我国现在已经是海绵钛生产大国,但不是生产强国。我国的海绵钛生产技术与日本、美国、俄罗斯相比,仍然存在较大的差距。我国一方面高端海绵钛还不能批量生产,另一方面低端海绵钛结构性过剩,生产的海绵钛和钛材质量较差,无法跟国外质量相比。因此提高我国海绵钛生产工艺技术是提高海绵钛质量的唯一出路,钛产业工艺技术提升刻不容缓。本论文利用某公司“Ⅰ型”半联合法海绵钛生产工艺,对海绵钛质量起重要作用的镁还原工艺关键技术进行研究。着重研究了还原反应器中的液镁液位对海绵钛质量的影响,研究了精TiCl4加料速度对还原反应效率和海绵钛质量的影响,研究了还原反应器中的温度、压力控制对还原反应的正常运行的影响,研究了关键杂质元素Fe、O、N、Cl、Mn等对海绵钛产品布氏硬度(HB)影响,并提出了在工业化生产中降低杂质元素的措施。本文的研究对提高还原工艺及技术,掌握优化的生产工艺参数,减少海绵钛杂质元素,提升海绵钛产品质量,实现高品质海绵钛的稳定批量工业化生产具有重要的意义。本文研究确定了在还原工艺中的控制条件,并得到以下结论：(1)还原反应器中,镁液液面控制在Ⅱ区,反应区控制在Ⅰ区时,还原反应效率较高,海绵钛质量较好；(2)反应器中Ⅰ区温度控制在755℃-775℃之间,Ⅱ区的温度应控制在770℃-790℃之间,Ⅲ区的温度应控制在820℃-840℃之间,Ⅳ区的温度应控制在830℃-850℃之间,反应效率高,海绵钛质量最佳。(3)当反应器的压力控制在5～30kPa时,生产海绵钛的质量及效率较高；(4)控制关键杂质元素对提高海绵钛质量具有重要的作用。