[发明专利]连续生产金属钛或金属钛合金的方法和设备

权利要求书

1.一种通过四氯化钛的金属热还原反应连续生产金属钛和金属钛合金的方法，该方法包括以下步骤：维持反应炉内反应区的温度，该温度在钛还原剂的沸点以上；往反应炉内提供四氯化钛和还原剂，使其反应生成金属钛或其合金和副产物——还原剂的氯化物，同时维持金属钛或其合金和副产物处于熔融状态；将金属钛或其合金和还原剂的氯化物分离；在反应炉底部收集金属钛或其合金，以及从反应炉底部连续压出金属钛或其合金；其特征在于，四氯化钛被还原剂还原的反应过程和所得钛海绵或其合金的熔化过程在被制成电弧炉的上述反应炉内真空环境下同时进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将还原剂的氯化物从所述电弧炉的反应区抽到冷凝器中，从而将所得金属钛或其合金与还原剂的氯化物分离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在高于金属钛还原剂的沸点但低于金属钛熔点的温度下进行四氯化钛还原反应。

4.一种连续生产金属钛或金属钛合金的设备，其包括：

具有将温度维持在金属钛还原剂沸点以上的反应区的反应炉，位于反应炉壁上、用来往反应区提供液态还原剂的孔，位于反应炉壁上、用来往反应区提供四氯化钛的孔；位于反应炉壁上、用来从反应区中除去还原剂的氯化物的孔；安装在与反应区齐平位置的加热部件；用于安装引锭杆和形成金属钛的结晶器；结晶器的冷却系统，其特征在于，为了使四氯化钛在真空环境下被还原剂还原，同时将钛海绵熔化并得到金属钛或其合金，所述反应炉被制成电弧炉(1)，其与真空泵(14)连接，装配有向其提供电压的自耗电极(6)，该电极用作阴极，位于冷结晶器(11)内引锭杆(12)上部的钛或钛合金熔池充当阳极。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述电弧炉(1)的壁(2)由铌或钽制成。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述电弧炉(1)的壁(2)包有用来防止吸收氧气和其他气体的外壳(3)。

7.根据权利要求4-6之任一所述的设备，其特征在于，所述自耗电极(6)由钛或钛合金制成。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述自耗电极(6)内掺有一种或多种下述其他化学元素：铝、硅、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锆、铌、钼、钌、钯、银、铪、钽、钨、铅、铋、钋。

9.根据权利要求4-6和8之任一所述的设备，其特征在于，配备冷却系统(16)和排放冷的还原剂氯化物的管道(15)的冷凝器(13)通过收集电弧炉(1)内还原剂氯化物的孔(9)与电弧炉(1)连接。

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，配备冷却系统(16)和排放冷的还原剂氯化物的管道(15)的冷凝器(13)通过收集电弧炉(1)内还原剂氯化物的孔(9)与电弧炉(1)连接。