全球军工合金高端熔炼已普遍采用冷床炉(CHM)技术,而中国的冷床炉装备起步较晚,整体仍处于追赶者阶段。海外设备厂商在冷床炉领域占据主导地位,国内以宝钛集团为代表的自主研制在2021年才实现首台设备投产,与全球头部在设备成熟度、应用规模上存在明显代差。
中外冷床炉技术差距的核心表现
冷床炉熔炼(CHM)是解决钛合金高熔点夹杂物问题的关键工艺。传统真空自耗电弧炉(VAR)即便经过三次熔炼,仍无法完全消除高熔点金属夹杂,而冷床炉通过熔池停留时间延长,能更有效去除夹杂物,因此成为高端军工合金熔炼的主流选择。
海外设备厂商长期垄断这一市场,冷床炉设备主要依赖进口。中国在这一领域的破局发生在2021年9月6日——宝钛集团装备科技公司自主研制的首台真空电子束熔炼炉(EB炉)在江苏泰州用户生产现场完成首锭出炉,标志着国产冷床炉从无到有的突破。但对照海外数十年的工程积累,国产设备在运行稳定性、熔炼效率、材料纯净度控制的精细化程度上,仍需时间验证与迭代。
国内主要企业设备配置对比
从国内头部钛合金企业的装备现状,可以直观看出冷床炉在中国的普及程度仍然有限:
| 公司 | 熔炼设备配置 |
|---|---|
| 宝钛股份 | 2400kW 电子束冷床炉、15t/10t 真空自耗电弧炉等 |
| 西部超导 | 8t 真空自耗电弧炉等 |
| 西部材料 | 真空自耗电弧炉等 |
国内主要钛合金企业中,仅宝钛股份配置了电子束冷床炉,西部超导、西部材料仍以VAR炉为主要熔炼设备。这与海外高端钛材生产普遍采用冷床炉的格局形成鲜明对比,反映出国内在高端军工合金熔炼环节的设备渗透率仍处于早期阶段。
产业链位置:追赶者角色的定位
从产业链视角看,钛锭熔炼处于海绵钛与钛材加工之间的关键环节。VAR工艺的局限性和冷床炉的推广趋势,决定了设备升级是必然方向。中国在高端军工合金熔炼装备领域的自主化刚刚起步,宝钛的EB炉首锭出炉是标志性事件,但单点突破距离规模化应用仍有距离。设备稳定性、批次一致性、大规格铸锭能力等工程化指标,需以实际生产数据和后续第三方验证为准。在全球冷床炉技术版图中,中国目前处于追赶者位置,差距的缩小有赖于国产设备在真实产线上的持续验证与改进。
常见问题
冷床炉相比VAR炉的核心优势是什么?
冷床炉熔炼能有效去除高密度夹杂和低密度夹杂,解决VAR炉即使多次熔炼也无法完全消除高熔点金属夹杂的痛点,因此更适合对纯净度要求极高的军工合金生产。
中国冷床炉技术何时实现自主突破?
2021年9月6日,宝钛集团装备科技公司自主研制的首台真空电子束熔炼炉(EB炉)完成首锭出炉,这是中国冷床炉装备自主研制的重要里程碑。
国内哪些企业已配备冷床炉设备?
目前国内主要钛合金企业中,仅宝钛股份配置了2400kW电子束冷床炉,西部超导、西部材料等仍以真空自耗电弧炉(VAR)为主要熔炼设备。