[发明专利]一种海绵钛生产反应器及加料方法

说明书

本发明公开了一种海绵钛生产反应器，包括罐体、罐盖、进料速度控制装置，以及至少两个加料支管；加料支管均匀安装在罐盖上，且部分地伸入罐体内；加料支管的延长线与罐体的竖向中心线之间具有第一夹角；进料速度控制装置用于控制加料支管的进料速度。加料方法通过倾斜且均匀设置的多个加料支管进行喷射加料，并且加料支管中的四氯化钛落至反应液表面时的落点与罐体内侧壁之间的距离为200‑400mm。本发明通过倾斜且均匀设置的多个加料支管进行喷射加料，使得四氯化钛在进入镁液表面时的位置靠近罐体内壁，便于快速散热的同时，具有一定速度的喷射加料方式，冲击液镁表面，还可以促使反应液具有较好的流动性，进一步提高散热能力。

技术领域

本发明涉及海绵钛生产技术领域，尤其涉及一种海绵钛生产反应器及加料方法。

背景技术

钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀、耐高温性能好等特点，在航空航天、深海探测、化工、医疗等领域均具有广泛的应用。海绵钛作为钛及钛合金制备的原料，工业上由镁热法制备。在海绵钛真空自耗熔炼前，需将其压制成致密的电极，当电极压制不紧密时，冶炼过程易出现掉料等事故，进而导致冶炼中断。为避免冶炼过程出现掉落海绵钛块，冶炼企业一方面不断提高压机的工作压力，一方面选用疏松性较佳的海绵钛来压制电极。

海绵钛制备过程为剧烈的放热反应，当反应热无法及时散失出反应器时，会导致钛坨中心出现孔隙结构致密等问题，钛坨中心致密的海绵钛行业内普称作“硬芯”。为解决钛坨“硬芯”问题，各企业从反应热均匀释放，反应器强制散热等方面出发申请了多项专利。CN202786386U公开了一种生产海绵钛的加料装置，公开TiCl₄加料包括主管和加料支管，四氯化钛由主管进入，由加料支管喷出，支管2-6个，直径和长度相同，各支管的夹角相同，各支管与主管的夹角为100-160°，其通过分散进料的方式解决反应器中心温度偏高所带来的系列问题；CN110760699A公开了用于海绵钛还原生产的钛坨中心强制散热及汽化加料装置，通过气相TiCl₄加料，同时将换热器深入反应器中心部位，以实现反应器内TiCl₄的多点均匀加入，同时提高反应容器中心的散热能力，气化加料导致生产成本较高；CN201560227U公开了一种镁法生产海绵钛过程中的还原装置，在反应器大盖上设有散热部件，散热部件上设有冷却介质入口和冷却介质出口，以解决海绵钛结构致密问题；CN206298627U提出在加料管的下端设置散料装置，散料装置通过连接杆与加料管焊接连接，散料装置内设有倒锥形的伞状均料件，以改善TiCl4分布不均问题；CN208829744U公开了一种海绵钛生产中带散热装置的反应器，提出在反应器筒体外的中上部还原反应区设置蛇形冷却器，以提高反应器壁的散热能力；CN201553769U公开了生产海绵钛的还原反应装置，提出反应炉盖板上均匀设置多个加料装置，并伸入反应炉内，以解决还原期间加料集中而带来的海绵钛结构致密问题。

但是，发明人认识到，在目前的此类方案中，依然存在进一步的改进空间。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种海绵钛生产反应器及加料方法，以解决现有技术中海绵钛生产中的“硬芯”问题。

一方面，本发明实施例所公开的一种海绵钛生产反应器，其包括罐体、罐盖、进料速度控制装置，以及至少两个加料支管；

其中，所述加料支管均匀安装在所述罐盖上，且部分地伸入所述罐体内；所述加料支管的延长线与所述罐体的竖向中心线之间具有第一夹角；

所述进料速度控制装置用于控制加料支管的进料速度。

进一步地，所述第一夹角为30-60℃，并且，沿着加料支管的进料方向，所述加料支管逐渐远离所述竖向中心线。

进一步地，所述加料支管的出口处的内径小于所述加料支管的入口处的内径。

进一步地，所述入口处的内径与所述出口处的内径之比为(10-15)：1。