海绵钛是钛及钛合金生产加工的基本原材料，近3年，我国海绵钛产量年增长率在15%左右，市场前景广阔。但是现有海绵钛冶炼设备普遍存在能耗高、效率低、寿命短、质量差等系列问题，严重影响海绵钛的绿色、高效、优质化生产。然而我国海绵钛生产设备与国外存在较大差距，开发国产绿色高效海绵钛冶炼集成设备十分迫切，意义重大。项目针对以上问题，开展了还原-蒸馏工艺及加热炉关键设备研究，主要关键技术及创新点有：

       （1）针对现有炉衬保温差、能耗高、寿命短的问题，研发了针织层压的新型保温结构，并使用四面可折叠压缩的耐火材料，适于特殊形状布置。该新型炉衬相较现有炉衬能耗降低7%~23%，维修时间缩短至砖炉45%。

       （2）针对冶炼过程中还原反应区超温严重、局部冷热不均，应力过大，变形严重等问题，项目通过在进风支管出风口添加侧开口堵头，将不锈钢直通式风口改成陶瓷Z型瓷管，创新采用内外双风道模式等一系列结构创新，在国内首创了新型高效冷却系统，风冷效率相比现有设备提高32%，炉体设备寿命提高27%。

       （3）针对开式过道加热器，易腐蚀氧化，蒸馏产物易堵塞，安全隐患大、劳动环境差、能耗高等问题。项目开发了法兰连接，外部水冷，自动清堵的新型冷密封过道加热器，降低热量损耗20%，提高生产效率30%，大幅降低生产劳动强度，提高了生产连续性和稳定性，生产炉次由8炉次提高至14炉次。

       （4）针对现有液面测量装置准确性、及时性、可靠性均差的问题，项目开发了液面自动监控系统并协同测温装置，实现液面和反应区温度的精准控制，减少海绵钛过烧产品致密现象，有效促进以最大加料速度进行反应，提高生产效率，确保连续生产。

       （5）针对生产过程中由于关键参数不匹配，造成的产品质量差问题，项目通过冶炼过程中的液面高度、多点位测温、多点位加料、冷却风量等关键参数采用综合协同控制，构建了加料速度与风量匹配的优化模型，使得海绵钛0级品率提高14%，生产周期降低12%。

       （6）针对现有反应器大盖变形严重，寿命较短，安全性较差的问题，研发了拱形结构反应器炉盖，变形量相比以往减少了95%以上，使用寿命由20天延长至 270天，安全程度大幅提高。

       项目累计获得实用新型5项，主编国家标准2部，相关成果在攀钢、新疆湘晟、洛阳双瑞万基等40余个国内重点海绵钛生产线建设和改造项目中获得应用，应用单位海绵钛年产量累计超4万吨，累计为项目完成单位新增销售额超1.8亿元，经济效益显著。项目节能效果明显，使海绵钛单位产品综合电耗降低647kWh/t，平均节能18~22%，对于海绵钛行业降本增效，降低碳排放，实现低能耗清洁生产，替代进口设备，提高国际竞争力具有重要意义。