DOC《“十一五”国家科技支撑计划》

十一五 国家科技支撑计划 钛冶炼及钛合金加工关键技术开发 重点项目课题申请指南 钛合金是重要的优质轻型耐蚀结构材料,对国民经济、社会发展和国防建设具有重要战略意义.

本项目根据我国当前钛冶炼和钛加工技术发展现状,结合国家科技计划总体部署,集中针对海绵钛制备、钛合金型材挤压及钛合金返回料回收利用等若干关键技术,进行产业化技术开发,大幅提升我国钛冶炼及钛合金加工技术水平,提高我国钛产业的竞争力.根据国内外对海绵钛及钛加工材的市场需求,依据现有技术基础条件,结合国家相关科技计划的部署,本项目设立了海绵钛沸腾氯化、还原-蒸馏、钛合金型材挤压和返回料回收利用四项内容. 指南说明 项目总体目标:针对海绵钛生产中沸腾氯化和还原-蒸馏两个关键环节,存在的主要技术问题,即:能源消耗高、产品质量差、生产效率低.通过工艺技术改进和大型生产装备的研究和开发,全面提升我国海绵钛生产的技术和设备水平,在大幅提高海绵钛质量的同时,降低成本及能源消耗,并减少污染物排放;

针对钛型材挤压技术尚处起步阶段的问题,通过产学研的紧密配合,开发钛型材加工成套技术,形成系列钛型材研发能力,提供符合使用要求的多种钛型材,填补国内空白,满足国民经济发展和国防建设急需;

鉴于钛合金加工过程中产生大量的加工余料,为提高材料的利用率,开发钛材余料回收技术,降低钛材使用成本,最大限度地节约资源.通过本项目的实施,企业和研究机构将掌握一批核心共性关键技术,提高我国钛行业的整体水平,进而提升国家的整体竞争力. 此次发布的是本项目4个课题的申请指南,实施年限为3年. 课题一:大型无筛板沸腾氯化工艺技术及装备研究开发 课题二:大型镁法还原-蒸馏工艺技术及装备研究开发 课题三:钛合金型材挤压工艺技术研究 课题四:钛合金返回料回收利用技术开发 指南内容 课题一:大型无筛板沸腾氯化工艺技术及装备研究开发 课题目标 开发大型无筛板沸腾氯化主体装备,降低原料消耗,寻求并确定稳定的大型沸腾氯化工艺技术参数,实施生产过程自动化控制,整体提升设备产能,使氯化炉单炉日产能达到90吨以上,提高四氯化钛实收率,降低高钛渣、氯气等原料和能源消耗量,使我国大型无筛板沸腾氯化技术达到或接近世界先进水平. 主要研究内容 研究大型无筛板沸腾氯化炉主体结构优化设计方案;

研究沸腾氯化过程的主要工艺参数,并确定沸腾氯化全过程自动控制技术;

研究反应产物收集关键工艺,开发TiCl4淋洗回收技术. 主要考核指标 氯化炉单炉日产能达到90吨以上;

粗四氯化钛固液比小于0.5%;

四氯化钛实收率达到90%以上;

吨粗四氯化钛高钛渣单耗降至0.5吨以下;

吨粗四氯化钛氯气单耗降至1.0吨以下. 课题经费 国拨经费1100万元,自筹经费不低于国拨经费的3倍. 申请条件 申请单位应有完整配套的海绵钛生产设备,且具有长期从事海绵钛生产的业绩及大型沸腾氯化炉研发能力,在课题完成后能够形成稳定的工业化生产示范线,配套资金落实. 课题二:大型镁法还原-蒸馏工艺技术及装备研究开发 课题目标 针对当前还原-蒸馏过程中炉型小、产能低、能耗高,且钛砣硬芯多、杂质含量高等技术难题,通过研究开发大型倒U型还原-蒸馏联合炉(12吨)主体设备和关键工艺技术,大幅度提高生产效率,增加优质品产能,同时有效降低电和四氯化钛等物料消耗,节约成本,实现海绵钛优质品率达到60%以上,整体生产技术接近国际先进水平,部分指标达到世界先进水平. 主要研究内容 研究大型还原工艺,设计制造12吨倒U型还原-蒸馏联合炉;

研究还原反应过程强制散热技术,优化还原-蒸馏工艺参数;

研究TiCl4加料过程准确控制技术,提高物料利用率;

研究蒸馏过程气体通道防堵、疏通技术,提升反应效率;

研究还原-蒸馏过程中杂质控制技术,减少杂质元素对成品海绵钛微观结构及硬度影响,提高海绵钛的质量;

研究大型海绵钛砣机械取出技术,开发海绵钛新型破碎设备,全面提高综合生产效率;

研究氯化镁电解系统氯气回收及提纯技术(包括:电解氯气吸附-解析介质,提纯工艺和相关装备开发),提高氯气实收率,降低能源消耗. 主要考核指标 还原-蒸馏联合炉单套系统年产能达到300吨以上;

还原-蒸馏工序四氯化钛消耗降至4.25吨/吨钛以下,还原-蒸馏工序电耗低于4000KWh/吨钛;

海绵钛产出率一级品及以上超过60%,海绵钛二级品及以上超过≥92%,合格率≥95%;

金属镁的净消耗降至40Kg/吨钛,循环利用率达到96%;

电解氯气浓度提高到95%以上,循环利用率达到90%以上. 课题经费 国拨经费1100万元,自筹经费不低于国拨经费的3倍. 申请条件 申请单位应具有完整的海绵钛生产工艺设备和技术,有大型海绵钛还原-蒸馏技术开发能力,有氯化镁电解系统和氯气回收提纯工艺设备及技术基础,课题完成后形成大型海绵钛还原-蒸馏工业示范生产线,配套资金落实. 课题三:钛合金型材挤压工艺技术研究 课题目标 针对目前国民经济发展和国防建设的急需钛合金型材国内生产尚属空白这一现状,通过钛合金型材制备所需的各种工艺技术开发,包括挤压工艺、模具设计和润滑技术,模具表面处理工艺、矫直技术、热处理技术等,结合TA

15、TC4等典型钛合金,挤压出厚壁U型材和L型型材;

同时开发脉冲锻打薄壁型材所需的T型和L型挤压坯材,实物质量接近或达到国外先进水平,填补我国钛合金型材的空白. 主要研究内容 由于钛合金难变形,挤压成型十分困难,必须解决模具设计、挤压润滑和型材矫直三大难题. 开发钛合金型材挤压工艺,制备典型合金型材3-4种;

研究润滑工艺技术,确定玻璃润滑剂成分、粒度和润滑方式;

研究挤压模具和模具表面处理技术,设计制备满足要求的模具;

研究型材矫直工艺技术,制定矫直工艺参数;

研究型材热处理工艺技术,进行型材组织性能测试及断口分析. 主要考核指标 TA

15、TC4合金大截面 U 形和 L 形厚壁型材断面积达到:1500mm2-3000mm2;

小截面薄壁 T 形和 L 形型坯断面积达到100 mm2-300mm2;

形状和尺寸精度达到国家重点型号标准11-CL-147;

TA15合金挤压型材的力学性能达到:Rm≥930MPa,A≥7%,Z≥20%,αk≥30J/cm2;

TC4合金挤压型材的力学性能达到:Rm≥895MPa,A≥10%,Z≥20%. 课题经费 国拨经费600万元,自筹经费不低于国拨经费的3倍. 申请条件 申请单位应具有钛合金型材挤压技术前期研究基础,并有挤压润滑、模具设计、挤压工艺、后续矫直等方面技术及人才的积累,具有相应研究和试验设备,配套资金落实. 课题四:钛合金返回料回收利用技术研究 课题目标 针对目前我国钛及钛合金返回料回收利用率低,且相关鉴别、熔炼技术未突破等问题,通过开展对TC

4、TA15两种大量使用的钛合金返回料的利用技术研究,开发块状料回收的快速、洁净、无污染处理技术,掌握工业化返回料处理共性关键技术,使返回料满足真空自耗电弧炉和冷床炉使用要求,在提高钛资源利用率的同时,降低钛合金生产成本;

建成年处理返回料能力2000吨的生产线,并实现返回料工业化稳定批量回收. 主要研究内容 研究快速、洁净、无污染返回料处理技术,掌握粒度适中的返回料制备技术;

研究真空自耗电弧炉利用钛合金返回料技术,在典型合金中使用返回料;

研究冷床炉利用钛合金返回料技术,进行部分合金熔炼试验. 主要考核指标 添加返回料生产TC

4、TA

15、TA

7、TA

5、Ti-

75、TA

12、TA

18、TA19等牌号钛合金;

使用回收料生产的铸锭,圆锭直径不小于Φ600mm,铸锭单重3吨以上;

添加返回料的钛合金铸锭化学成分均匀,无高密度及低密度夹杂物等冶金缺陷,铸锭质量水平满足GB、GJB、ASTM、AMS、MIL、ASNA、AIMS等技术条件相关要求;

返回料粒度三维尺寸均小于30mm,表面洁净、无污染;

真空自耗电弧炉返回料添加比例达20%以上,冷床炉添加比例达50%以上;

实现工业化批量生产,形成年处理洁净、无污染、粒度适中的返回料2000吨的能力. 课题经费 国拨经费1200万元,自筹经费不低于国拨经费的3倍. 申请条件 申请单位应具有钛合金返回料回收利用技术基础,拥有相应的设备,并在课题完成后形成具有一定产能的工业示范生产线,配套资金落实. 注意事项 本指南公开发布,采取自由申报、公平竞争、专家评审、政府审批、统一组织实施. 课题申请单位的要求 (1)凡在中华人民共和国境内注册,具有独立法人资格的内资或内资控股企业、事业单位、科研院所、高等院校等,均可单独或联合申报. (2)申请单位应对某一课题整体研究内容进行申报,鼓励产、学、研联合申请.联合申请各方须签订共同申请协议,明确约定各自所承担的工作、责任和经费.每个课题的联合申请方原则上不超过3个法人单位. (3)申报单位应设立单独的课题专门财务账户,实行单独管理,单独核算,保证配套资金到位并提供相应的证明材料. (4)科技查新报告、专利检索报告必须由国家一级科技查新咨询单位出具. 课题负责人的条件和要求 (1)具有中华人民共和国国籍;

(2)年龄在60岁以下(按签订课题任务书时计算);

(3)具有高级职称;

(4)每年(含跨年度计算)离职或出国时间不超过三个月;

(5)同期只能主持一项国家主要科技计划(包括973计划、863计划、国家科技支撑计划)课题;

作为主要参加人员同期参与的国家主要科技计划课题数(含负责主持的课题数),不得超过两项;

(6)在同一批发布的申请指南中只能申请1项课题;

(7)过去三年内没有国家科技计划信用不良记录. 申报程序和要求 (1)申报材料 《国家科技支撑计划课题申报书》(可在科技部网站http://www.most.gov.cn和中国有色金属科技信息网http://www.cnitdc.com下载)须经第一申请单位的上级科技主管部门或所在省市科技主管部门的推荐. 申报单位提供材料内容应真实可靠,需提供相应课题有关前期科技成果等知识产权证明材料. 申请材料一律用A4纸,仿宋体四号字打印,申报书及其附件装订成册(不要加塑料封皮),一式15份(至少2份为正本,并在封面右上角注明). (2)材料寄送地点、时间、联系人 地点:北京市复兴路乙12号907室 邮编:100814 申请截止时间:2008年5月3日(以北京收到邮戳为准). 联系人:周昆 康皓 王怀国

电话:010-63971531/63973978 传真:010-63979392

邮箱:[email protected](申报材料电子版发送至此邮箱) 中国有色金属工业协会 二八年四月三日 ........