJ1189） 1993 修改版 （ 3）《建筑地基基础设施设计规范》（ GB 500112020） （ 4）《建筑桩基技术规范》（ JGJ9494） （ 5）《建筑地基基础设计规范》（ GB 50072020） （ 6）《混凝土结构设计规范》（ GBJ1089）修改版 （ 7）《砌体结构设计规范》（ GBJ388） （ 8）《建筑物防雷设计规范》（ GB 5005794） （ 9）《建筑设计防火规范 》 （ GB500162020） 土建工程内容 建构筑物一览表 序号 建构筑物名称 平面尺寸 建筑面积（ m2） 结构类型 1 钛锭车间 100 45 4500 钢构 2 钛材车间 100 45 4500 钢构 3 办公综合楼 2618． 56 砖混 4 库 房 80 30 2400 钢构 5 变电站 240 框架 6 锅炉房 240 框架 7 职工食堂、浴池 420 砖混 8 门卫、大门 7 6 42 砖混 9 围 墙 1050 10 地面硬化 36500 11 绿 化 11930 XXXXX 钛业有限责任公司年产 2020 吨钛锭 、 1500 吨钛材建设项目 可行性研究报告 XXXXX 市工程咨询中心编制（ 2020） 28 第六章 总 图、 运输 与公用辅助工程 一、总图布置 布置原则 建筑物的设置要满足生产工艺的要求，确保生产过程的连续性、使作业线最短、生产最方便快捷，做到人流、物流分开，原料与成品、半成品分开。 按照各功能区之间的相互关系进行平面布置，根据生产、使用、管理等方面的要求，对建筑平面、道路、绿化和环境等进行综合设计，并应符合下列要求。 （ 1） 功能分区合理。 （ 2） 布局紧凑、管理方便。 （ 3） 合理利用厂地条件。 （ 4） 综合考虑建筑物位置和朝向，使建筑物最大限度有利生产、流通的 需要。 总平面布置 钛锭生产厂房位于厂区北侧车间内包括材料库，成品库。 钛材生产厂房位于厂区西侧，车间内包括材料库及成品库，在生产线起始位置布置材料库，在末端位置布置成品库。 配电室和电控。