提高海绵钛破碎包装工序合格率的探讨

金 旭

（遵义钛业股份有限公司，贵州 遵义 563004）

钛合金是金属材料领域中一种性能优良的金属材料，钛合金自身的密度比较低，但同时具有很高的强度和比模量，具有熔点温度高、有较强大的耐腐蚀性和抗高温性，还有非常好的抗蠕变性能与抗氧化性能，是非常有潜力的新一代高温合金结构材料，被称之为“太空金属”与“海洋金属”和“战略金属”，所以在航空航天和核工业等领域非常重要，并被广泛使用，是非常重要的战略物资［1］。

1 存在的问题

工业生产海绵钛全流程工艺主要包括氯化、镁电解、海绵钛还原蒸馏、海绵钛破碎包装。海绵钛产品的包装非常严格，产品里面不能有任何的铁钉、棉线、胶皮、焊渣等非钛产品的混杂物，所以在破碎包装时，在整过生产车间均是金属设备、金属管道。海绵钛经过粗碎设备破碎后，要经过不锈钢溜槽输送到中破设备破碎再到细碎设备，再经不锈钢溜槽输送到包装工序。经破碎的产品与不锈钢溜槽接触时，金属与金属之间的碰撞震动发出刺耳的声音，经现场检测噪声在115 dB左右，严重高于常人的身体承受范围，给操作工人的听力造成严重影响，工作年限长了会患上职业病。在成品破碎包装工序噪声对人体产生的主要影响：长时间职业性可引起耳痛和鼓膜伤害等；噪声可使操作工人产生言语听力损伤，此外，还可引起植物神经紊乱如睡眠不良，头痛耳鸣以及心血管功能障碍，心情烦躁等；海绵钛在经过粗破碎机破碎后，有一部分产品粒度已达到了国家的标准要求，再经过传送带输送到细破碎机破碎后，原来合格粒度的产品再一次被破碎，粒度就变小达不到客户要求的标准粒度，这部分不合格粒度产品被作为废钛处理，造成产品合格率低下，生产成本的增加。综合上述存在的问题，其一是合格粒度产品被二次破碎，有部分成为粒度不合格产品，其二是生产现场噪音问题。对存在的问题进行现场数据采集分析，对破碎连续生产10炉次数据进行统计，产品经过二次破碎后不合格粒度的细颗粒钛的重量统计见表1。

表1 产品经破碎后合格粒度与不合格粒度表

从表1中可看出，产品连续生产10炉次，经过二次破碎后，最高炉次不合格品占总重量的百分比高达8.78%，最低炉次不合格品占总重量5.01%，平均炉次有6.98%的是粒度不合格品，产品粒度不合格判定产品不合格，该部分细颗粒钛不能作为产品正品销售。

破碎生产时海绵钛金属与不锈钢溜槽之间撞击发出的噪音，连续检测的数值见表2。

表2 改造前检测现场生产噪音值 dB

从表2中可看出，检测噪音最高达116.6 dB，最低值为112.5 dB，平均值为114.6 dB，最低值远远高于正常人耳朵的承受能力。

2 解决方案

为了解决海绵钛破碎生产过程中的海绵钛产品与不锈钢溜槽发生刺耳声音和海绵钛粒度合格产品被二次破碎成为不合格品的生产技术问题，采用如下技术方案和工艺路线：

1.为了便于合格粒度的海绵钛颗粒不被二次破碎，在不锈钢溜槽底部开设有多个海绵钛标准粒度的孔洞。

2.开发一种海绵钛破碎生产过程中的消音溜槽装置及生产工艺，该溜槽装置包括有防护层、消音材料、不锈钢钢管、减震装置和密封环。溜槽装置的具体设计思路是不锈钢钢管通过减震装置连接于不锈钢溜槽外侧，在不锈钢钢管外侧设有防护层，在防护层与不锈钢钢管之间填充有消音材料（消音棉），在防护层与不锈钢溜槽之间的顶端和底端各设置有一密封环，从而组成一个密闭体。

2.1 解决合格粒度海绵钛被二次破碎的技术问题

海绵钛破碎工艺开始经过粗破碎、中破碎、细破碎，中间的输送方式采用溜槽进行输送，当经破碎的海绵钛进入不锈钢溜槽，与设于其底部的多个海绵钛标准粒度孔洞接触时，合格的海绵钛标准粒度产品随即被分离，合格的粒度产品通过孔洞进入皮带输送到料仓进行收集，不合格的大粒度产品再经过下一破碎机进行破碎，如此解决了海绵钛合格粒度产品被二次破碎后变成粒度不合格产品。

2.2 对降低噪声的控制措施

在未对破碎工艺现场的设备、设施、工艺以及个人防护用品进行改进前，现场噪声的平均值在114.6 dB左右。一般通过设备改进及工艺制度优化，以无声或产生低声的设备和工艺代替高声设备，对局部噪声源采取防噪声措施［2］。本试验方案采用消声装置以隔离和封闭噪声源；并采用减震装置以防止噪声通过固体向外传播。其工艺流程：当海绵钛进入不锈钢溜槽的瞬间，因减震装置的作用，减少海绵钛产品撞击金属溜槽的作用力，降低了噪音的强度，再经过消音棉的消音作用，更大限度降低了噪声向外层传播的强度。因此，经过二次降噪音的措施，生产现场噪音得到进一步缓解。

3 试验结果

3.1 解决海绵钛被二次破碎的生产试验结果

破碎系统经过改造后，统计连续生产10炉次的数据见表3。

表3 产品经破碎系统改造后合格粒度与不合格粒度表

从表3中可看出，产品连续生产10炉次，经过二次破碎后，粒度不合格品占总重量最高炉次才3.38%，粒度不合格重量占比最低2.15%，平均每炉粒度不合格重量占比3%。

破碎系统经过技术和工艺改进后，产品合格率明显提高，产品破碎系统改造前后的对比见表4（统计数据取平均值）。

表4 改造前后数据对比表

从表4可以看出：经改造后，产品的合格率提高3.98%。

3.2 降低噪音试验方案的检测结果

改造后，对生产现场在不同时间段噪音取10次的检测数据，结果见表5。

生产改造前后，现场检测的噪音平均值的对比图如图1所示。

表5 系统改造后噪音值dB

图1 改造前后生产现场噪音平均值对比图

对比图1可知，生产试验后，噪音降低29.8 dB，降低26%，试验效果明显。但是由于技术上的原因限制，破碎时噪音不可能完全消除，必须加强个体防护用品的使用，在生产现场必须采用个人佩戴耳塞、耳罩或头盔来保护听力。

4 结束语

经过连续的生产试验，设计的海绵钛防二次破碎装置结构简单且实用，投入制造费用不高，优化了破碎生产工艺及制度，采用技术方案改造后的效果很明显：

1.该试验克服了合格粒度产品被二次破碎后成为粒度不合格产品的技术问题，增加了3.98%产品合格率，提高了海绵钛的经济效益。

2.该试验降低了生产车间的噪音分贝，保护操作工的听力，减少了职业病的发生，有益于操作工人的身心健康。

3.在生产现场，操作人员戴上一般性的防护用品，不会感到不适，消除心理障碍。