CN201377973Y - 用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，包括炉体，炉体内设置有保温屏蔽层，并在炉体和保温屏蔽层之间形成空气夹层区，保温屏蔽层的内部为加热区并放置有物料，其中，电加热装置竖直且左右对称设置在物料的两侧，电加热装置包括导电管、发热体导电软连接以及导电铜瓦，其中，导电管的下段伸入在保温屏蔽层内并与发热体相连接，导电管的上段伸出在炉体的外部并安装有导电铜瓦，导电软连接的一端与导电铜瓦相连接且另一端与铜排相连接。本实用新型结构简单，使用操作简便，使用本实用新型能有效简化生产工艺，降低生产成本，并提高氮化铁合金的含氮量。

Description

用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉

技术领域

本实用新型涉及一种真空炉，尤其是涉及一种用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉。

背景技术

氮化铁合金的生产具有生产难度大，技术含量高的特点，目前，形成生产规模的厂家主要采用横向真空电阻炉生产氮化铁合金。使用这种真空电阻炉进行生产主要存在以下缺点：1、温度不均匀性，影响产品质量。现有加热电极横向加热，装料少且料的下部分温度低，物料不能完全反应。2、产品吨电耗较大，国内平均水平为4800kw·h左右。3、由于加热升温速度和温度的不均匀性，目前国内氮化铁合金N的含量大多在3％～4％。4、其生产工艺只能采用二步冶炼法，以氮化铬铁的生产方法为例，首先在真空电阻炉内制备真空微碳铬铁，再用真空微碳铬铁做原料在压力容器型真空电阻炉内升温加压0.2-0.5MPa渗氮生产氮化铬铁，这种方法对原料、工艺条件要求苛刻，生产成本高，且产品的含氮量低(含氮量3％-4％)，杂质含量高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，其结构简单，使用操作简便，使用本实用新型能有效简化生产工艺，降低生产成本，并提高氮化铁合金的含氮量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，包括安装在炉体支座上的卧式炉体，所述炉体内设置有复合结构的环形保温屏蔽层，并在炉体和所述保温屏蔽层之间形成空气夹层区，所述保温屏蔽层的内部为加热区并放置有物料，所述炉体上还设置有电加热装置、氮气进气装置、抽真空装置、测温装置、冷却装置和物料输送装置，其特征在于：所述电加热装置竖直且左右对称设置在所述物料的两侧，所述电加热装置包括竖直穿插在炉体上的导电管、竖直设置在所述加热区内的发热体以及位于所述炉体外部的导电软连接与导电铜瓦，其中，所述导电管的下段伸入在所述保温屏蔽层内并与所述发热体相连接，所述导电管的上段伸出在所述炉体的外部并安装有导电铜瓦，所述导电软连接的一端与导电铜瓦相连接且另一端与铜排相连接。

所述保温屏蔽层的内腔底部左右对称安装有导电连接体，且所述发热体的下端对应安装在所述导电连接体内。

所述炉体的上部安装有密封座，所述导电管套装在密封座上并通过其安装在炉体上。

在导电管的上段管体上且位于导电铜瓦的上方设置有压紧弹簧和冷却水管，在导电管的上段管体上且位于导电铜瓦的下方套装有调节波纹管，所述调节波纹管固定安装在所述密封座上。

所述保温屏蔽层包括从下到上设置在所述物料上方的顶耐火层、顶保温层和顶屏蔽层，以及从内到外设置在所述顶屏蔽层下方的耐火层、保温层、屏蔽层和隔热层。

所述物料输送装置包括设置在炉体底部的轨道、活动设置在所述轨道上的装卸小车以及安装在所述装卸小车上并用来放置物料的物料盘，所述物料盘与所述保温层的材质相同。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单，使用操作简便，简化了生产工艺。在使用本实用新型生产氮化铁合金时，先在真空状态下对物料进行加热脱碳处理后，不用停炉冷却，直接启动氮气进气装置向炉体内通入氮气，从而改进传统的二步冶炼工艺为一步冶炼工艺。

2、产品含氮量高，且生产中能耗小，降低了生产成本。炉体的单炉装料量从4吨增加到20吨，有效地提高了炉体内容量，且竖式双面加热的电加热装置解决了加热不均匀的问题，经工业化实践证明，使用本实用新型生产的氮化铁合金中氮含量达到8％～12％，产品合格率由70-80％提高到95％，且单炉冶炼时间由原来的120小时降为7 2小时，产品吨电耗为3000kw·h，远小于现有技术中吨电耗为4800kw·h左右的平均水平，使生产成本降低30％。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图标记说明：

1-轨道；        2-装卸小车；  3-物料盘；

4-导电连接体；  5-发热体；    6-物料；

7-导电管；      8-密封座；    9-调节波纹管；

10-导电铜瓦；   11-冷却水管； 12-压紧弹簧；

13-导电软连接； 14-铜排；     15-炉体；

16-顶屏蔽层；   17-顶保温层； 18-顶耐火层；

19-耐火层；     20-保温层；   21-屏蔽层；

22-隔热层；     23-炉体支座。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括安装在炉体支座23上的卧式炉体15，炉体15内设置有复合结构的保温屏蔽层，并在炉体15和保温屏蔽层之间形成空气夹层区，保温屏蔽层的内部为加热区并通过物料输送装置放置有物料6，炉体15上还设置有电加热装置、氮气进气装置、抽真空装置、测温装置和冷却装置，本实用新型电加热装置竖直且左右对称设置在物料6的两侧，电加热装置包括竖直穿插在炉体15上的导电管7、竖直设置在加热区内的发热体5以及位于炉体15外部的导电软连接13与导电铜瓦10，其中，导电管7的下段伸入在保温屏蔽层内并与发热体5相连接，导电管7的上段伸出在炉体15的外部并安装有导电铜瓦10，导电软连接13的一端与导电铜瓦10相连接且另一端与铜排14相连接。

在本实施方式中，保温屏蔽层的内腔底部左右对称安装有两个导电连接体4，且发热体5的下端对应安装在导电连接体4内。炉体15的上部安装有密封座8，导电管7套装在密封座8上并通过密封座8安装在炉体15上。在导电管7的上段管体上且位于导电铜瓦10的上方设置有压紧弹簧12和冷却水管11，在导电管7的上段管体上且位于导电铜瓦10的下方套装有调节波纹管9，调节波纹管9固定安装在密封座8上。

保温屏蔽层包括从下到上设置在物料6上方的顶耐火层18、顶保温层17和顶屏蔽层16，以及从内到外设置在顶屏蔽层16下方的耐火层19、保温层20、屏蔽层21和隔热层22。

物料输送装置包括设置在炉体15底部的轨道1、活动设置在轨道1上的装卸小车2以及安装在装卸小车2上并用来放置物料6的物料盘3，且物料盘3与保温层20的材质相同。

氮气进气装置包括制氮机和与制氮机相连接并用来储存氮气的储气罐，储气罐上连接有氮气进气管道，氮气进气管道的另一端连接在炉体15上，并在氮气进气管道上安装有流量计和减压阀。氮气进气装置的作用是在本实用新型使用中向炉体15内连续均衡地供应氮气。

抽真空装置包括前级滑阀式机械泵、后级罗茨泵以及麦式真空计，罗茨泵与炉体15的空气夹层区相连接，通过机械泵和罗茨泵使炉体15内达到高的真空度，其作用是让物料6充分脱气；并用麦式真空计对炉体15内部进行气压测量。

测温装置包括铠装热电偶、导线部分、密封部分和显示部分，测温装置主要用于测量物料6的温度，控制渗氮过程，其测温高度层和物料6平行，测温误差小，并且测量长度可调节，接触可靠。

冷却装置包括水泵、调压阀和测控箱，其与真空炉炉体15和导电管7相连接。

本实用新型的使用过程是：

1、将物料6由装卸小车2送入炉体15内；

2、启动抽真空装置对炉体15的空气夹层区抽真空，同时启动冷却装置，当炉体15内真空度达到13～15Pa时，对铜排14送电并使发热体5加热从而对物料6进行脱碳处理，此过程中，炉体15内温度保持在1200-1400℃，加热20小时后，再逐渐减少真空量使真空度保持在30Pa左右，这时物料6脱碳结束，关闭抽真空装置；

3、启动氮气进气装置并向炉体15内充入氮气，使物料6周围的氮气浓度均衡，物料6和氮气产生化学反应。此时，炉体15内氮气压力保持在0.2-0.25MPa，并通过调节氮气的流量控制炉体15内的均热反应速度，根据氮化工艺参数要求使真空炉内的氮化温度保持在1250℃～1450℃，3-6小时后，关闭电加热装置；

4、物料6冷却到500℃左右，将物料6从炉体15内取出即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，包括安装在炉体支座(23)上的卧式炉体(15)，所述炉体(15)内设置有复合结构的环形保温屏蔽层，并在炉体(15)和所述保温屏蔽层之间形成空气夹层区，所述保温屏蔽层的内部为加热区并放置有物料(6)，所述炉体(15)上还设置有电加热装置、氮气进气装置、抽真空装置、测温装置、冷却装置和物料输送装置，其特征在于：所述电加热装置竖直且左右对称设置在所述物料(6)的两侧，所述电加热装置包括竖直穿插在炉体(15)上的导电管(7)、竖直设置在所述加热区内的发热体(5)以及位于所述炉体(15)外部的导电软连接(13)与导电铜瓦(10)，其中，所述导电管(7)的下段伸入在所述保温屏蔽层内并与所述发热体(5)相连接，所述导电管(7)的上段伸出在所述炉体(15)的外部并安装有导电铜瓦(10)，所述导电软连接(13)的一端与导电铜瓦(10)相连接且另一端与铜排(14)相连接。

2.按照权利要求1所述的用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，其特征在于：所述保温屏蔽层的内腔底部左右对称安装有导电连接体(4)，且所述发热体(5)的下端对应安装在所述导电连接体(4)内。

3.按照权利要求1或2所述的用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，其特征在于：所述炉体(15)的上部安装有密封座(8)，所述导电管(7)套装在密封座(8)上并通过其安装在炉体(15)上。

4.按照权利要求3所述的用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，其特征在于：在导电管(7)的上段管体上且位于导电铜瓦(10)的上方设置有压紧弹簧(12)和冷却水管(11)，在导电管(7)的上段管体上且位于导电铜瓦(10)的下方套装有调节波纹管(9)，所述调节波纹管(9)固定安装在所述密封座(8)上。

5.按照权利要求1或2所述的用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，其特征在于：所述保温屏蔽层包括从下到上设置在所述物料(6)上方的顶耐火层(18)、顶保温层(17)和顶屏蔽层(16)，以及从内到外设置在所述顶屏蔽层(16)下方的耐火层(19)、保温层(20)、屏蔽层(21)和隔热层(22)。

6.按照权利要求5所述的用于生产氮化铁合金的竖式双面加热真空炉，其特征在于：所述物料输送装置包括设置在炉体(15)底部的轨道(1)、活动设置在所述轨道(1)上的装卸小车(2)以及安装在所述装卸小车(2)上并用来放置物料(6)的物料盘(3)，所述物料盘(3)与所述保温层(20)的材质相同。

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