新材料及其应用

本发明属于钛冶金设备与技术领域，尤其涉及一种镁热还原海绵钛生产工艺及设备，一种镁热还原海绵钛生产设备包括：反应器组件；温控组件，用于对反应器组件内温度控制和监测；惰性气体循环热回收送料装置，惰性气体循环热回收送料装置的出料端位于反应器组件的底部；支撑网板，支撑网板与惰性气体循环热回收送料装置的出料端连通；氯化镁排出口，连通设置在反应器组件底部一侧；冷凝炉连接管，冷凝炉连接管进气端连通设置在反应器组件顶部，其中一个出气端与惰性气体循环热回收送料装置的顶端连通，另一个出气端连通有冷凝炉。本发明还包括一种镁热还原海绵钛生产工艺。本发明可改善海绵钛生产过程中反应器内部温度的均匀性，并提升反应效率。

1.使用时，在反应器组件内加入氯化镁，在氯化镁上加入金属镁锭，通过温控组件加热后形成氯化镁溶液和镁液，需控制氯化镁的剩余量，保证镁液的低端位于支撑网板上方200‑400mm；关闭冷凝炉连接管与冷凝炉的连通，通过惰性气体循环热回收送料装置使惰性气体在反应器组件内循环，通过惰性气体循环热回收送料装置向反应器组件通入液态四氯化钛，液态四氯化钛与惰性气体混合后进入反应器组件内与镁液反应生成海绵钛和氯化镁，多余的氯化镁由氯化镁排出口间歇排出；未反应的四氯化钛与惰性气体混合气回到惰性气体循环热回收送料装置对热量进行回收利用后，并补充四氯化钛，再次通入反应器组件内进行反应，当海绵钛生成量达到反应器组件上限后，停止加入金属镁，将氯化镁溶液完全排出后，关闭冷凝炉连接管与惰性气体循环热回收送料装置的连通，未反应的镁和残余的氯化镁蒸发，通过冷凝炉连接管进入至冷凝炉中，并在冷凝炉内冷凝成固态，从而实现与海绵钛的分离，得到较纯净的海绵钛。

2.本发明通过将反应器组件设置为倒圆台形结构，倾斜的斜面对生成的钛提供向上支撑的作用，同时增加反应器组件上部空间，避免海绵钛生产过程中的坍塌现象的发生；四氯化钛溶液通过与惰性气体混合后再由底部通入反应器组件内，提高四氯化钛与镁液接触面积，提高反应效率。同时，气泡对反应器内部溶液形成搅拌，均匀反应器内温度；反应过程中添加镁液有利于吸收多余热量，惰性气体循环热回收送料装置还可以回收四氯化钛原料以及四氯化钛和惰性气体中的热量，降低能耗损失。