CN100431948C

CN100431948C - 生产钒氮合金的推板窑废气排气装置及废气排气方法

Info

Publication number: CN100431948C
Application number: CNB2004100812000A
Authority: CN
Inventors: 邓孝伯; 谢屯良; 李千文; 黄可行; 全兴强
Original assignee: Panzhihua Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Co Ltd
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: CN1760119A

Abstract

本发明涉及一种生产钒氮合金的推板窑废气排气装置及排气方法。该推板窑纵向依次设置有排水低温段、排Na⁺、K⁺过渡段、恒温高温段和冷却段，各段由多个温区组成；该推板窑废气排气装置是在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段设置有废气排出口，且在各段设置的排气口有数个。推板窑废气排气方法是根据推板窑各温区煅烧温度及气氛分布的不同特点，将废气通过在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段的排气口排出，排水低温段的排气口及时排出该段产生的水蒸气，排Na⁺、K⁺过渡段的排气口及时排出碱金属蒸气及其化合物废气。因此能尽快地将各段的有害气体排出窑外，达到了显著降低水蒸气和碱金属对炉腔材料的腐蚀作用。

Description

生产钒氮合金的推板窑废气排气装置及废气排气方法

技术领域

本发明属于钒氮合金技术领域，涉及一种在工业上连续生产钒氮合金的煅烧设备推板窑废气排气装置及废气排气方法。

背景技术

在现有制取钒氮合金的方法中，没有提及到有关煅烧设备的废气排气方法问题，间歇式生产工艺的通常做法是向烧结设备内通氮气、抽真空，经过多次重复这样的过程制得钒氮合金，这种废气排气方法运用于US3334992、US4040814、US5462057中所描述的钒氮合金生产工艺。但是在实施《钒氮合金的生产方法》专利过程中(申请号：01139886.8，公开号CN1422800A)，发现废气排气方法对推板窑内腔材料的腐蚀有较大影响，其主要原因为窑内气氛中含有一定量的水蒸气和低沸点碱金属元素(Na、K)。钒氮合金的炉料中含有自由水和结晶水，入窑前总的水含量在1％以下，并含有一定量的低沸点碱金属元素。在推板窑400～680℃的低温段，水蒸气从炉料中逸出，对内腔材料实施氧化和侵蚀作用；在850～1450℃的过渡段，碱金属元素通过蒸气的方式发生物相迁移，遇到水或CO₂后则生成低熔点、高沸点的强碱附着于炉腔材料上，并对内腔材料实施腐蚀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，旨在提供一种生产钒氮合金的推板窑废气排气装置及排气方法，能尽快地将各温区产生的腐蚀气体排出窑外，减缓内腔材料的腐蚀进度，缩短腐蚀区域，从而显著提高推板窑内腔材料的使用寿命。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，该推板窑有排水低温段、排Na⁺、K⁺过渡段、恒温高温段和冷却段，各段内又分为多个温区，根据推板窑各温区煅烧温度及气氛分布的不同特点，在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段设置有废气排出口，且在各段设置的排气口的数量至少为二个，能尽快将窑内腐蚀气体排出窑外，显著降低水蒸气和碱金属对炉腔材料的腐蚀。在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间设有一段气幕区，其前后各设有一个锁口区，中间设有一段与排水低温段炉腔尺寸相同的腔体，在前后锁口区窑体侧面各设有一个防止两区之间的气体流动的做隔离气幕的进气口。排气口分布在推板窑的窑体顶部。在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间设有的一段气幕区的长度为450～550mm，在气幕区前后分别设置的锁口区的长度为100～150mm，炉腔高度比排水低温段低70～90mm，宽度比排水低温段窄30～50mm，锁口区的中间设置的一段与排水低温段炉腔尺寸相同的腔体的长度为200～300mm，在前后锁口区窑体侧面分别设置的用做隔离气幕的进气口的进气量为20～40m³/h。排水低温段有5个温区即1～5温区，每个温区各设一个排气口，共5个排气口，前4个排气口直径为Φ25～35mm，最后一个排气口直径为Φ45～55mm，排Na⁺、K⁺过渡段有4个温区即6～9温区，6温区与7温区和8温区与9温区之间各有一段不加热区，各设有一个Φ45～55mm的排气口。排气口形状从窑体纵向看为人字型，在窑腔内形成多个抽风斗。排气口从窑体内腔到窑顶出口通道是由不同耐火材料加工而成的，其中窑体内腔的耐火材料为石墨、氧化镁砖或其它无机材料；窑顶出口通道的耐火材料为石墨、氧化镁砖、不锈钢或其它材料；窑体外部分是由金属材料加工而成的，并通过法兰连接在窑体的金属外壳上，其中的金属材料可以是不锈钢或有色金属材料。

本发明还提供了钒氮合金生产过程中推板窑废气排气方法，该推板窑有排水低温段、排Na⁺、K⁺过渡段、恒温高温段和冷却段，各段由多个温区组成，其特征是：在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段设置有排气口，且在各段设置的排气口的数量至少为二个，所述方法根据推板窑各温区煅烧温度及气氛分布的不同特点，将废气通过在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段的排气口排出，排气口在各段设置有数个，能尽快将窑内腐蚀气体排出窑外，显著降低水蒸气和碱金属对炉腔材料的腐蚀，通过在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间形成一段气幕区，并在该气幕区前后各设有的一个炉腔高度比排水低温段低、宽度比排水低温段窄的锁口区，中间设有一段与排水低温段炉腔尺寸相同的腔体，通过在前后锁口区窑体侧面各设有的一个进气口做隔离气幕，防止两区之间的气体流动，废气通过排气口连续、不间断地排出窑外，排水低温段的排气口及时排出该段产生的水蒸气，排Na⁺、K⁺过渡段的排气口及时排出碱金属蒸气及其化合物废气。排气口是根据钒氮合金生产工艺要求及各温区的煅烧温度和气氛分布的不同特点而设置的，排水低温段每个温区各设一个排气口，共设5个排气口，前4个排气口直径为Φ25～35mm，最后一个排气口直径为Φ45～55mm，排Na⁺、K⁺过渡段的6温区与7温区之间和8温区与9温区之间各有一段不加热区，各设有一个Φ45～55mm的排气口。排气口分布在推板窑的窑体顶部。

与已有技术相比，本发明具有如下明显的优点：

1.与钒氮合金间断式生产工艺的废气排气方法相比，废气能连续、快捷地从各段排出窑外，显著地降低气氛中的有害成分对炉腔材料的腐蚀作用。

2.与间断式废气排气方法相比，工艺、设备进一步简化。

3.采用多个排气口及合理的排气位置和尺寸，有利于废气及时排出窑外，显著地降低气氛中的有害成分对炉腔材料的腐蚀作用。

附图说明

图1为本发明的主视图(局部剖)。

图中：1-窑体 2-炉腔 3-排气口 4-加热元件盒 5-保温层6-盖板 7-轨道 8-锁口 I-排水低温段 II-排Na⁺、K⁺过渡段 III-恒温高温段 IV-冷却段

具体实施方式

根据推板窑各温区煅烧温度及气氛分布的不同特点，将废气排出口设计在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段，且排气口在各段窑顶设置的个数亦不同，能尽快将窑内腐蚀气体排出窑外，起到显著降低水蒸气和碱金属对炉腔材料的腐蚀作用。按工艺要求，排水低温段共有5个温区(1～5温区、总长度约7.8m)、煅烧温度400～700℃，为保证该段排水完全，每个温区可各设一个排气口，共设5个排气口，前4个排气口直径为Φ30mm，第5个排气口直径为Φ50mm，排气口形状从窑体纵向看为人字型，这样在窑腔内形成了多个抽风斗，有利于水蒸气的排出。排Na⁺、K⁺过渡段共有4个温区(6～9温区、总长度约5.8m)、煅烧温度850～1450℃，该段气氛中的主要有害成分为Na、K蒸气及其化合物，在6温区与7温区和8温区与9温区之间各有一段不加热区，各设有一个Φ50mm的排气口，排气口形状与排水低温段相同，这样有利于Na⁺、K⁺的排出。同时，在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间设有一段长500mm的气幕区，其前后各设有一个125mm的锁口区(炉腔高度比排水区低80mm，宽度比排水区窄40mm)，中间设有一段长250mm与排水区炉腔尺寸相同的腔体，在前后锁口区窑体侧面各设有一个进气量为30m³/h的进气口做隔离气幕，防止两区之间的气体流动。通过不同位置的排气口尽快将各段的有害气体排出窑外，这样可显著降低水蒸气和碱金属对炉腔材料的腐蚀作用，缩短腐蚀区域，从而延长内腔材料的使用寿命。

其中的推板窑是特制的全密封的推板窑或隧道窑，与《钒氮合金的生产方法》[中国发明专利(申请号01139886.8，公开号CN1422800A)]要求的是一致的。

排气口从窑体内腔到窑顶出口通道是由不同耐火材料加工而成的，其中窑体内腔的耐火材料为石墨、氧化镁砖或其它无机材料；窑顶出口通道的耐火材料为石墨、氧化镁砖、不锈钢或其它材料；窑体外部分是由金属材料加工而成的，并通过法兰连接在窑体的金属外壳上，其中的金属材料可以是不锈钢或有色金属材料。

生产过程中，废气是通过排气口连续、不间断地排出窑外的。

下面是本发明实施效果的对比情况：

实施例1：

在本发明实施前试生产的第一阶段试验中，只在排水低温段设有一个排气口。推板窑运行15天左右，内腔材料就发生坍塌事故而导致停窑检修。解剖时发现，排水低温段后部和恒温高温段的内腔材料存在严重的腐蚀现象，腐蚀区域长约6.8m，其中恒温高温段的一块顶砖严重腐蚀后塌落在炉腔内而造成被迫停窑。

实施例2：

在本发明实施前试生产的第二阶段试验中，推板窑的废气排放方法得到了一定改进，在炉体的排水低温段设置3个排气口、排Na⁺、K⁺过渡段设置1个排气口。推板窑运行50天左右，内腔材料发生坍塌事故而导致停窑检修。解剖时发现，排水低温段后部和恒温高温段的内腔材料存在一定的腐蚀现象，但腐蚀程度比中试试验有所减轻，腐蚀区域缩短到4.1m，其中恒温高温段的一块顶砖严重腐蚀后塌落在炉腔内而造成被迫停窑。

实施例3：

在本发明用于工业生产试验过程中，低温排水段设有5个排气口，恒温高温段设有两个排气口。推板窑连续运行230天后停窑解剖，发现只在恒温高温段存在一定的腐蚀现象，腐蚀程度较轻，腐蚀区域已缩短到2.5m左右。

Claims

1.一种生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，该推板窑有排水低温段、排Na⁺、K⁺过渡段、恒温高温段和冷却段，各段由多个温区组成，其特征是在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段设置有排气口，且在各段设置的排气口的数量至少为二个。

2.根据权利要求1所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，其特征在于在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间设有一段气幕区，其前后各设有一个锁口区，中间设有一段与排水低温段炉腔尺寸相同的腔体，在前后锁口区窑体侧面各设有一个防止两区之间的气体流动的做隔离气幕的进气口。

3.根据权利要求1或2所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，其特征在于排气口分布在推板窑的窑体顶部。

4.根据权利要求2所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，其特征在于在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间设置的气幕区的长度为450～550mm，在气幕区前后分别设置的锁口区的长度为100～150mm，所述锁口区的炉腔高度比排水低温段低70～90mm，所述锁口区的宽度比排水低温段窄30～50mm，锁口区的中间设置的与排水低温段炉腔尺寸相同的腔体的长度为200～300mm，在前后锁口区窑体侧面分别设置的用做隔离气幕的进气口的进气量为20～40m³/h。

5.根据权利要求1或2所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，其特征在于所述的排水低温段有5个温区即1～5温区，每个温区各设一个排气口，共设5个排气口，前4个排气口直径为Φ25～35mm，最后一个排气口直径为Φ45～55mm，排Na⁺、K⁺过渡段有4个温区即6～9温区，6温区与7温区和8温区与9温区之间各有一段不加热区，各设有一个Φ45～55mm的排气口。

6.根据权利要求1或2所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，其特征在于排气口形状从窑体纵向看为人字型，在炉腔内形成多个抽风斗。

7.根据权利要求1或2所说的生产钒氮合金的推板窑废气排气装置，其特征在于排气口从窑体内腔到窑顶出口通道是由不同耐火材料加工而成的，其中窑体内腔的耐火材料为石墨、氧化镁砖或其它无机材料；窑顶出口通道的耐火材料为石墨、氧化镁砖、不锈钢或其它材料；窑体外部分是由金属材料加工而成的，并通过法兰连接在窑体的金属外壳上，其中的金属材料是不锈钢或有色金属材料。

8.一种钒氮合金生产过程中推板窑废气排气方法，该推板窑有排水低温段、排Na⁺、K⁺过渡段、恒温高温段和冷却段，各段由多个温区组成，其特征是：在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段设置有排气口，且在各段设置的排气口的数量至少为二个，根据推板窑各温区煅烧温度及气氛分布的不同特点，将废气通过在推板窑的排水低温段和排Na⁺、K⁺过渡段的排气口排出，通过在排水低温段与排Na⁺、K⁺过渡段之间形成一段气幕区，并在该气幕区前后各设有的一个炉腔高度比排水低温段低、宽度比排水低温段窄的锁口区，中间设有一段与排水低温段炉腔尺寸相同的腔体，通过在前后锁口区窑体侧面各设有的一个进气口做隔离气幕，防止两区之间的气体流动，废气通过排气口连续、不间断地排出窑外，排水低温段的排气口及时排出该段产生的水蒸气，排Na⁺、K⁺过渡段的排气口及时排出碱金属蒸气及其化合物废气。

9.根据权利要求8所说的钒氮合金生产过程中推板窑废气排气方法，其特征在于排气口是根据钒氮合金生产工艺要求及各温区的煅烧温度和气氛分布的不同特点而设置的，排水低温段5个温区各设一个排气口，共设5个排气口，前4个排气口直径为Φ25～35mm，最后一个排气口直径为Φ45～55mm，排Na⁺、K⁺过渡段的6温区与7温区之间和8温区与9温区之间各有一段不加热区，各设有一个Φ45～55mm的排气口。

10.根据权利要求9所说的钒氮合金生产过程中推板窑废气排气方法，其特征在于排气口分布在推板窑的窑体顶部。