[發明專利]一種海綿鈦生產反應器及加料方法

在審

• 申請號: 202110779285.3
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113462908A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 盛卓;李開華;馬占山;朱福興
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22B34/12
• 分類號: C22B34/12;C22B9/02;C22B9/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰;楊帆

本發明公開了一種海綿鈦生產反應器，包括罐體、罐蓋、進料速度控制裝置，以及至少兩個加料支管；加料支管均勻安裝在罐蓋上，且部分地伸入罐體內；加料支管的延長線與罐體的豎向中心線之間具有第一夾角；進料速度控制裝置用于控制加料支管的進料速度。加料方法通過傾斜且均勻設置的多個加料支管進行噴射加料，并且加料支管中的四氯化鈦落至反應液表面時的落點與罐體內側壁之間的距離為200?400mm。本發明通過傾斜且均勻設置的多個加料支管進行噴射加料，使得四氯化鈦在進入鎂液表面時的位置靠近罐體內壁，便于快速散熱的同時，具有一定速度的噴射加料方式，沖擊液鎂表面，還可以促使反應液具有較好的流動性，進一步提高散熱能力。

技術領域

本發明涉及海綿鈦生產技術領域，尤其涉及一種海綿鈦生產反應器及加料方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有比強度高、耐腐蝕、耐高溫性能好等特點，在航空航天、深海探測、化工、醫療等領域均具有廣泛的應用。海綿鈦作為鈦及鈦合金制備的原料，工業上由鎂熱法制備。在海綿鈦真空自耗熔煉前，需將其壓制成致密的電極，當電極壓制不緊密時，冶煉過程易出現掉料等事故，進而導致冶煉中斷。為避免冶煉過程出現掉落海綿鈦塊，冶煉企業一方面不斷提高壓機的工作壓力，一方面選用疏松性較佳的海綿鈦來壓制電極。

海綿鈦制備過程為劇烈的放熱反應，當反應熱無法及時散失出反應器時，會導致鈦坨中心出現孔隙結構致密等問題，鈦坨中心致密的海綿鈦行業內普稱作“硬芯”。為解決鈦坨“硬芯”問題，各企業從反應熱均勻釋放，反應器強制散熱等方面出發申請了多項專利。CN202786386U公開了一種生產海綿鈦的加料裝置，公開TiCl₄加料包括主管和加料支管，四氯化鈦由主管進入，由加料支管噴出，支管2-6個，直徑和長度相同，各支管的夾角相同，各支管與主管的夾角為100-160°，其通過分散進料的方式解決反應器中心溫度偏高所帶來的系列問題；CN110760699A公開了用于海綿鈦還原生產的鈦坨中心強制散熱及汽化加料裝置，通過氣相TiCl₄加料，同時將換熱器深入反應器中心部位，以實現反應器內TiCl₄的多點均勻加入，同時提高反應容器中心的散熱能力，氣化加料導致生產成本較高；CN201560227U公開了一種鎂法生產海綿鈦過程中的還原裝置，在反應器大蓋上設有散熱部件，散熱部件上設有冷卻介質入口和冷卻介質出口，以解決海綿鈦結構致密問題；CN206298627U提出在加料管的下端設置散料裝置，散料裝置通過連接桿與加料管焊接連接，散料裝置內設有倒錐形的傘狀均料件，以改善TiCl4分布不均問題；CN208829744U公開了一種海綿鈦生產中帶散熱裝置的反應器，提出在反應器筒體外的中上部還原反應區設置蛇形冷卻器，以提高反應器壁的散熱能力；CN201553769U公開了生產海綿鈦的還原反應裝置，提出反應爐蓋板上均勻設置多個加料裝置，并伸入反應爐內，以解決還原期間加料集中而帶來的海綿鈦結構致密問題。

但是，發明人認識到，在目前的此類方案中，依然存在進一步的改進空間。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明實施例提出一種海綿鈦生產反應器及加料方法，以解決現有技術中海綿鈦生產中的“硬芯”問題。

一方面，本發明實施例所公開的一種海綿鈦生產反應器，其包括罐體、罐蓋、進料速度控制裝置，以及至少兩個加料支管；

其中，所述加料支管均勻安裝在所述罐蓋上，且部分地伸入所述罐體內；所述加料支管的延長線與所述罐體的豎向中心線之間具有第一夾角；

所述進料速度控制裝置用于控制加料支管的進料速度。

進一步地，所述第一夾角為30-60℃，并且，沿著加料支管的進料方向，所述加料支管逐漸遠離所述豎向中心線。

進一步地，所述加料支管的出口處的內徑小于所述加料支管的入口處的內徑。

進一步地，所述入口處的內徑與所述出口處的內徑之比為(10-15)：1。