CN203653672U - 一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，包括由外保温层与内保温层构成的矩形炉体，内保温层内设耐火层，耐火层内腔两侧壁为窑壁层，顶部为炉窑拱梁，底部为炉窑底层；炉窑底层上方设炉窑轨道层，由窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层构成窑室腔体，炉窑轨道层和炉窑底层构成下加热室，窑室腔体上方设拱梁浇筑层，沿窑室腔体至炉体顶部设排烟系统；炉体外设炉体外壳；炉体侧壁设有与下加热室相连通的加热室窗口；窑室腔体断面高为450-600mm，宽为720-790mm。该装置自动化程度高，烧结产品质量稳定，产量高出同类单推板窑的两至三倍，能耗低且不污染环境，降低了人料接触，能够满足钒氮合金所配的物料的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及生产钒氮合金的装置，特别是一种采用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置。
背景技术
针对氮化钒的生产过程控制及设备配套，国内外的冶金工作者做了大量研制工作，但终因生产难度大、技术含量高，使得该项技术在自动化应用方面未能得到广泛应用。国内大部分生产氮化钒的厂家普遍使用的是氮气氛保护单推板窑，且还是借鉴于烧结磁性材料的氮气氛保护单推板窑，其炉窑结构简单，整体窑腔结构和截面与生产氮化钒烧结磁性材料的单推板窑是一样，造成不能完全满足钒氮合金的最佳烧结时间，产品质量一致性不好，能耗普遍偏高，成本居高不下。目前国内外传统的钒氮合金生产同行业大多采用真空炉、高频炉、立式炉、单推板窑等分段完成还原、碳化、氮化、烧结及冷却阶段。其一，工艺产量低、能耗高；其二，炉窑使用寿命低，备品备件消耗大；其三还原过程中产生大量的二氧化碳和灰尘，空间过小不利于烟尘的排出，影响炉窑寿命和产品质量；其四，占用时间较长，造成分阶段消耗能源，能源消耗高而且产量低。
针对传统生产钒氮合金采用单推板窑和高频炉的结构的不足，因此，提供一种利用双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置成为目前本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，该装置解决了传统生产钒氮合金采用单推板窑和高频炉的结构的不足，其设计是将还原结束进入碳化阶段物料从650℃到800℃完全还原到V+3进而形成碳化钒，故设计碳化段窑腔最大最高，主要保证物料膨胀的空间满足窑腔气流畅通，大量排出二氧化碳、灰分、钾钠离子和硫磷等有害杂质元素，材料采用石墨轨道、石墨壁砖和镁锆砖拱梁，满足物料膨胀和废气的排出。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，包括一由外保温层与内保温层构成的矩形结构炉体，所述内保温层内设有耐火层，耐火层内腔两侧壁为窑壁层，顶部为炉窑拱梁，底部为炉窑底层；炉窑底层上方设有炉窑轨道层，由所述窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层构成窑室腔体，炉窑轨道层和炉窑底层构成下加热室，窑室腔体上方的炉窑拱梁与耐火层之间设有拱梁浇筑层，沿窑室腔体至炉体顶部设有排烟系统；炉体外设炉体外壳，炉体外壳设在炉体支座上；炉体侧壁设有与下加热室相连通的加热室窗口；所述窑室腔体断面高为500-600mm，宽为720-790mm。
进一步地，所述外保温层采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为50-100mm；外保温层设在内保温层的一个侧面和顶层。
进一步地，所述内保温层采用由外至内依次分布的两层高铝泡沫砖层、两层莫来石聚轻层结构，各层厚度为50-80mm。
进一步地，所述耐火层采用由外至内依次分布的刚玉聚轻层、浇筑空心球层、镁锆砖层和刚玉砖层结构，各层厚度为50-114mm。
进一步地，所述窑壁层和炉窑轨道层采用刚玉砖层或电极石墨块层，其中，窑壁层厚度为80-114mm。
进一步地，所述炉窑拱梁采用采用刚玉砖、电极石墨或铝镁尖晶石。
本实用新型的有益效果在于：
1）由于本实用新型根据烧结钒氮合金在碳化阶段，设计了特定的炉窑截面来满足烧结钒氮合金，该碳化段能达到最佳空间来满足其碳化段空间的要求。
达到在最佳的时间范围获得最好的产品质量、最大生产产量、最低能耗和最长的炉窑使用寿命，真正成为烧结钒氮合金的碳化段专用炉窑。
2）由于外保温层采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为50-100mm；因炉窑外部设计温度不超过50℃，采用本材料在低温情况下保温效果好，价格低廉，满足炉窑使用要求，降低炉窑成本。
3）由于内保温层采用由外至内依次分布的两层高铝泡沫砖层、两层莫来石聚轻层结构，各层厚度为50-80mm，其具有纯度高，耐高温，气孔均匀，导热率低，保护耐火层的温度外传，确保炉窑保温效果的特点。
4）由于耐火层采用由外至内依次分布的刚玉聚轻层、浇筑空心球层、镁锆砖层和刚玉砖层结构，各层厚度为50-114mm，其具有很好的化学稳定性，对酸性或碱性渣、金属以及玻璃液等均有较强的抵抗能力，致密制品的耐侵蚀性能良好。
5）由于窑壁层和炉窑轨道层采用刚玉砖层或电极石墨块层，其中，窑壁层厚度为80-114mm，其具有很好的化学稳定性，且具有耐侵蚀性能、耐高温、导热性能好、熔炼纯度高、抗腐蚀性强和寿命长等特点。
6）由于炉窑拱梁采用采用刚玉砖、电极石墨或铝镁尖晶石，具有很好的化学稳定性，对酸性或碱性渣、金属以及玻璃液等均有较强的抵抗能力。且具有耐高温、导热性能好、熔炼纯度高、抗腐蚀性强、寿命长等特点。
本实用新型在还原、碳化、氮化、烧结、冷却同步反应的双推板窑生产钒氮合金的装置中，设计了碳化段的炉体结构，对于连续一步完成钒氮合金烧结产品过程中，能够促使该阶段反应充分、均匀、完全，产品一致性好，密度高，产量高、能耗低（4000℃/TVN）较常规节电75%，完全能够实现生产工业化。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1、外保温层；2、内保温层；3、耐火层；4、窑壁层；5、炉窑拱梁；6、炉窑轨道层；7、加热室窗口；8、加热室窗口盖板；9、炉体外壳；10、炉体支座；11、窑腔断面；12、炉窑底层；13、下加热室；14、拱梁浇筑层；15、排烟系统。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，该利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，包括一由外保温层1与内保温层2构成的矩形结构炉体，内保温层2内设有耐火层3，耐火层3内腔两侧壁为窑壁层4，顶部为炉窑拱梁5，底部为炉窑底层12；炉窑底层12上方设有炉窑轨道层6，由所述窑壁层4、炉窑拱梁5和炉窑轨道层6构成窑室腔体11，炉窑轨道层6和炉窑底层12构成下加热室13，窑室腔体11上方的炉窑拱梁5与耐火层3之间设有拱梁浇筑层14，下加热室温度区间为650-800℃，采用W型硅钼棒加热；沿窑室腔体11至炉体顶部设有排烟系统15；炉体外设炉体外壳9，炉体外壳9设在炉体支座10上；炉体侧壁一侧设有与下加热室13相连通的加热室窗口7。由窑壁层4、炉窑拱梁5和炉窑底层12构成的窑室腔体11断面高为500-600mm，宽为720-790mm。
上述外保温层1采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为50-100mm；外保温层1设在内保温层2的一个侧面和顶层。
上述内保温层2采用由外至内依次分布的两层0.4至0.8密度的高铝泡沫砖层、两层莫来石聚轻层结构，各层厚度为50-80mm。
上述耐火层3采用由外至内依次分布的刚玉聚轻层、浇筑空心球层、镁锆砖层和刚玉砖层结构，各层厚度为50-114mm，材料为1.2至3.1密度。
上述窑壁层4和炉窑轨道层6采用材料密度为3.0至3.1刚玉砖层或电极石墨块层构成，其中，窑壁层4厚度为80-114mm。
上述炉窑拱梁5采用采用材料密度为3.0至3.1刚玉砖、电极石墨或铝镁尖晶石构成。
其中，加热室窗口7采用材料为Q235钢板加工，加热室窗口7上设有加热室窗口盖板8，加热室窗口盖板8采用材料为Q235钢板加工；炉体外壳9宽：1970mm、高：1920mm采用材料为Q235钢板加工；炉体支座10采用材料为Q235钢板加工；下加热室结构：采用材料密度为3.0至3.1刚玉、镁锆砖或镁锆钛砖，采用W型硅钼棒在下加热室加热；排烟系统15采用材料密度为3.0至3.1刚玉、镁锆砖、镁锆钛砖或高铝砖。
还原结束进入碳化阶段物料从650℃到800℃完全还原到V+3进而形成碳化钒，此时大量的二氧化碳排出，进行氮气替换进行渗氮，物料膨胀到顶峰是原来形状的1.2-1.4倍，后物料开始收缩此时大量排出二氧化碳、灰分、钾钠离子和硫磷等有害杂质元素。故将碳化段窑腔设计为最大最高，主要保证物料膨胀的空间满足窑腔气流畅通，大量排出二氧化碳、灰分、钾钠离子和硫磷等有害杂质元素，材料采用石墨轨道、石墨壁砖和镁锆砖拱梁，满足物料膨胀和废气的排出。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (6)
1.一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，包括一由外保温层（1）与内保温层（2）构成的矩形结构炉体，其特征在于：所述内保温层（2）内设有耐火层（3），耐火层（3）内腔两侧壁为窑壁层（4），顶部为炉窑拱梁（5），底部为炉窑底层（12）；炉窑底层（12）上方设有炉窑轨道层（6），由所述窑壁层（4）、炉窑拱梁（5）和炉窑轨道层（6）构成窑室腔体（11），炉窑轨道层（6）和炉窑底层（12）构成下加热室（13），窑室腔体（11）上方的炉窑拱梁（5）与耐火层（3）之间设有拱梁浇筑层（14），沿窑室腔体（11）至炉体顶部设有排烟系统（15）；炉体外设炉体外壳（9），炉体外壳（9）设在炉体支座（10）上；炉体侧壁设有与下加热室（13）相连通的加热室窗口（7）；所述窑室腔体（11）断面高为500-600mm，宽为720-790mm。
2.根据权利要求1所述的利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，其特征在于：所述外保温层（1）采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为50-100mm；外保温层（1）设在内保温层（2）的一个侧面和顶层。
3.根据权利要求1所述的利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，其特征在于：所述内保温层（2）采用由外至内依次分布的两层高铝泡沫砖层、两层莫来石聚轻层结构，各层厚度为50-80mm。
4.根据权利要求1所述的利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，其特征在于：所述耐火层（3）采用由外至内依次分布的刚玉聚轻层、浇筑空心球层、镁锆砖层和刚玉砖层结构，各层厚度为50-114mm。
5.根据权利要求1所述的利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，其特征在于：所述窑壁层（4）和炉窑轨道层（6）采用刚玉砖层或电极石墨块层，其中，窑壁层（4）厚度为80-114mm。
6.根据权利要求1所述的利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置，其特征在于：所述炉窑拱梁（5）采用采用刚玉砖、电极石墨或铝镁尖晶石。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140618 |