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April

2011

新中国60年钛工业的发展历程

发布时间:2011/4/21 14:48:021586次

据中国有色网报道:

  一、概述

  钛是三大轻金属(铝、镁、钛)和最重要的稀有金属之一。

  

  钛具有低密度、高强度、耐腐蚀、无磁性、无毒性、工作区宽、加工成形较好等许多特点,钛及其合金还有形状记忆、超弹、超导和储氢等特性。因此,钛是一种优质结构材料、新型功能材料和重要的生物医用材料。钛及其合金不论在航空、航天、舰船、核能等高科技领域,还是在化工、冶金、汽车建筑等民用工业领域及食品、医疗、体育休闲等民用生活领域均有广泛的用途。钛常被称为“太空金属”、“海洋金属”。

  由于钛对国防安全及国民经济建设具有重要意义,因此又被称为“战略金属”。钛产业是年轻的朝阳产业。

  钛元素虽发现于1795年,但直到第二次世界大战以后才登上工业舞台。从美国率先小批量生产海绵钛算起,世界钛产业仅有60年的发展历程。但钛资源丰富,可做大用之材。人类对深空和深海的探索方兴未艾,人类文明进步对钛材的需求日益高涨,钛工业具有美好的发展前景。

  

  钛产业是高技术产业。

  钛的冶炼和熔炼十分困难。

  目前,生产海绵钛的主要工艺是“镁法”,即以“富钛料”作为原料,通过氯化---精制---还原蒸馏---精整得到海绵钛,还要通过配套实施进行氯化镁电解,实现镁、氯闭路循环。

  这是一个复杂的冶金过程。钛加工生产及其应用也需要许多特殊的加工技术和专用设备。由于存在较高的技术、经济与环保三大门槛,世界钛工业仍集中在少数国家和地区。目前,全世界年产海绵钛约17万吨、钛材约13万吨。

  

  新中国钛工业是在党和国家领导人的亲切关怀下,在国家第一个五年计划时期的1954年开始起步的。55年来,我国钛工业大体经历了创业期(1964—1978年)、成长期(1979---2000年)、崛起期(2001年至今)三个发展阶段。

  

  创业期15年,是钛工业从无到有的起步期,主要是确定了钛工业发展战略目标,开展了钛冶炼和加工技术实验研究、工业试验,实现多方面“零的突破”,填补了许多基本技术空白;在物资极端匮乏和“文革”剧烈动荡的年代里,广大职工自力更生,艰苦奋斗,在我国西部建成了海绵钛和钛材两大骨干生产厂,形成了较完整的研究---生产---应用钛工业体系。

  同时,打破国外封锁,为国家许多重点国防工程提供了急需的钛产品。创业期的海绵钛最高产量曾达到1224吨,钛材最高产量是508吨。成长期22年,是钛工业开拓市场生存,苦练内功打基础的发展期。

  在这一时期,主要是根据国建建设的需要和钛行业自身发展的需要,针对市场小、销路不畅的情况,实行钛应用的“军转民,军民结合,以军养民”发展战略;成立“全国钛应用推广领导小组”,开展大规模的钛应用推广工作;行“以钛养钛”的免税政策,促进钛的推广,扩大钛的应用市场;国内企业开始实行现代企业制度建设,钛民营企业开始发展;研制开发了一大批钛合金,稳定和提高了钛生产技术,钛工业缓慢而稳定的发展。

  在这个由计划经济向市场经济过渡的时期,海绵钛曾一度严重滞销,企业处境十分困难,海绵钛产量在308吨至2817吨之间波动。到2000年时,海绵钛和钛材年产量均仅为2000吨/年的水平。崛起期8年,是中国迈向世界钛工业大国的腾飞期。

  在国民经济快速发展、深化改革开放和我国加入世贸组织的大背景下,钛市场迅速扩大,社会资本大量自发进入钛产业,老骨干钛企业积极扩产改造,新兴钛企业大量涌现;钛工业水平更显著提高;科研与生产均呈现欣欣向荣的局面。

  钛产量连年大幅攀升,累创历史新高。8年内,海绵钛产量增长26倍,钛材产量增长13.8倍,成为同期世界上钛产量增长最快的国家。

  2008年,我国海绵钛产量接近5万吨,钛材产量接近3万吨,成为世界海绵钛第一生产大国和钛材生产第三大国。银白色的钛是最富有21世纪时代特色的先进金属材料。钛工业的水平是综合国力的重要象征。通过半个多世纪的奋斗,我国成功的建立了较发达的钛工业,13万吨钛产品以应用到国防与国民经济各部门,为新中国的富强做出了重要贡献。

  

  我国钛工业成就是我国有色金属工业,特别是我国稀有金属工业成就的重要组成部分,是新中国60年重要工业成就之一,是中国人民的骄傲,是全国钛工业战线十多万儿女献给伟大祖国60年华诞的厚礼。

  

  二、创业期(1954-1978年)

  (一)党和国家的重大战略决策

  为了加速社会主义经济建设和现代化国防建设,1954年党中央决定成立由陈毅副总理领导的“全国科学规划委员会”,对科学技术发展进行全面规划。

  《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要(草案)》中,制定了57项“国家重要科学技术任务”。

  其中一项为“钛冶金及其合金系统的建立”,要求解决三个中心问题:掌握并改进钛的现行冶炼技术,同时探索新方法;研究钛合金的结构和性能,建立钛合金系统;掌握并改进钛合金的加工工艺。

  行中国的第一个科技发展蓝图为我国钛工业的早期发展指明了方向。

  

  1958年3月,在中共中央政治局成都会议期间,即在“破除迷信,解放思想”,实现“大跃进”的政治背景下,原冶金工业部部长王鹤寿向中共中央和毛泽东主席呈送《争取有色金属产量的飞跃,占领有色金属的全部领域》的报告,建议将包括钛在内的64种有色金属全部研制出来。

  这个建议得到党中央和毛主席的重视与肯定,毛主席说:“64种有色金属,没有它不行”。

  

  还是在1958年3月,朱德委员长视察冶金部有色金属研究院的10kg海绵钛扩大试验场时说“钛这种金属十分重要”,“同志们做的工作很有成绩,希望继续努力,帮助厂生产出来”。

  

  在党和政府的领导与关怀下,截至1962年,冶金部有色金属研究院研制出全部64种有色金属。

  1959年9月,在人民大会堂举行的全国群英会上,周恩来总理代表中共中央和国务院,授予有色金属研究院一面题为“为把我国建设成一个具有现代化工业、现代化农业和现代化科学文化的伟大社会主义国家为奋斗”的锦旗。

  

  1964年鉴于当时的国际形势,党中央作出“备战备荒”建设“三大线”的战略决策。

  为满足国家安全对钛及钛合金等稀有金属尖端材料的迫切需要和贯彻“分散、隐蔽”的“三线建设”方针,国家决定在西南与西北,分别建设海绵钛生产厂和钛材为主的稀有金属加工研发与生产基地,即在贵州遵义建设906厂和在陕西宝鸡建设902厂。

  为加快工程进度,原冶金不从全国各地的下属单位抽调大批研究、设计、施工、生产人员参加两厂的建设大会战。这两个大型钛专业工厂的建立,为我国钛工业奠定了重要基础。

  

  1968年,按照周恩来总理“钛生产十万火急”的批示,原冶金部指令最早参与海绵钛试制的301厂将海绵钛产能由250吨扩大至800吨。在遵义钛厂投产前,抚顺铝厂一直是我国海绵钛的唯一供应基地。

  

  (二)钛冶炼工业的建立

  1954年在承德大庙地区首先开展钛矿的开采,制取了钛精矿,获得了制取金属钛所需的基础原料。

  

  1.我国第一炉海绵钛的诞生

  1954年,原重工业部有色金属综合研究所开始的探索试验。该所冶金室成立了两个海绵钛研究组:一是熔盐电解研究组,另一个是镁热还原法制取海绵钛研究组。镁法炼钛工艺研究组于1955年11月获取了海绵钛样品,纯度为99.2%。

  

  1956-1958年6月,进行了炉产10kg海绵钛扩大试验,海绵钛产品质量达到前苏联10种常用一级品(TT-0)标准的占50%,布氏硬度为125~175同时,为工业流程筛选和建厂设计作了充分准备。

  

  2.我国第一个海绵钛车间

  1956年初,原重工业部向北京有色冶金设计总院和抚顺铝厂下达《钛大型试验场设计任务书》,计划建设年产60吨的海绵钛试验车间。

  试验车间的主要任务有三项:一是研究金属钛的生产技术,提供工业生产设计资料;二是生产小批批量金属钛以供国家急需;三是培养技术工人、科学技术干部和经营管理干部。设计的主要技术依据是北京有色金属研究院提供的《从热河大庙及广西桂平钛铁矿精矿中制取二氧化钛及金属钛试验报告》。

  1956年底完成设计。

  

  1957年4月钛试验车间全面施工。

  1958年10月23日,成功生产出我国第一炉高钛渣,获得了含二氧化钛80%的高钛渣。

  1959年4季度,高钛渣中二氧化钛品位提高到95%以上,电耗指标为3000~3500度/吨渣,达到当时日本北越工厂的生产水平。

  1958年11月9日,氯化工段对Ф1200mm*4700mm固定层氯化炉第一次试车,正式通氯生产,12月精制进行试车生产。

  1959年3月,用镁热还原法生产出我国第一批海绵钛工业产品。

  炉产能仅100kg/炉,不久扩大到160~180kg/炉,当年生产海绵钛60吨。至此,填补了我国海绵钛工业的空白。

  

  3.抚顺铝厂扩建钛试验车间

  根据原冶金部建钛试验车间的指令,1959年11月---1962年7月,301厂对生产工艺流程进行了改造和扩建,取消150kg还原蒸馏炉,新建500kg的还原炉2台,蒸馏炉3台。

  1965年形成年产250吨的生产规模。

  1969年10月投产的还原炉产能由500kg/炉扩大到2吨/炉。

  1981年又增加蒸馏炉1台,总产能达到800吨。