CN204027312U - 一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置 - Google Patents
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Abstract
一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，包括相互连接的还原一段和还原二段；所述还原一段包括由外至内依次分布的一段外保温层、一段内保温层和一段耐火层，一段耐火层内设有由一段窑壁层、一段炉窑拱梁和一段炉窑轨道层构成的还原一段窑室腔体，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720mm；所述还原二段包括由外至内依次分布的二段外保温层、二段内保温层和二段耐火层，二段耐火层内设有由二段窑壁层、二段炉窑拱梁和二段炉窑轨道层构成的还原二段窑室腔体，还原二段窑室腔体内还设有加热室，还原二段窑室腔体断面高为450mm，宽为720mm。解决了物料膨胀严重影响窑腔顶部排气畅通和物料膨胀严重影响窑腔顶部距离不足导致擦顶影响钒氮合金的质量问题，具有反应充分、均匀、完全的特点，且产品一致性好，密度高，产量高，能耗低，较常规窑炉节电70%，完全能够实现工业化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置。
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截面是一样，只能满足烧结磁性材料；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，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。
实用新型内容
本实用新型其目的就在于提供一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，解决了物料膨胀严重影响窑腔顶部排气畅通和物料膨胀严重影响窑腔顶部距离不足导致擦顶影响钒氮合金的质量问题，具有反应充分、均匀、完全的特点，且产品一致性好，密度高，产量高，能耗低，较常规窑炉节电70%，
完全能够实现工业化生产。
实现上述目的而采取的技术方案，包括相互连接的还原一段和还原二段；所述还原一段包括由外至内依次分布的一段外保温层、一段内保温层和一段耐火层，一段耐火层内设有由一段窑壁层、一段炉窑拱梁和一段炉窑轨道层构成的还原一段窑室腔体，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720mm；所述还原二段包括由外至内依次分布的二段外保温层、二段内保温层和二段耐火层，二段耐火层内设有由二段窑壁层、二段炉窑拱梁和二段炉窑轨道层构成的还原二段窑室腔体，还原二段窑室腔体内还设有加热室，还原二段窑室腔体断面高为450mm，宽为720mm。
有益效果
与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
1）由于本装置根据烧结钒氮合金在还原阶段的特点，因而设计了炉窑截面来满足烧结钒氮合金，该还原段能达到最佳空间来满足其还原段空间的要求，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、最长的炉窑使用寿命，真正成为烧结钒氮合金的还原段专用炉窑；
2）由于外保温层采用两层纤维板保温层，厚度为70mm；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）由于内保温层采用两层莫来石聚轻层结构，保温层厚度为210mm，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）耐火层采用刚玉聚轻层、浇筑空心球层和刚玉砖层结构，耐火层厚度为190mm，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）窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层采用刚玉砖层或电极石墨块层构成，其中，窑壁层厚度为190mm，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）本装置在还原、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，设计了还原段的炉体结构，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
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本装置中还原一段结构示意图；
图2为本装置中还原二段结构示意图。
图中：1-1、一段外保温层；1-2、一段内保温层；1-3、一段耐火层；1-4、一段窑壁层；1-5、一段炉窑拱梁；1-6、一段炉窑轨道层；1-7、一段加热室窗口；1-8、一段加热室窗口盖板；1-9、一段炉体外壳；1-10、一段炉体支座；1-11、一段窑腔；1-12、一段排烟系统；2-1、二段外保温层；2-2、二段内保温层；2-3、二段耐火层；2-4、二段窑壁层；2-5、二段炉窑拱梁； 2-6、二段炉窑轨道层；2-7、二段加热室窗口；2-8、二段加热室窗口盖板；2-9、二段炉体外壳；2-10、二段炉体支座；2-11、二段窑腔；2-12、二段排烟系统；13、炉窑底层；13-1、上加热室；13-2、下加热室。
具体实施方式
如图1、图2所示，包括相互连接的还原一段和还原二段；
所述还原一段包括由外至内依次分布的一段外保温层、一段内保温层和一段耐火层，一段耐火层内设有由一段窑壁层、一段炉窑拱梁和一段炉窑轨道层构成的还原一段窑室腔体，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720mm；
所述还原二段包括由外至内依次分布的二段外保温层、二段内保温层和二段耐火层，二段耐火层内设有由二段窑壁层、二段炉窑拱梁和二段炉窑轨道层构成的还原二段窑室腔体，还原二段窑室腔体内还设有加热室，还原二段窑室腔体断面高为450mm，宽为720mm。
所述还原一段包括一段外保温层1-1与一段内保温层1-2构成的矩形结构的一段炉体，所述一段内保温层1-2内设有一段耐火层1-3，一段耐火层1-3内腔两侧壁为一段窑壁层1-4，顶部为一段炉窑拱梁1-5，底部为一段炉窑轨道层1-6；由一段窑壁层1-4、一段炉窑拱梁1-5和一段炉窑轨道层1-6构成还原一段窑室腔体1-11，沿还原一段窑室腔体1-11至炉体顶部设有一段排烟系统1-12；所述炉体外设一段炉体外壳1-9，一段炉体外壳1-9设在一段炉体支座1-10上；所述一段炉体侧壁一侧设有一段加热室窗口1-7。
所述还原二段包括二段外保温层2-1与二段内保温层2-2构成的矩形结构的二段炉体，所述二段内保温层2-2内设有二段耐火层2-3，二段耐火层2-3内腔两侧壁为二段窑壁层2-4，顶部为二段炉窑拱梁2-5，底部为二段炉窑底层13，二段炉窑底层13上方设有二段炉窑轨道层2-6；二段窑壁层2-4、二段炉窑拱梁2-5和二段炉窑轨道层2-6构成还原二段窑室腔体2-11，二段炉窑轨道层2-6和二段炉窑底层13之间的腔体构成下加热室13-2，二段炉窑拱梁2-5上下盖板之间的腔体构成上加热室13-1；上加热室13-1和下加热室13-2中设有U型硅碳棒；沿还原二段窑室腔体2-11至炉体顶部设有二段排烟系统2-12；二段炉体外设二段炉体外壳2-9，二段炉体外壳2-9设在二段炉体支座2-10上；炉体侧壁设有与上加热室13-1和下加热室13-2相连通的二段加热室窗口2-7。
所述还原一段和还原二段的外保温层均采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为70mm；所述一段外保温层1-1设在一段内保温层1-2的顶层和一个侧面，所述二段外保温层2-1设在二段内保温层2-2的一个侧面和顶层，且二段外保温层2-1自顶层延伸至另一侧面二段加热室窗口2-7。
所述一段内保温层和二段内保温层均采用由外至内依次分布的两层莫来石聚轻层结构，保温层厚度为210mm。
所述一段耐火层和二段耐火层均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，耐火层厚度均为190mm。
所述一段窑壁层1-4、一段炉窑拱梁1-5和一段炉窑轨道层1-6采用刚玉砖层或电极石墨块层，所述二段窑壁层2-4和二段炉窑轨道层2-6采用刚玉砖层或电极石墨块层；所述一段窑壁层1-4和二段窑壁层2-4厚度均为190mm。
所述二段炉窑拱梁2-5采用刚玉砖、电极石墨或铝镁尖晶石。
实施例
本装置解决了传统生产钒氮合金采用真空炉和单推板窑的结构的不足，其设计是将还原段的物料从250℃到650℃完全还原到难容的V+4，特点是窑腔的大小影响能耗和二氧化碳的排出，并且还原期间料球开始膨胀，设计还原段窑腔从小到大的窑腔来满足还原期间物料膨胀的问题。
如图1、图2所示，包括相互连接的还原一段和还原二段。
还原一段炉体结构如图1所示，包括一段外保温层1-1与一段内保温层1-2构成的矩形结构一段炉体，一段内保温层1-2内设有一段耐火层1-3，一段耐火层1-3内腔两侧壁为一段窑壁层1-4，顶部为一段炉窑拱梁1-5，底部为一段炉窑轨道层1-6；由一段窑壁层1-4、一段炉窑拱梁1-5和一段炉窑轨道层1-6构成一段窑室腔体1-11，沿一段窑室腔体1-11至炉体顶部设有一段排烟系统1-12；一段炉体外设一段炉体外壳1-9，一段炉体外壳1-9设在一段炉体支座1-10上；一段炉体侧壁一侧设有一段加热室窗口1-7，由一段窑壁层1-4、一段炉窑拱梁1-5和一段炉窑轨道层1-6构成的一段窑室腔体1-11断面高为380mm，宽为720mm。
还原一段的一段炉体外保温层1-1采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为70mm；一段外保温层1-1设在一段内保温层1-2的顶层和一个侧面。
还原二段的炉体结构如图2所示，包括二段外保温层2-1与二段内保温层2-2构成的矩形结构二段炉体，二段内保温层2-2内腔设有二段耐火层2-3，二段耐火层2-3内腔两侧壁为二段窑壁层2-4，顶部为二段炉窑拱梁2-5，底部为二段炉窑底层13，二段炉窑底层13上方设有二段炉窑轨道层2-6；由二段窑壁层2-4、二段炉窑拱梁2-5和二段炉窑轨道层2-6构成二段窑室腔体2-11，二段炉窑轨道层2-6和二段炉窑底层13之间的腔体构成下加热室13-2，二段炉窑拱梁2-5上下盖板之间的腔体构成上加热室13-1；上加热室13-1和下加热室13-2中设有U型硅碳棒；沿二段窑室腔体2-11至炉体顶部设有二段排烟系统2-12；二段炉体外设二段炉体外壳2-9，二段炉体外壳2-9设在二段炉体支座2-10上；二段炉体侧壁设有与上加热室13-1和下加热室13-2相连通的二段加热室窗口2-7，二段窑室腔体2-11断面高为450mm，宽为720mm。
还原二段的二段炉体外保温层2-1采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为70mm；二段外保温层2-1设在二段内保温层2-2的一个侧面和顶层，且二段外保温层2-1自顶层延伸至另一侧面二段加热室窗口2-7。
上述还原一段的一段内保温层1-2和还原二段的二段内保温层2-2均采用由外至内依次分布的两层两层莫来石聚轻层结构，保温层厚度为210mm。
上述还原一段的耐火层1-3和还原二段的二段耐火层2-3均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，耐火层厚度均为190mm。
上述还原一段的一段窑壁层1-4、一段炉窑拱梁1-5和一段炉窑轨道层1-6均采用刚玉砖层或电极石墨块层构成，还原二段的二段窑壁层2-4和二段炉窑轨道层2-6采用刚玉砖层或电极石墨块层，其中，一段窑壁层1-4和二段窑壁层2-4厚度均为190mm。
Claims (8)
1.一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，包括相互连接的还原一段和还原二段；
所述还原一段包括由外至内依次分布的一段外保温层、一段内保温层和一段耐火层，一段耐火层内设有由一段窑壁层、一段炉窑拱梁和一段炉窑轨道层构成的还原一段窑室腔体，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720mm；
所述还原二段包括由外至内依次分布的二段外保温层、二段内保温层和二段耐火层，二段耐火层内设有由二段窑壁层、二段炉窑拱梁和二段炉窑轨道层构成的还原二段窑室腔体，还原二段窑室腔体内还设有加热室，还原二段窑室腔体断面高为450mm，宽为720mm。
2.根据权利要求1所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，所述还原一段包括一段外保温层（1-1）与一段内保温层（1-2）构成的矩形结构的一段炉体，所述一段内保温层（1-2）内设有一段耐火层（1-3），一段耐火层（1-3）内腔两侧壁为一段窑壁层（1-4），顶部为一段炉窑拱梁（1-5），底部为一段炉窑轨道层（1-6）；由一段窑壁层（1-4）、一段炉窑拱梁（1-5）和一段炉窑轨道层（1-6）构成还原一段窑室腔体（1-11），沿还原一段窑室腔体（1-11）至炉体顶部设有一段排烟系统（1-12）；所述一段炉体外设一段炉体外壳（1-9），一段炉体外壳（1-9）设在一段炉体支座（1-10）上；所述炉体侧壁一侧设有一段加热室窗口（1-7）。
3.根据权利要求1所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于：所述还原二段包括二段外保温层（2-1）与二段内保温层（2-2）构成的矩形结构的二段炉体，所述二段内保温层（2-2）内设有二段耐火层（2-3），二段耐火层（2-3）内腔两侧壁为二段窑壁层（2-4），顶部为二段炉窑拱梁（2-5），底部为二段炉窑底层（13），二段炉窑底层（13）上方设有二段炉窑轨道层（2-6）；二段窑壁层（2-4）、二段炉窑拱梁（2-5）和二段炉窑轨道层（2-6）构成还原二段窑室腔体（2-11），二段炉窑轨道层（2-6）和二段炉窑底层（13）之间的腔体构成下加热室（13-2），二段炉窑拱梁（2-5）上下盖板之间的腔体构成上加热室（13-1）；上加热室（13-1）和下加热室（13-2）中设有U型硅碳棒；沿还原二段窑室腔体（2-11）至炉体顶部设有二段排烟系统（2-12）；炉体外设二段炉体外壳（2-9），二段炉体外壳（2-9）设在二段炉体支座（2-10）上；二段炉体侧壁设有与上加热室（13-1）和下加热室（13-2）相连通的二段加热室窗口（2-7）。
4.根据权利要求1所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，所述还原一段和还原二段的外保温层均采用两层纤维板保温层，两层纤维板保温层厚度为70mm；所述一段外保温层（1-1）设在一段内保温层（1-2）的顶层和一个侧面，所述二段外保温层（2-1）设在二段内保温层（2-2）的一个侧面和顶层，且二段外保温层（2-1）自顶层延伸至另一侧面二段加热室窗口（2-7）。
5.根据权利要求1所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，所述一段内保温层和二段内保温层均采用由外至内依次分布的两层莫来石聚轻层结构，保温层厚度为210mm。
6.根据权利要求1所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，所述一段耐火层和二段耐火层均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，耐火层厚度均为190mm。
7.根据权利要求1所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，所述一段窑壁层（1-4）、一段炉窑拱梁（1-5）和一段炉窑轨道层（1-6）采用刚玉砖层或电极石墨块层，所述二段窑壁层（2-4）和二段炉窑轨道层（2-6）采用刚玉砖层或电极石墨块层；所述一段窑壁层（1-4）和二段窑壁层（2-4）厚度均为190mm。
8.根据权利要求1或3所述的一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，其特征在于，所述二段炉窑拱梁（2-5）采用刚玉砖、电极石墨或铝镁尖晶石。
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