CN102853670B - 一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑 - Google Patents

Abstract

一种节能环保型窑体，包括保温耐火层、煅烧室、石墨坩埚、水平加热室与密封盒，所述煅烧室的内外分别设置有石墨坩埚与保温耐火层，石墨坩埚的上下两方分别设置有上、下水平加热室，上、下水平加热室内水平设置有对应的上、下水平加热体，水平加热体的一端在加热室内，另一端依次经侧墙、保温耐火层、炉壳后延伸至密封盒内，加热体与塞砖之间的缝隙内填充有高温纤维，密封盒上设置有进气接口与铜电极，采用上述节能环保型窑体的钒氮合金高温烧结窑中，低温段、过渡段、高温段采取不同的制造材料、发热体以与煅烧工艺相适应。本设计不仅单位能耗较低、操作条件较好，而且能保证窑内的工艺气氛、煅烧效果较好、使用寿命较长。

Description

一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑

技术领域

本发明涉及一种用于高温烧结的窑体，尤其涉及一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑，具体适用于降低单位能耗，并改善操作条件。

背景技术

钒氮合金作为一种新型钢铁添加剂，可替代钒铁用于微合金化钢的生产。它添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下，添加钒氮合金较添加钒可节约钒30%–40%，降低了成本。钒氮合金已被国内外钢厂普遍使用，其生产工艺和生产设备得到了迅猛发展。

中国专利专利号为ZL200410083901.8的发明专利公开了一种在工业上连续制取钒氮合金的煅烧设备推板窑的炉膛结构，该推板窑纵向依次设置有低温段、过渡段、高温段和冷却段，其炉膛结构包括窑腔、盖板、侧墙及轨道；其中，低温段有5个温区即1–5温区，内腔侧墙、盖板及轨道均为石墨材质；过渡段有4个温区即6–9温区，其中6–8温区内腔侧墙和轨道采用高纯镁砖、盖板采用石墨材质，9温区内腔侧墙、盖板及轨道均为石墨材质；高温段设7个温区即10–16温区，冷却段分为自然冷却区和强制冷却区，高温段和自然冷却区的内腔侧墙、盖板及轨道均为石墨材质；在1–5温区和9–16温区的侧墙砖相应位置上有加热元件插孔，使加热元件与窑腔隔离；6–8温区的每块侧墙砖之间插入两层石墨板，用插板来使加热元件与窑腔隔离；炉体内腔分为3个独立通道，中间通道为炉料主通道即窑腔，两边为加热元件隔离腔通道，加热元件与炉膛气氛完全隔离。虽然该发明通过在不同温区设计不同的内腔结构、选用合适抗耐腐蚀内衬材料的方式提高了推板窑及加热元件的使用寿命，但其仍旧具有以下缺陷：

该发明中的加热元件垂直布置在炉膛两侧，加热元件的垂直布置会在炉膛上形成垂直方向的缝隙，同时，受热气体具有向上运动的规律，因而，窑内的高温气体会通过加热元件、塞砖之间的垂直缝隙，大量散发到窑体顶部，导致顶部表面温度高达200℃，不仅浪费了大量的热能，增加了能耗（按GB/T20567–2006为标准制取VN16产品，以五氧化二钒为原料，产品电耗为9000千瓦时/吨），而且提高了环境温度，恶化了操作条件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的单位能耗较高、操作条件较差的缺陷与问题，提供一种单位能耗较低、操作条件较好的节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种节能环保型窑体，包括保温耐火层、煅烧室与石墨坩埚，所述保温耐火层的四周裹有炉壳，保温耐火层的内部设置有煅烧室，煅烧室的内部设置有窑腔，窑腔的内部设置有石墨坩埚；所述煅烧室包括顶板、底板与侧墙，所述顶板底部的两端通过侧墙与底板顶部的两端相连接，所述石墨坩埚的底部经推板与导轨的顶部相连接，石墨坩埚的上部设置有拱砖凸台，拱砖凸台的两端与窑墙的内侧相连接，窑墙的外侧与侧墙的内侧相连接，且在拱砖凸台、窑墙、导轨、推板之间形成有窑腔；

所述顶板、拱砖凸台之间设置有上水平加热室，该上水平加热室内设置有上水平加热体；所述导轨、底板之间设置有下水平加热室，该下水平加热室内设置有下水平加热体，且上水平加热体、下水平加热体均水平设置。

所述上水平加热室包括水平拱顶砖、竖直拱顶砖、上绝缘垫板与上承烧板；所述水平拱顶砖的两端与侧墙的内侧相连接，水平拱顶砖的顶部与顶板的底部相连接，所述竖直拱顶砖的顶部与顶板的底部相连接，竖直拱顶砖的底部与拱砖凸台相连接；所述水平拱顶砖、侧墙、拱砖凸台、竖直拱顶砖围成的空腔中设置有上水平加热体，该上水平加热体的一端的底部依次通过上绝缘垫板、上承烧板与拱砖凸台的顶部相连接，上水平加热体的另一端依次经侧墙、保温耐火层、炉壳后延伸至上密封盒内；

所述下水平加热室包括底砖与下绝缘垫板；所述底砖的顶部与导轨的底部相连接，底砖的底部与底板的顶部相连接，底砖内部的空腔中设置有下水平加热体，该下水平加热体的一端的底部通过下绝缘垫板与底板的顶部相连接，下水平加热体的另一端依次经侧墙、保温耐火层、炉壳后延伸至下密封盒内。

所述上水平加热体、下水平加热体上位于保温耐火层内的部位均通过塞砖与桥板相连接；所述塞砖的两端分别与炉壳、侧墙相连接，底部与上水平加热体或下水平加热体相连接，顶部与桥板相连接，桥板的一端与炉壳相连接，另一端延伸至侧墙的内部。

所述上水平加热体、下水平加热体与塞砖之间的缝隙内均填充有高温纤维。

所述上密封盒、下密封盒的结构一致，均包括封板、盒体与铜电极；所述盒体的内部设置有上水平加热体或下水平加热体的另一端，盒体的一端与炉壳相连接，盒体的另一端与封板相连接，该封板内设置有氟发泡橡胶与螺栓，盒体的顶部设置有进气接口，盒体的底部设置有铜电极，该铜电极的一端位于盒体的内部，另一端位于盒体的外部，且在铜电极上裹有聚四氟乙烯电极套。

所述底砖的顶部设置有相互平行的两组桥墩，该两组桥墩的顶部嵌有同一个与其相垂直的导轨，导轨的顶部设置有推板，导轨的侧部与边导轨的一侧相连接，边导轨的另一侧与侧墙的内侧相连接，边导轨的顶部与窑墙的底部相连接。

一种采用上述节能环保型窑体的钒氮合金高温烧结窑，所述钒氮合金高温烧结窑包括低温段、过渡段、高温段与冷却段，所述低温段依次经过渡段、高温段后与冷却段相通；

所述低温段、过渡段、高温段都采用所述节能环保型窑体的窑体结构；

所述低温段中：所述顶板、水平拱顶砖、竖直拱顶砖、拱砖凸台、窑墙、上绝缘垫板、下绝缘垫板、上承烧板、导轨、边导轨的制造材料都为刚玉，所述上水平加热体、下水平加热体均为U型硅碳棒；

所述过渡段中：所述顶板、水平拱顶砖、竖直拱顶砖、拱砖凸台、窑墙、上承烧板、导轨、边导轨的制造材料都为镁锆，所述上绝缘垫板、下绝缘垫板的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体、下水平加热体均为W型硅钼棒；

所述高温段中：所述顶板、水平拱顶砖、竖直拱顶砖、拱砖凸台、窑墙、上承烧板、导轨、边导轨的制造材料都为石墨，所述上绝缘垫板、下绝缘垫板的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体、下水平加热体均为W型硅钼棒。

所述低温段、过渡段、高温段中：所述底板、侧墙的制造材料都为空心球，所述推板的制造材料为石墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑中包括上水平加热室与下水平加热室，且在水平加热室、下水平加热室内水平设置有对应的上水平加热体、下水平加热体。由于上、下水平加热体均水平布置，而受热气体在水平方向流动的动力较小，因而窑内的受热气体不易通过加热元件、塞砖之间缝隙散发到窑体顶部，不仅热能损失较少，而且不会过多的提升外部操作环境的温度，改善了外部操作条件。因此本发明不仅单位能耗较低，而且操作条件较好。

2、本发明一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑中上水平加热体、下水平加热体与塞砖之间的缝隙内均填充有高温纤维，该高温纤维能够进一步阻止窑内的热量向窑外发散，从而再次减少能耗，并降低外部操作环境的温度。因此本发明不仅单位能耗较低，而且操作条件较好。

3、本发明一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑中在加热体的另一端增设有上密封盒或下密封盒，上、下密封盒的结构一致，均包括封板、盒体与铜电极，盒体的内部设置有上水平加热体或下水平加热体的另一端，盒体的一端与炉壳相连接，盒体的另一端与封板相连接，盒体的顶部设置有进气接口，底部设置有铜电极。密封盒不仅可将窑内外气氛隔离，以保证窑内的工艺气氛，而且能通过进气接口向窑内注入生产工艺所需的气体。因此本发明不仅能保证窑内的工艺气氛，而且便于注入生产工艺所需的气体。

4、本发明一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑中的钒氮合金高温烧结窑包括低温段、过渡段、高温段与冷却段，其中，低温段、过渡段、高温段都采用所述节能环保型窑体的窑体结构，区别在于低温段、过渡段、高温段中零部件的制造材料不同，低温段的制造材料主要为刚玉，过渡段的制造材料主要为镁锆，高温段的制造材料主要为石墨，不同的制造材料能够适应不同的煅烧工艺，从而确保煅烧效果，提高产品质量。因此本发明的煅烧效果较好。

5、本发明一种节能环保型窑体及其应用于的钒氮合金高温烧结窑中的钒氮合金高温烧结窑包括低温段、过渡段、高温段与冷却段，其中，低温段的加热体采取U型硅碳棒，过渡段、高温段的加热体采取W型硅钼棒，相比较U型硅碳棒，W型硅钼棒的发热面积大，同样的功率下，可降低发热体的表面热负荷，提高发热体使用寿命，其使用寿命约为8个月，而现有技术受结构所限（发热体垂直布置以及发热体所处部位的设计）只能采用U型发热体，其使用寿命只有5个月。因此本发明中发热体的使用寿命较长，更换频率较低，有利于降低生产成本。

附图说明

图1是本发明中节能环保型窑体的结构示意图。

图2是图1中上水平加热室的结构示意图。

图3是图1中下水平加热室的结构示意图。

图4是图1中下密封盒的结构示意图。

图5是本发明中钒氮合金高温烧结窑的结构示意图。

图中：保温耐火层1、炉壳11、煅烧室2、顶板21、底板22、侧墙23、拱砖凸台24、推板25、导轨26、边导轨27、窑墙28、桥墩29、石墨坩埚3、窑腔31、上水平加热室4、上水平加热体41、上绝缘垫板42、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、上承烧板45、下水平加热室5、下水平加热体51、下绝缘垫板52、底砖53、上密封盒6、下密封盒7、封板71、盒体72、铜电极73、氟发泡橡胶74、螺栓75、进气接口76、聚四氟乙烯电极套77、塞砖8、桥板9、钒氮合金高温烧结窑10、低温段101、过渡段102、高温段103、冷却段104。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1–图5，一种节能环保型窑体，包括保温耐火层1、煅烧室2与石墨坩埚3，所述保温耐火层1的四周裹有炉壳11，保温耐火层1的内部设置有煅烧室2，煅烧室2的内部设置有窑腔31，窑腔31的内部设置有石墨坩埚3；所述煅烧室2包括顶板21、底板22与侧墙23，所述顶板21底部的两端通过侧墙23与底板22顶部的两端相连接，所述石墨坩埚3的底部经推板25与导轨26的顶部相连接，石墨坩埚3的上部设置有拱砖凸台24，拱砖凸台24的两端与窑墙28的内侧相连接，窑墙28的外侧与侧墙23的内侧相连接，且在拱砖凸台24、窑墙28、导轨26、推板25之间形成有窑腔31；

所述顶板21、拱砖凸台24之间设置有上水平加热室4，该上水平加热室4内设置有上水平加热体41；所述导轨26、底板22之间设置有下水平加热室5，该下水平加热室5内设置有下水平加热体51，且上水平加热体41、下水平加热体51均水平设置。

所述上水平加热室4包括水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、上绝缘垫板42与上承烧板45；所述水平拱顶砖43的两端与侧墙23的内侧相连接，水平拱顶砖43的顶部与顶板21的底部相连接，所述竖直拱顶砖44的顶部与顶板21的底部相连接，竖直拱顶砖44的底部与拱砖凸台24相连接；所述水平拱顶砖43、侧墙23、拱砖凸台24、竖直拱顶砖44围成的空腔中设置有上水平加热体41，该上水平加热体41的一端的底部依次通过上绝缘垫板42、上承烧板45与拱砖凸台24的顶部相连接，上水平加热体41的另一端依次经侧墙23、保温耐火层1、炉壳11后延伸至上密封盒6内；

所述下水平加热室5包括底砖53与下绝缘垫板52；所述底砖53的顶部与导轨26的底部相连接，底砖53的底部与底板22的顶部相连接，底砖53内部的空腔中设置有下水平加热体51，该下水平加热体51的一端的底部通过下绝缘垫板52与底板22的顶部相连接，下水平加热体51的另一端依次经侧墙23、保温耐火层1、炉壳11后延伸至下密封盒7内。

所述上水平加热体41、下水平加热体51上位于保温耐火层1内的部位均通过塞砖8与桥板9相连接；所述塞砖8的两端分别与炉壳11、侧墙23相连接，底部与上水平加热体41或下水平加热体51相连接，顶部与桥板9相连接，桥板9的一端与炉壳11相连接，另一端延伸至侧墙23的内部。

所述上水平加热体41、下水平加热体51与塞砖8之间的缝隙内均填充有高温纤维。

所述上密封盒6、下密封盒7的结构一致，均包括封板71、盒体72与铜电极73；所述盒体72的内部设置有上水平加热体41或下水平加热体51的另一端，盒体72的一端与炉壳11相连接，盒体72的另一端与封板71相连接，该封板71内设置有氟发泡橡胶74与螺栓75，盒体72的顶部设置有进气接口76，盒体72的底部设置有铜电极73，该铜电极73的一端位于盒体72的内部，另一端位于盒体72的外部，且在铜电极73上裹有聚四氟乙烯电极套77。

所述底砖53的顶部设置有相互平行的两组桥墩29，该两组桥墩29的顶部嵌有同一个与其相垂直的导轨26，导轨26的顶部设置有推板25，导轨26的侧部与边导轨27的一侧相连接，边导轨27的另一侧与侧墙23的内侧相连接，边导轨27的顶部与窑墙28的底部相连接。

一种采用上述节能环保型窑体的钒氮合金高温烧结窑，所述钒氮合金高温烧结窑10包括低温段101、过渡段102、高温段103与冷却段104，所述低温段101依次经过渡段102、高温段103后与冷却段104相通；

所述低温段101、过渡段102、高温段103都采用所述节能环保型窑体的窑体结构；

所述低温段101中：所述顶板21、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、拱砖凸台24、窑墙28、上绝缘垫板42、下绝缘垫板52、上承烧板45、导轨26、边导轨27的制造材料都为刚玉，所述上水平加热体41、下水平加热体51均为U型硅碳棒；

所述过渡段102中：所述顶板21、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、拱砖凸台24、窑墙28、上承烧板45、导轨26、边导轨27的制造材料都为镁锆，所述上绝缘垫板42、下绝缘垫板52的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体41、下水平加热体51均为W型硅钼棒；

所述高温段103中：所述顶板21、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、拱砖凸台24、窑墙28、上承烧板45、导轨26、边导轨27的制造材料都为石墨，所述上绝缘垫板42、下绝缘垫板52的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体41、下水平加热体51均为W型硅钼棒。

所述低温段101、过渡段102、高温段103中：所述底板22、侧墙23的制造材料都为空心球，所述推板25的制造材料为石墨。

本发明的原理说明如下：

一、上水平加热体41、下水平加热体51与高温纤维：

参见图1–图3，本发明节能环保型窑体包括两个发热体，分别为上水平加热室4内的上水平加热体41与下水平加热室5内的下水平加热体51，且上水平加热体41、下水平加热体51均水平设置。由于上水平加热体41、下水平加热体51均水平布置，而受热气体在水平方向流动的动力较小，因而窑内的受热气体就不易通过加热体、塞砖8之间的缝隙散发出窑体，不仅热能损失少、单位能耗低，而且不会过多的提升外部操作环境的温度。此外，本发明还可以在加热体、塞砖8之间的缝隙内填充有高温纤维（现有技术中，由于发热体垂直布置，因而发热体、塞砖之间的缝隙也是垂直的，即使填充进高温纤维，在重力的作用下，高温纤维也会下落，难以阻止气体从缝隙散发出窑体），高温纤维能够进一步阻止窑内的热量向窑外发散，从而再次减少能耗与降低外部操作环境的温度。目前，按GB/T20567–2006标准，采用专利号为ZL200410083901.8的现有技术制取VN16产品，产品电耗为9000千瓦时/吨（以五氧化二钒为原料），而使用本发明生产，在相同的工艺条件下制取VN16产品，产品电耗降为6500千瓦时/吨，单位产品能耗降低27.8%，此外，现有技术中窑顶的表面温度高达200℃，操作条件比较恶劣，而本发明中窑顶的表面温度最高也只有70℃，操作条件得到了极大改善。

高温纤维：主要为晶体纤维棉，作用为隔热和保温，因为需耐高温和保温，所以此类高温纤维成分多为氧化铝或氧化锆类，但氧化锆类价格贵，故常用的为氧化铝类。

二、上密封盒6与下密封盒7：

参见图4，本发明在发热体上设置了密封盒，具体为上密封盒6与下密封盒7。上密封盒6、下密封盒7的结构一致，均包括封板71、盒体72与铜电极73，盒体72的一端与炉壳11相连接，盒体72的另一端与封板71相连接。盒体72的顶部设置有进气接口76，盒体72的底部设置有铜电极73，该铜电极73的一端位于盒体72的内部，另一端位于盒体72的外部，且在铜电极73上裹有聚四氟乙烯电极套77。使用时，上密封盒6、下密封盒7不仅能将发热体与外界隔绝，能将窑内外气氛隔离，以保证窑内的工艺气氛，实现密封的作用，而且能通过进气接口76向窑内注入生产工艺所需的气体，十分便于操作。

具体设计为：盒体72的一端焊于炉壳11上，盒体72的另一端焊于凹形槽上，槽内嵌入氟发泡橡胶74，盒体72端面与封板71通过螺栓75联接后对氟发泡橡胶74进行压缩，形成端面密封；上水平加热体41或下水平加热体51的冷端通过耐高温导线与铜电极73的一端相连接，铜电极73的另一端与外部电缆相连接以达到发热体接电的目的，铜电极73上裹有聚四氟乙烯电极套77，该聚四氟乙烯电极套77一方面起到铜电极73与盒体72绝缘的作用，另一方面铜电极73、盒体72通过螺栓连接后压缩了聚四氟乙烯电极套77，从而形成聚四氟乙烯电极套77端面与盒体72之间的端面密封。

三、各种腔体结构：

本发明由于要对石墨坩埚3进行煅烧以及搁置上水平加热体41、下水平加热体51，因而设置了各种腔体结构，具体情况如下：

1、窑腔31：

参见图1，窑腔31位于煅烧室2的内部，窑腔31由拱砖凸台24、窑墙28、导轨26、推板25围成，且在窑腔31的内部设置有石墨坩埚3。其中，石墨坩埚3的上部设置有拱砖凸台24，拱砖凸台24的两端与窑墙28的内侧相连接，窑墙28的外侧与侧墙23的内侧相连接。

2、上加热腔：

参见图2，上水平加热室4内设置有上水平加热体41，上水平加热体41所处的空腔即为上加热腔。上加热腔由水平拱顶砖43、侧墙23、拱砖凸台24、竖直拱顶砖44围成（具体而言，上方是水平拱顶砖43，下方是拱砖凸台24，四周是侧墙23，中部是竖直拱顶砖44），其中，水平拱顶砖43的两端与侧墙23的内侧相连接，水平拱顶砖43的顶部与顶板21的底部相连接，竖直拱顶砖44的顶部与顶板21的底部相连接，竖直拱顶砖44的底部与拱砖凸台24相连接。上水平加热体41上位于上加热腔中部位的底部依次通过上绝缘垫板42、上承烧板45（上承烧板45的作用在于提供支撑力以托起上水平加热体41）与拱砖凸台24的顶部相连接，上水平加热体41的另一端依次经侧墙23、保温耐火层1、炉壳11后延伸至上密封盒6内。

3、下加热腔：

参见图3，下水平加热室5内设置有下水平加热体51，下水平加热体51所处的空腔即为下加热腔。下加热腔为底砖53内部的空腔，底砖53上下两端分别与导轨26、底板22相连接，底砖53内部的空腔中设置有下水平加热体51，下水平加热体51的底部设置有下绝缘垫板52（由于下绝缘垫板52的下方是实心结构的底板22，支撑力足够，因而此处不需要额外设置承烧板），下绝缘垫板52的底部与底板22的顶部相连接。

四、推板25以及滑轨26：

参见图3，底砖53的顶部设置有相互平行的两组桥墩29，两组桥墩29的顶部嵌有同一个与其相垂直的导轨26，导轨26水平布置，导轨26的顶部设置有推板25，推板25的顶部设置有石墨坩埚3，导轨26的侧部与边导轨27的一侧相连接，边导轨27的另一侧与侧墙23的内侧相连接，边导轨27的顶部与窑墙28的底部相连接。

五、低温段101、过渡段102、高温段103的制造材料以及加热体的选择：

低温段101、过渡段102、高温段103中底板22、侧墙23的制造材料都为空心球，其原因在于：空心球耐高温和保温，但抗折强度较差，底板22、侧墙23均为实体结构，不需架空，因而强度方面没问题，故采用空心球制造。

煅烧时，低温段101煅烧温度不高，只有水蒸气排出，而刚玉与水不反应，故低温段101中零部件的制造材料采取刚玉；过渡段102的煅烧温度较高，会有强碱气体及一氧化碳、二氧化碳气体排出，镁质材料可抗这些气体的侵蚀，但镁质材料热震性差，因而加锆以提高材料热震性，故过渡段102中零部件的制造材料采取镁锆；高温段103的煅烧温度很高，石墨的抗高温性较好，加之煅烧材料中的水分与侵蚀气体在低温段101、过渡段102中已经排除完毕，故高温段103中零部件的制造材料采取石墨。

低温段101中发热体采取U型硅碳棒，过渡段102、高温段103中发热体采取W型硅钼棒的原因在于：过渡段102、高温段103对温度要求较高，W型硅钼棒不仅发热效果较好，而其发热面积大，在同样的功率下，能降低发热体表面热负荷，提高发热体使用寿命，W型发热体的使用寿命约为8个月，同时，本发明在过渡段102、高温段103中能采用W型硅钼棒也在于“发热体水平布置”特点的支持，若为背景技术中的现有技术，它受结构所限只能采用U型发热体，而U型发热体的使用寿命只有5个月，采用它会提高更换频率，增加生产成本。

实施例1：

参见图1–图4，一种节能环保型窑体，包括保温耐火层1、煅烧室2、石墨坩埚3、上水平加热室4、下水平加热室5、上密封盒6与下密封盒7，所述保温耐火层1的四周裹有炉壳11，保温耐火层1的内部设置有煅烧室2，煅烧室2的内部设置有窑腔31，窑腔31的内部设置有石墨坩埚3；所述煅烧室2包括顶板21、底板22与侧墙23，所述顶板21底部的两端通过侧墙23与底板22顶部的两端相连接，所述石墨坩埚3的底部经推板25与导轨26的顶部相连接，石墨坩埚3的上部设置有拱砖凸台24，拱砖凸台24的两端与窑墙28的内侧相连接，窑墙28的外侧与侧墙23的内侧相连接，且在拱砖凸台24、窑墙28、导轨26、推板25之间形成有窑腔31；

所述顶板21、拱砖凸台24之间设置有上水平加热室4，所述上水平加热室4包括水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、上绝缘垫板42与上承烧板45；所述水平拱顶砖43的两端与侧墙23的内侧相连接，水平拱顶砖43的顶部与顶板21的底部相连接，所述竖直拱顶砖44的顶部与顶板21的底部相连接，竖直拱顶砖44的底部与拱砖凸台24相连接；所述水平拱顶砖43、侧墙23、拱砖凸台24、竖直拱顶砖44围成的空腔中设置有上水平加热体41，该上水平加热体41的一端的底部依次通过上绝缘垫板42、上承烧板45与拱砖凸台24的顶部相连接，上水平加热体41的另一端依次经侧墙23、保温耐火层1、炉壳11后延伸至上密封盒6内；

所述导轨26、底板22之间设置有下水平加热室5，所述下水平加热室5包括底砖53与下绝缘垫板52；所述底砖53的顶部与导轨26的底部相连接，底砖53的底部与底板22的顶部相连接，底砖53内部的空腔中设置有下水平加热体51，该下水平加热体51的一端的底部通过下绝缘垫板52与底板22的顶部相连接，下水平加热体51的另一端依次经侧墙23、保温耐火层1、炉壳11后延伸至下密封盒7内；

所述上水平加热体41、下水平加热体51上位于保温耐火层1内的部位均通过塞砖8与桥板9相连接，上水平加热体41、下水平加热体51与塞砖8之间的缝隙内均填充有高温纤维；所述塞砖8的两端分别与炉壳11、侧墙23相连接，底部与上水平加热体41或下水平加热体51相连接，顶部与桥板9相连接，桥板9的一端与炉壳11相连接，另一端延伸至侧墙23的内部；

所述上密封盒6、下密封盒7的结构一致，均包括封板71、盒体72与铜电极73；所述盒体72的内部设置有上水平加热体41或下水平加热体51的另一端，盒体72的一端与炉壳11相连接，盒体72的另一端与封板71相连接，该封板71内设置有氟发泡橡胶74与螺栓75，盒体72的顶部设置有进气接口76，盒体72的底部设置有铜电极73，该铜电极73的一端位于盒体72的内部，另一端位于盒体72的外部，且在铜电极73上裹有聚四氟乙烯电极套77；

所述底砖53的顶部设置有相互平行的两组桥墩29，该两组桥墩29的顶部嵌有同一个与其相垂直的导轨26，导轨26的顶部设置有推板25，导轨26的侧部与边导轨27的一侧相连接，边导轨27的另一侧与侧墙23的内侧相连接，边导轨27的顶部与窑墙28的底部相连接。

参见图5，一种采用上述节能环保型窑体的钒氮合金高温烧结窑，所述钒氮合金高温烧结窑10包括低温段101、过渡段102、高温段103与冷却段104，所述低温段101依次经过渡段102、高温段103后与冷却段104相通，且低温段101、过渡段102、高温段103都采用所述节能环保型窑体的窑体结构（图1是低温段101、过渡段102、高温段103的纵向剖视图）；所述底板22、侧墙23的制造材料都为空心球，所述推板25的制造材料为石墨；

所述低温段101中：所述顶板21、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、拱砖凸台24、窑墙28、上绝缘垫板42、下绝缘垫板52、上承烧板45、导轨26、边导轨27的制造材料都为刚玉，所述上水平加热体41、下水平加热体51均为U型硅碳棒；

所述过渡段102中：所述顶板21、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、拱砖凸台24、窑墙28、上承烧板45、导轨26、边导轨27的制造材料都为镁锆，所述上绝缘垫板42、下绝缘垫板52的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体41、下水平加热体51均为W型硅钼棒；

所述高温段103中：所述顶板21、水平拱顶砖43、竖直拱顶砖44、拱砖凸台24、窑墙28、上承烧板45、导轨26、边导轨27的制造材料都为石墨，所述上绝缘垫板42、下绝缘垫板52的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体41、下水平加热体51均为W型硅钼棒。

目前，采用专利号为ZL200410083901.8现有技术生产，耗能较高，按GB/T20567–2006标准，制取VN16产品，产品电耗为9000千瓦时/吨（以五氧化二钒为原料）；而使用本发明生产，在相同的工艺条件下制取VN16产品，产品电耗降为6500千瓦时/吨，单位产品能耗降低27.8%。表1为本发明与专利号为ZL200410083901.8现有技术的对比情况，A代表专利号为ZL200410083901.8的现有技术，B代表本发明：

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Claims (7)

1.一种节能环保型窑体，包括保温耐火层（1）、煅烧室（2）与石墨坩埚（3），所述保温耐火层（1）的四周裹有炉壳（11），保温耐火层（1）的内部设置有煅烧室（2），煅烧室（2）的内部设置有窑腔（31），窑腔（31）的内部设置有石墨坩埚（3）；所述煅烧室（2）包括顶板（21）、底板（22）与侧墙（23），所述顶板（21）底部的两端通过侧墙（23）与底板（22）顶部的两端相连接，所述石墨坩埚（3）的底部经推板（25）与导轨（26）的顶部相连接，石墨坩埚（3）的上部设置有拱砖凸台（24），拱砖凸台（24）的两端与窑墙（28）的内侧相连接，窑墙（28）的外侧与侧墙（23）的内侧相连接，且在拱砖凸台（24）、窑墙（28）、导轨（26）、推板（25）之间形成有窑腔（31），其特征在于：

所述顶板（21）、拱砖凸台（24）之间设置有上水平加热室（4），该上水平加热室（4）内设置有上水平加热体（41）；所述导轨（26）、底板（22）之间设置有下水平加热室（5），该下水平加热室（5）内设置有下水平加热体（51），且上水平加热体（41）、下水平加热体（51）均水平设置；

所述上水平加热室（4）包括水平拱顶砖（43）、竖直拱顶砖（44）、上绝缘垫板（42）与上承烧板（45）；所述水平拱顶砖（43）的两端与侧墙（23）的内侧相连接，水平拱顶砖（43）的顶部与顶板（21）的底部相连接，所述竖直拱顶砖（44）的顶部与顶板（21）的底部相连接，竖直拱顶砖（44）的底部与拱砖凸台（24）相连接；所述水平拱顶砖（43）、侧墙（23）、拱砖凸台（24）、竖直拱顶砖（44）围成的空腔中设置有上水平加热体（41），该上水平加热体（41）的一端的底部依次通过上绝缘垫板（42）、上承烧板（45）与拱砖凸台（24）的顶部相连接，上水平加热体（41）的另一端依次经侧墙（23）、保温耐火层（1）、炉壳（11）后延伸至上密封盒（6）内；

所述下水平加热室（5）包括底砖（53）与下绝缘垫板（52）；所述底砖（53）的顶部与导轨（26）的底部相连接，底砖（53）的底部与底板（22）的顶部相连接，底砖（53）内部的空腔中设置有下水平加热体（51），该下水平加热体（51）的一端的底部通过下绝缘垫板（52）与底板（22）的顶部相连接，下水平加热体（51）的另一端依次经侧墙（23）、保温耐火层（1）、炉壳（11）后延伸至下密封盒（7）内。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保型窑体，其特征在于：所述上水平加热体（41）、下水平加热体（51）上位于保温耐火层（1）内的部位均通过塞砖（8）与桥板（9）相连接；所述塞砖（8）的两端分别与炉壳（11）、侧墙（23）相连接，底部与上水平加热体（41）或下水平加热体（51）相连接，顶部与桥板（9）相连接，桥板（9）的一端与炉壳（11）相连接，另一端延伸至侧墙（23）的内部。

3.根据权利要求2所述的一种节能环保型窑体，其特征在于：所述上水平加热体（41）、下水平加热体（51）与塞砖（8）之间的缝隙内均填充有高温纤维。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种节能环保型窑体，其特征在于：所述上密封盒（6）、下密封盒（7）的结构一致，均包括封板（71）、盒体（72）与铜电极（73）；所述盒体（72）的内部设置有上水平加热体（41）或下水平加热体（51）的另一端，盒体（72）的一端与炉壳（11）相连接，盒体（72）的另一端与封板（71）相连接，该封板（71）内设置有氟发泡橡胶（74）与螺栓（75），盒体（72）的顶部设置有进气接口（76），盒体（72）的底部设置有铜电极（73），该铜电极（73）的一端位于盒体（72）的内部，另一端位于盒体（72）的外部，且在铜电极（73）上裹有聚四氟乙烯电极套（77）。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种节能环保型窑体，其特征在于：所述底砖（53）的顶部设置有相互平行的两组桥墩（29），该两组桥墩（29）的顶部嵌有同一个与其相垂直的导轨（26），导轨（26）的顶部设置有推板（25），导轨（26）的侧部与边导轨（27）的一侧相连接，边导轨（27）的另一侧与侧墙（23）的内侧相连接，边导轨（27）的顶部与窑墙（28）的底部相连接。

6.一种采用权利要求5所述节能环保型窑体的钒氮合金高温烧结窑，所述钒氮合金高温烧结窑（10）包括低温段（101）、过渡段（102）、高温段（103）与冷却段（104），所述低温段（101）依次经过渡段（102）、高温段（103）后与冷却段（104）相通，其特征在于：

所述低温段（101）、过渡段（102）、高温段（103）都采用所述节能环保型窑体的窑体结构；

所述低温段（101）中：所述顶板（21）、水平拱顶砖（43）、竖直拱顶砖（44）、拱砖凸台（24）、窑墙（28）、上绝缘垫板（42）、下绝缘垫板（52）、上承烧板（45）、导轨（26）、边导轨（27）的制造材料都为刚玉，所述上水平加热体（41）、下水平加热体（51）均为U型硅碳棒；

所述过渡段（102）中：所述顶板（21）、水平拱顶砖（43）、竖直拱顶砖（44）、拱砖凸台（24）、窑墙（28）、上承烧板（45）、导轨（26）、边导轨（27）的制造材料都为镁锆，所述上绝缘垫板（42）、下绝缘垫板（52）的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体（41）、下水平加热体（51）均为W型硅钼棒；

所述高温段（103）中：所述顶板（21）、水平拱顶砖（43）、竖直拱顶砖（44）、拱砖凸台（24）、窑墙（28）、上承烧板（45）、导轨（26）、边导轨（27）的制造材料都为石墨，所述上绝缘垫板（42）、下绝缘垫板（52）的制造材料均为刚玉，所述上水平加热体（41）、下水平加热体（51）均为W型硅钼棒。

7.根据权利要求6所述的一种采用节能环保型窑体的钒氮合金高温烧结窑，其特征在于：所述低温段（101）、过渡段（102）、高温段（103）中：所述底板（22）、侧墙（23）的制造材料都为空心球，所述推板（25）的制造材料为石墨。