CN211717166U - 一种低成本的铌铁反应炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种低成本的铌铁反应炉，包括依次从下向上设置的底座、中圈、上圈，所述底座是由炉底、侧壁包围形成的顶部开口的圆柱体，在底座的侧壁内部从内向外依次设置辅助定型胎具、第一定型层、第一耐火层、第二定型层、第二耐火层，辅助定型胎具为圆柱体，中圈和上圈为环形空心圆柱体，中圈放置于底座的侧壁上方，且在中圈下端面与底座上端面之间设置结合层，上圈放置于中圈的侧壁上方，且在上圈下端面与中圈上端面之间设置结合层，本实用新型不用烘烤，随时制作，随时生产，制作周期短，劳动强度低，生产成本低，基本无废弃物产生。

Description

一种低成本的铌铁反应炉

技术领域

本实用新型涉及合金冶炼设备技术领域，尤其涉及一种低成本的铌铁反应炉。

背景技术

铌铁合金是广泛应用于高强度合金钢、不锈钢、电焊条、高档磁性材料等生产中。在不锈钢与耐热钢中加入铌，有利于提高其可塑性和抗蚀性。在结构钢中加入铌，有利于提高其焊接性能、强度和可塑性，并防止焊缝腐蚀。在高温钢和高温合金中加入铌，可以细化晶粒，阻止高温下晶粒长大。在磁性材料中加入铌，可抑制晶粒长大，提高了磁体的内禀矫顽力，提高了综合磁性能。铌铁的应用越来越广泛，这对开发我国铌资源，扩大铌应用有着重要意义。

目前铌铁合金还是采用比较成熟的工艺——铝热还原法生产，合金的制取要经过炉体准备、配料、混料、冶炼、冷却、精整、破碎及成品处理等过程。其中反应炉体的准备包括砌筑和烘烤两个阶段，传统生产铌铁所用的炉体是用耐火砖在铺有耐火砖的底盘上砌筑而成，砖缝处用耐火泥摸实，耐火砖和外圈之间填入镁砂振实，坐上中圈，底圈和中圈之间用耐火泥摸实，炉体砌筑完毕后用烘烤器烘干后投入使用。从目前来看这种炉体主要有以下几个问题：

1、制作成本高：这种炉体主要是利用耐火砖、镁砂和耐火土砌筑而成，除了少量镁砂可以回收利用，其余耐火材料均废弃不能回收利用。另外烘烤过程需要电加热或天然气加热，都会导致炉体制作成本过高。

2、冶炼过程稳定性较差：由于这种炉体是由耐火砖直接在底盘上砌筑而成，耐火砖与底盘之间用耐火泥摸实，强度有限，由于铝热还原反应瞬间产生的热量巨大，合金液极有可能从砖缝间或砖和底盘之间窜出，造成合金损失。

3、炉体制作周期长：这种炉体的制作过程包括砌筑和烘烤两个阶段，砌筑过程需要2-3小时，烘烤过程需要8-10小时，所以这种冶炼炉体的制作周期大约为12小时左右，这无疑会降低生产效率。

专利号为201120195440.9的专利文献中虽然公开了一种铌铁反应壳，包括钢板外壳体、内筒体以及内筒体和外壳体之间填设的镁砂内衬层。该类冶炼炉生产效率低，单炉投料量不易放大。

发明内容

有必要提出一种低成本的铌铁反应炉。

一种低成本的铌铁反应炉，包括依次从下向上设置的底座、中圈、上圈，所述底座是由炉底、侧壁包围形成的顶部开口的圆柱体，所述侧壁与炉底为一体结构，所述炉底包括从内向外设置的上层保温层和底部耐火层，在底座的侧壁内部从内向外依次设置辅助定型胎具、第一定型层、第一耐火层、第二定型层、第二耐火层，辅助定型胎具为圆柱体，辅助定型胎具、第一定型层、第一耐火层、第二定型层、第二耐火层均为同心同轴设置，中圈和上圈为环形空心圆柱体，中圈放置于底座的侧壁上方，且在中圈下端面与底座上端面之间设置结合层，上圈放置于中圈的侧壁上方，且在上圈下端面与中圈上端面之间设置结合层。

优选的，第一定型层为铁皮层，第二定型层也为铁皮层。

优选的，第一耐火层为氧化铝渣填充形成的耐火层。

优选的，第二耐火层为镁砂填充形成的耐火层。

优选的，所述底部耐火层是由耐火砖铺设形成的，上层保温层是由铌渣填平形成的保温层。

优选的，第二耐火层的厚度大于第一耐火层的厚度，避免穿炉。

优选的，还在底座的侧壁的外壁上、上圈外壁上、中圈外壁上设置吊耳。

优选的，还在底座吊耳相正对的侧壁内壁上设置加强筋板，所述加强筋板向内部凸起，且加强筋板的高度高于吊耳的高度，其底部与炉底连接。

优选的，还在中圈的内壁上、上圈的内壁上设置耐火层，所述耐火层有耐火砖砌筑形成。

本实用新型中，制作炉体时采用辅助定型胎具，炉体制作完毕后将辅助定型胎具取出，由于有第一定型层的支撑作用，反应时第一耐火层不会塌陷。反应时第一定型层熔化进入合金液，配料时就要减去相应的铁粉量和还原所需的铝粉量，所以第一定型层并没有增加成本。该冶炼反应生成的渣层就包括氧化铝渣，制作第一耐火层所用的氧化铝渣就是反应自身产生的渣，只需破碎至合适的粒度，不增加成本。反应结束后，耐火材料收集后还可重复利用，节约了耐火材料。本实用新型不用烘烤，随时制作，随时生产，制作周期短，劳动强度低，生产成本低，基本无废弃物产生。

附图说明

图1为低成本的铌铁反应炉的剖视图。

图2为另一种实施方式的示意图。

图3为图1中底座侧壁的局部放大图。

图中：底座10、上层保温层11、底部耐火层12、辅助定型胎具13、第一定型层14、第一耐火层15、第二定型层16、第二耐火层17、加强筋板18、中圈20、上圈30、结合层40、吊耳50、耐火层60。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种低成本的铌铁反应炉，包括依次从下向上设置的底座10、中圈20、上圈30，所述底座10是由炉底、侧壁包围形成的顶部开口的圆柱体，所述侧壁与炉底为一体结构，所述炉底包括从内向外设置的上层保温层11和底部耐火层12，在底座10的侧壁内部从内向外依次设置辅助定型胎具13、第一定型层14、第一耐火层15、第二定型层16、第二耐火层17，辅助定型胎具13为圆柱体，辅助定型胎具13、第一定型层14、第一耐火层15、第二定型层16、第二耐火层17均为同心同轴设置，中圈20和上圈30为环形空心圆柱体，中圈20放置于底座10的侧壁上方，且在中圈20下端面与底座10上端面之间设置结合层40，上圈30放置于中圈20的侧壁上方，且在上圈30下端面与中圈20上端面之间设置结合层40。其中，结合层40为氧化铝渣。

本实用新型中，底座10形成熔炼合金的空间，而熔炼过程中存在合金液喷溅的风险，所以适应性中圈20和上圈30进行防护。本方案中，将中圈20和上圈30设置为活动分体连接的，既满足了冶炼时防止喷溅的要求，也满足可拆卸、重复使用的需求。

进一步，第一定型层14为铁皮层，第二定型层16也为铁皮层。

进一步，第一耐火层15为氧化铝渣填充形成的耐火层。

进一步，第二耐火层17为镁砂填充形成的耐火层。

进一步，所述底部耐火层12是由耐火砖铺设形成的，上层保温层11是由铌渣填平形成的保温层。

进一步，第二耐火层17的厚度大于第一耐火层15的厚度，避免穿炉。

进一步，还在底座10的侧壁的外壁上、上圈30外壁上、中圈20外壁上设置吊耳50。

进一步，还在底座10吊耳50相正对的侧壁内壁上设置加强筋板18，所述加强筋板18向内部凸起，且加强筋板18的高度高于吊耳50的高度，其底部与炉底连接。由于炉体重量较大，吊耳50与底座10侧壁固定连接后，侧壁承受的重量较大，而侧壁为钢板制成，与吊耳50连接处成为受力薄弱点，所以设置了加强筋板18，以将侧壁所受的力与炉底连接为一体，将吊耳50所受的力分散至整个炉底，从而避免吊耳50处裂开。

进一步，还在中圈20的内壁上、上圈30的内壁上设置耐火层60，所述耐火层有耐火砖砌筑形成。

本实用新型的炉体在砌筑时，第一定型层14和第二定型层16均为铁皮圈层，先将胎具放在底座10上，再将第一定型层14套在胎具外壁上，通过胎具支撑第一定型层14，再将第二定型层16套在第一定型层14外侧，在二者之间放置定位夹具，以固定第二定型层16，然后在第一定型层14与第二定型层16之间填筑氧化铝渣，在第二定型层16与底座10侧壁之间填筑镁砂，震实后，取出胎具和夹具，形成稳定的底座10，然后再将中圈20、上圈30放置在底座10上，将整体题录运送在冶炼区域点火冶炼。

底座10、第一定型层14和第二定型层16均为圆筒体，且为同心圆，结构简单，操作方便，冶炼过程中受热均匀，出合金时有利于翻倒。

冶炼完毕后拆卸时，将炉体从冶炼区域运至精整区域，从上部依次吊走上圈30、中圈20，用天车倒出底座10中的合金和渣，清理干净底座10底部，还可以下次再使用。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本专利文件较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。因此，无论从哪一点来看，均应将 实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说 明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种低成本的铌铁反应炉，其特征在于：包括依次从下向上设置的底座、中圈、上圈，所述底座是由炉底、侧壁包围形成的顶部开口的圆柱体，所述侧壁与炉底为一体结构，所述炉底包括从内向外设置的上层保温层和底部耐火层，在底座的侧壁内部从内向外依次设置辅助定型胎具、第一定型层、第一耐火层、第二定型层、第二耐火层，辅助定型胎具为圆柱体，辅助定型胎具、第一定型层、第一耐火层、第二定型层、第二耐火层均为同心同轴设置，中圈和上圈为环形空心圆柱体，中圈放置于底座的侧壁上方，且在中圈下端面与底座上端面之间设置结合层，上圈放置于中圈的侧壁上方，且在上圈下端面与中圈上端面之间设置结合层。

2.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：第一定型层为铁皮层，第二定型层也为铁皮层。

3.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：第一耐火层为氧化铝渣填充形成的耐火层。

4.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：第二耐火层为镁砂填充形成的耐火层。

5.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：所述底部耐火层是由耐火砖铺设形成的，上层保温层是由铌渣填平形成的保温层。

6.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：第二耐火层的厚度大于第一耐火层的厚度，避免穿炉。

7.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：还在底座的侧壁的外壁上、上圈外壁上、中圈外壁上设置吊耳。

8.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：还在底座吊耳相正对的侧壁内壁上设置加强筋板，所述加强筋板向内部凸起，且加强筋板的高度高于吊耳的高度，其底部与炉底连接。

9.如权利要求1所述的低成本的铌铁反应炉，其特征在于：还在中圈的内壁上、上圈的内壁上设置耐火层，所述耐火层有耐火砖砌筑形成。

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