清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施。清洁生产改变了以往的生产模式，是一种全新的、科学发展的理念，旨在减少能源消耗、促进资源循环利用，预防并控制污染，减轻或消除其对人类健康与环境的危害。
金属钛是一种重要的战略物资。钛以密度小、强度高、耐腐蚀性能好而集中了三大特点，而广泛用于航空航天、舰船、海洋工程、石油、化工等领域，是当今最有前途的金属之一。钛金属表面可形成稳定的氧化膜，在海水、腐蚀性气体中耐腐蚀，不易分解，不会污染环境，长寿命、循环使用，从长远来看，钛材的广泛使用，带给人们更多的是绿色、低碳、经济。钛及其合金铸锭作为钛产品生产中的首道工序和最重要的生产阶段，它决定着钛产品的质量和可靠性，其重要性是可想而知的。钛及其合金铸锭生产企业要注重绿色发展，短流程、连续化、高效率，合理利用资源，降低原料、半成品、产品的生产成本，降低能耗，减少环境污染，提升生产工艺水平，提高产品质量，提高企业的技术水平和管理水平，实现企业的升级，成为环境友好型和资源节约型企业。
本文对钛及其合金铸锭清洁生产中的能源消耗、残废料回收、真空自耗电弧熔炼炉熔炼安全问题及环境污染等问题进行了探讨，旨在使企业走出一条节能、降耗、减排、环境友好的可持续发展之路。
2钛及其合金铸锭生产技术现状
目前，工业化生产钛及其合金铸锭最常用的方法有两种：真空自耗电弧熔炼（VAR）和冷炉床熔炼（CHM）。CHM法又分为电子束冷炉床熔炼法(EBCHM)和等离子冷炉床熔炼法(PACHM)。
图1为VAR法工艺流程，图2为CHM法工艺流程......
由表1可以看出，VAR法和CHM法各有其优点和不足。目前，现代化钛加工企业一般均配置有这两种类型的炉子。可根据实际生产需求，确定采用哪种熔炼方法。一般来说，VAR法的显著特点是功率消耗低、熔化速度高和良好的质量重现性，但残料回收利用率有限。由VAR法熔炼生产的成品铸锭，至少要经过两次熔炼。CHM法最大的特点是将熔化、精炼和凝固过程分离，可生产圆锭、扁锭及空心锭，残料回收利用率高，且扁锭可直接轧制成板材，缩短了生产周期，降低了产品成本。
3钛及其合金铸锭清洁生产探讨
近年来，随着人们对清洁生产认识的深入，产品的清洁生产逐渐成为一种趋势。钛及其合金铸锭的生产也不例外。下面从能源消耗、残废料回收、VAR炉安全问题及环境污染等方面探讨钛及其合金铸锭清洁生产。
3.1能源消耗
降低能耗不仅可以降低企业的生产成本，也是对国家节能减排政策的积极响应。我国已于2012年12月发布了真空自耗电弧炉生产钛及其合金铸锭的能源消耗的计算/考核及对新建项目的能耗控制的GB 29448―2012《钛及其合金铸锭单位产品能源消耗限额》标准......
3.2残废料回收
钛由于其本身的特性，其加工工艺流程长、加工塑性差，成材率较低，在其生产过程中会产生大量的残废料。一般情况下，从海绵钛到加工材的平均成品率仅为50%左右。同时，在用钛材制造设备或零部件时又产生大量残料，因此，钛残废料的回收对降低钛产品的生产成本、避免钛资源的大量消耗和浪费有着很重要的意义。美国等钛发达国家，在残料处理方面早已开展了大量工作，尤其是已经研究和掌握了相关关键技术，建立了完善的生产处理线，并已通过航空航天认证，目前用于航空航天等重要用途的钛合金残料利用率已达到60%左右。我国......
3.2.1真空自耗电弧炉熔炼回收
真空自耗电弧炉回收返回炉料有一定的局限性。一般需先制备具有足够强度、足够的导电性、足够的平直度的电极。真空自耗电弧炉回收返回炉料最常用的方法是将屑状返回炉料或尺寸小的块状返回炉料与海绵钛和合金元素充分混合，在油压机上压制成电极块，再焊接成自耗电极，其返回炉料的添加比例可达到40%左右。此外，还可采用......
3.2.2冷床炉熔炼回收
等离子和电子束冷床炉熔炼对于回收利用返回炉料是一种有效的方法，残料回收量大，且在熔炼过程中还能去除高比重夹杂物。垂直进料可不需要预先将原料制备成自耗电极，而是通过加料器进料，原料污染少。水平进料系统与真空自耗电弧炉熔炼类似，需预先制备自耗电极，但电极强度要求较真空自耗电弧炉要求低。
3.3 VAR炉熔炼安全问题
钛是活泼金属，在真空自耗电弧熔炼中，如果发生边弧或者电极端面和结晶器接触起弧击穿结晶器，一旦炉体烧穿，空气进入炉内时，氢与氧迅速混合就有可能发生爆炸。爆炸的危害性很大，会发生人身和破坏设备的重大事故。因此，在实际操作过程中，应采取短弧操作；保持炉内真空度足以维持稳定电弧，除正常水泵供水外，还应有高位水塔做安全水源；经常检查......
3.4钛铸锭生产中的环境问题
钛铸锭生产中产生的污染物主要有氯气及氯化物如HCl、TiCl4和NaCl以及H2、CO等，这些污染物会对人体产生一定危害。如氯气进入人体呼吸道后，可能会引起灼烧和对局部粘膜的强烈刺激，引发人体不适，氯化物的危害虽然比氯气弱，但刺激眼睛，刺激鼻和咽粘膜。由于一定浓度的氯和氯化物对人体有不同程度的危害，因此，必须要有专门的除尘、净化设备和技术措施，进行净制处理，防止对大气造成污染，损害人体健康。
4结束语
保护环境、节约资源是我国的一项基本国策。目前，节能环保，绿色低碳已成为我国工业领域发展的潮流和趋势。我国钛工业清洁生产仍处于起步阶段。降低能源消耗、减少污染物的产生，是促进工业转型升级，走新型工业化道路的政策要求。实现钛生产过程清洁化，钛资源的良性循环，可以大大提高钛资源的利用率，减少钛废料对环境的污染，大力促进整个钛行业减少资源、能源消耗和环境污染，真正实现节能减排，绿色低碳，提供无毒无害的绿色产品，提升企业竞争力，更好地为建设资源节约型、环境友好型社会做出贡献。
