镁还原四氯化钛 真空蒸馏法（MD法）是国内外普遍采用的海绵钛生产方法，其工艺流程为：钛氧化物富集一氯化一粗四氯化钛精制一镁还原精四氯化钛制取海绵钛一真空蒸馏除去剩余的镁和氯化镁一产品处理一成品海绵钛。其中产品处理包括：破碎一选别一包装一抽空充氩。
破碎是将数立方米的海绵钛坨加工成粒度为数十毫米的钛粒。随着海绵钛生产规模的扩大和高科技应用领域的发展，钛坨不断增大，目前普遍炉产5t以上，体积大于4m3；而海绵钛产品粒度范围缩小，从0. 83mm～25.4 mm变为0.83 mm～12.7 mm，因此产品的破碎比增加，破碎难度加大。
海绵钛破碎采用多级破碎工艺，常用设备及流程为：油压机将钛坨压制成块一颚式破碎机粗碎一颚式或齿辊破碎机中碎一颚式或齿辊破碎机细碎一粒度合格的海绵钛。
目前存在的问题是：海绵钛产品在破碎过程中易发生氧化变色，变色程度随产品致密程度的增加及破碎时间的延长而增加。当炉产能扩大时，钛坨中心部的致密度增加，破碎中产生较多的变色粒，既增加了挑选的难度，产品的外观质量也难以保证；产品粒度不均匀，小粒度产品少。产品中粒度为0. 83mm～12.7mm数据的约占30%，12.7 mm～25.4 mm的占70%以上，且片状、条状、经反复摩擦和相互撞击挤压形成的致密球形钛粒多，给下一步的加工带来影响；产品在细碎机破碎腔中停滞时间长且回料量大于20%，破碎设备产能低，导致破碎工序常成为海绵钛生产的瓶颈。
为了适应海绵钛生产发展的需要，必须选择更适宜的海绵钛破碎设备，提高破碎装备的生产能力。
2、破碎设备的可行性分析
2.1物料性质
镁法生产的海绵钛是硬而带韧性的金属，能承受较大的机械压力，具有强烈的吸气性能，且吸气能力随温度的升高而增加。
2.2破碎机的工作原理
各种破碎机的工作原理见图1。
a颚式破碎机：动颚板按图示方向往返运动，与定颚板间形成变化的间隙，间隙缩小时物料被挤压破碎，间隙增大时物料排出。
b齿辊破碎机（单辊或对辊）：齿辊沿图示的方向转动，使物料受到齿刀的冲击力和齿辊的挤压力作用破碎排出。
c剪切式破碎机：如图示，齿轮向固定刀方向转动，物料受到固定刀与转动齿刀的剪切作用破碎。
2.3破碎设备的可行性分析
采用颚式破碎机，物料在破碎腔中停留时间短，设备产能大，但由于物料在挤压力作用下破碎，破碎效果差，而动、定颚板间的间隙不断变化，导致排出物料的粒度均匀性差。颚式破碎机适用于海绵钛的粗、中级破碎。
采用齿辊破碎机，物料在冲击力和挤压力的作用下破碎，由于海绵钛硬且具有韧性，对齿刀的磨损严重，随设备使用时间的延长，冲击力减弱，产品主要受挤压力作用破碎，破碎效率低，设备产能低；另一方面，挤压力作用使部分钛粒呈片或长条状，钛料之间、钛粒与齿辊间发生反复摩擦和碰撞，使产品温度升高，氧化程度增加，同时部分产品变成致密的球形颗粒，因此破碎产品的外观质量差。齿辊破碎机适用于脆性物料的中、细碎，而不适用于海绵钛的破碎。
采用剪切式破碎机，剪切力克服了海绵钛的耐压性，这己被刀切式油压机长期的生产实践所证明。破碎机中固定刀与齿刀同时对物料进行剪切，破碎效率高，产品温升小，吸气程度低，排出料粒度均匀，外观质量好，所以剪切式破碎机适用于海绵钛的破碎。
2.4单机破碎试验分析
进行剪切式破碎机单机破碎试验，与原用齿辊破碎机比较，验证设备的可行性。
取连续10炉次各200kg经中碎后的产品，每炉次100 kg分别经剪切式破碎机和齿辊破碎机破碎，控制入料粒度小于50mm，经一次破碎后筛析，结果见表1。
用剪切式破碎机进行海绵钛细碎，小粒度（-12.7mm）产品比率比齿辊破碎机提高27%，如将剪切式破碎机装入破碎线进行闭路破碎可进一步提高小粒度产品比率。
为测试设备生产能力，进行了10炉不同切压（产品致密度）产品的破碎试验，试验情况见表2。
随产品切压变化，设备破碎能力也发生变化。钛坨中部切压大于90 MPa、下部切压大于110MPa时，平均破碎速度600 kg/h；中部切压小于90 MPa、下部切压小于100MPa的产品平均破碎速度为700 kg/h，最小破碎速度大于550kg/h，而齿辊破碎机生产能力不足400 kg/h且回料量大于20%。因此用剪切式破碎机取代齿辊破碎机进行海绵钛产品的细碎是海绵钛生产的有效途径。
3、破碎流程中设备的配置
假设某厂年产海绵钛为2000t，破碎工作日按300天计，每天破碎6h，需配置剪切式细碎机3台，如是齿辊细碎机则需6台（均考虑2用1备）。
用剪切式细碎机的破碎流程与用齿辊细碎机的破碎流程相同，均是海绵钛块一粗碎一中碎一细碎一产品，所不同的是需配置的细碎机数量相差1倍。
4、工业生产实践结果与结论
某海绵钛厂用剪切式破碎机取代齿辊破碎机进行产品细碎，多年的生产实践证明：破碎流程从4级变为3级，细碎设备从4台减为2台，仍能满足生产需要；每台细碎机产能700 kg/h以上，在保持年产量不变的情况下，减少了破碎时间；控制入料粒度和设备排料口不变，小粒度产品与成品海绵钛的比率比用齿辊破碎机提高了30%～50%。开路破碎时比率大于60%，经2次循环破碎后，小粒度产品达80%以上，满足了用户的要求；产品氧化程度降低，变色钛粒量从1%降到0.3%以下，减少了产品损失，粒度均匀，外观质量好，不但减轻了产品的挑选难度，提高了产品合格率，也提高了用户满意度。
生产实践表明：剪切式破碎机是破碎海绵钛的理想设备；经过结构改进和对工艺条件的研究，剪切式破碎机可在海绵钛的粗、中碎阶段应用，能更有效地提高破碎能力。
