清潔生產是指既可滿足人們的需要又可合理使用自然資源和能源并保護環境的實用生產方法和措施。清潔生產改變了以往的生產模式，是一種全新的、科學發展的理念，旨在減少能源消耗、促進資源循環利用，預防并控制污染，減輕或消除其對人類健康與環境的危害。

　　金屬鈦是一種重要的戰略物資。鈦以密度小、強度高、耐腐蝕性能好而集中了三大特點，而廣泛用于航空航天、艦船、海洋工程、石油、化工等領域，是當今最有前途的金屬之一。鈦金屬表面可形成穩定的氧化膜，在海水、腐蝕性氣體中耐腐蝕，不易分解，不會污染環境，長壽命、循環使用，從長遠來看，鈦材的廣泛使用，帶給人們更多的是綠色、低碳、經濟。鈦及其合金鑄錠作為鈦產品生產中的首道工序和最重要的生產階段，它決定著鈦產品的質量和可靠性，其重要性是可想而知的。鈦及其合金鑄錠生產企業要注重綠色發展，短流程、連續化、高效率，合理利用資源，降低原料、半成品、產品的生產成本，降低能耗，減少環境污染，提升生產工藝水平，提高產品質量，提高企業的技術水平和管理水平，實現企業的升級，成為環境友好型和資源節約型企業。

　　本文對鈦及其合金鑄錠清潔生產中的能源消耗、殘廢料回收、真空自耗電弧熔煉爐熔煉安全問題及環境污染等問題進行了探討，旨在使企業走出一條節能、降耗、減排、環境友好的可持續發展之路。

　　2鈦及其合金鑄錠生產技術現狀

　　目前，工業化生產鈦及其合金鑄錠最常用的方法有兩種：真空自耗電弧熔煉（VAR）和冷爐床熔煉（CHM）。CHM法又分為電子束冷爐床熔煉法(EBCHM)和等離子冷爐床熔煉法(PACHM)。

　　圖1為VAR法工藝流程，圖2為CHM法工藝流程......

　　由表1可以看出，VAR法和CHM法各有其優點和不足。目前，現代化鈦加工企業一般均配置有這兩種類型的爐子。可根據實際生產需求，確定采用哪種熔煉方法。一般來說，VAR法的顯著特點是功率消耗低、熔化速度高和良好的質量重現性，但殘料回收利用率有限。由VAR法熔煉生產的成品鑄錠，至少要經過兩次熔煉。CHM法最大的特點是將熔化、精煉和凝固過程分離，可生產圓錠、扁錠及空心錠，殘料回收利用率高，且扁錠可直接軋制成板材，縮短了生產周期，降低了產品成本。

　　3鈦及其合金鑄錠清潔生產探討

　　近年來，隨著人們對清潔生產認識的深入，產品的清潔生產逐漸成為一種趨勢。鈦及其合金鑄錠的生產也不例外。下面從能源消耗、殘廢料回收、VAR爐安全問題及環境污染等方面探討鈦及其合金鑄錠清潔生產。

　　3.1能源消耗

　　降低能耗不僅可以降低企業的生產成本，也是對國家節能減排政策的積極響應。我國已于2012年12月發布了真空自耗電弧爐生產鈦及其合金鑄錠的能源消耗的計算/考核及對新建項目的能耗控制的GB 29448―2012《鈦及其合金鑄錠單位產品能源消耗限額》標準......

　　3.2殘廢料回收

　　鈦由于其本身的特性，其加工工藝流程長、加工塑性差，成材率較低，在其生產過程中會產生大量的殘廢料。一般情況下，從海綿鈦到加工材的平均成品率僅為50%左右。同時，在用鈦材制造設備或零部件時又產生大量殘料，因此，鈦殘廢料的回收對降低鈦產品的生產成本、避免鈦資源的大量消耗和浪費有著很重要的意義。美國等鈦發達國家，在殘料處理方面早已開展了大量工作，尤其是已經研究和掌握了相關關鍵技術，建立了完善的生產處理線，并已通過航空航天認證，目前用于航空航天等重要用途的鈦合金殘料利用率已達到60%左右。我國......

　　3.2.1真空自耗電弧爐熔煉回收

　　真空自耗電弧爐回收返回爐料有一定的局限性。一般需先制備具有足夠強度、足夠的導電性、足夠的平直度的電極。真空自耗電弧爐回收返回爐料最常用的方法是將屑狀返回爐料或尺寸小的塊狀返回爐料與海綿鈦和合金元素充分混合，在油壓機上壓制成電極塊，再焊接成自耗電極，其返回爐料的添加比例可達到40%左右。此外，還可采用......

　　3.2.2冷床爐熔煉回收

　　等離子和電子束冷床爐熔煉對于回收利用返回爐料是一種有效的方法，殘料回收量大，且在熔煉過程中還能去除高比重夾雜物。垂直進料可不需要預先將原料制備成自耗電極，而是通過加料器進料，原料污染少。水平進料系統與真空自耗電弧爐熔煉類似，需預先制備自耗電極，但電極強度要求較真空自耗電弧爐要求低。

　　3.3 VAR爐熔煉安全問題

　　鈦是活潑金屬，在真空自耗電弧熔煉中，如果發生邊弧或者電極端面和結晶器接觸起弧擊穿結晶器，一旦爐體燒穿，空氣進入爐內時，氫與氧迅速混合就有可能發生爆炸。爆炸的危害性很大，會發生人身和破壞設備的重大事故。因此，在實際操作過程中，應采取短弧操作；保持爐內真空度足以維持穩定電弧，除正常水泵供水外，還應有高位水塔做安全水源；經常檢查......

　　3.4鈦鑄錠生產中的環境問題

　　鈦鑄錠生產中產生的污染物主要有氯氣及氯化物如HCl、TiCl4和NaCl以及H2、CO等，這些污染物會對人體產生一定危害。如氯氣進入人體呼吸道后，可能會引起灼燒和對局部粘膜的強烈刺激，引發人體不適，氯化物的危害雖然比氯氣弱，但刺激眼睛，刺激鼻和咽粘膜。由于一定濃度的氯和氯化物對人體有不同程度的危害，因此，必須要有專門的除塵、凈化設備和技術措施，進行凈制處理，防止對大氣造成污染，損害人體健康。

　　4結束語

　　保護環境、節約資源是我國的一項基本國策。目前，節能環保，綠色低碳已成為我國工業領域發展的潮流和趨勢。我國鈦工業清潔生產仍處于起步階段。降低能源消耗、減少污染物的產生，是促進工業轉型升級，走新型工業化道路的政策要求。實現鈦生產過程清潔化，鈦資源的良性循環，可以大大提高鈦資源的利用率，減少鈦廢料對環境的污染，大力促進整個鈦行業減少資源、能源消耗和環境污染，真正實現節能減排，綠色低碳，提供無毒無害的綠色產品，提升企業競爭力，更好地為建設資源節約型、環境友好型社會做出貢獻。