CN2690415Y - 连续生产氮化钒合金的装置 - Google Patents

连续生产氮化钒合金的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN2690415Y
CN2690415Y CN 200420004330 CN200420004330U CN2690415Y CN 2690415 Y CN2690415 Y CN 2690415Y CN 200420004330 CN200420004330 CN 200420004330 CN 200420004330 U CN200420004330 U CN 200420004330U CN 2690415 Y CN2690415 Y CN 2690415Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
vacuum
vertical electric
electric furnace
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200420004330
Other languages
English (en)
Inventor
宋毓珮
杨志忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN 200420004330 priority Critical patent/CN2690415Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2690415Y publication Critical patent/CN2690415Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本实用新型属于钢铁冶金领域，涉及氮化钒合金的生产装置。本实用新型连续生产氮化钒合金的装置为竖式电加热装置，包括真空加料装置、进料阀、竖式电炉、强制冷却区、冷却排料装置、排料阀门和真空气体保护室。竖式电炉包括预热预还原区、还原氮化区和缓冷区。盛装氧化钒加碳球团料的料罐在竖式电炉炉膛中，自上而下运行的过程中，罐中的氧化钒物料在被还原的同时，也由炉底自下而上的氮气被氮化，获得氮化钒合金产品。

Description

连续生产氮化钒合金的装置
技术领域
本实用新型属于钢铁冶金领域，涉及氮化钒合金的生产装置
背景技术
钒是生产微合金化钢最常用的也是最有效的强化元素之一，氮也是合钒钢中一种经济有效的合金元素。
钒、氮微合金化技术充分利用了廉价的氮元素，并优化了钒的析出，更好地发挥了细晶强化和沉淀强化作用，显著地提高了钢的强度。更具有实用价值的是采用钒、氮微合金化，在低钒量下获得较高的强度，明显地节约了含钒量，降低钢的生产成本。钒氮微合金化的各类钢种已在实践中得到了广泛应用。为此，生产钒氮微合金化钢所用的氮化钒合金及其生产倍受人们的关注。
在现有技术中，氮化钒合金的制备均以V2O3为原料，采用真空还原法制备出碳化钒，然后对碳化钒再进行渗氮处理，制备出氮化钒合金。南非瓦米特克矿物公司(Wamitco Minerals Corporation)就是采用上述方法在真空感应炉中进行高温碳热还原，制备碳化钒，然后在炉中反复通氮气及真空条件下生产出氮化钒合金。其生产设备投资较大，工艺流程较长，故生产成本高。攀枝花钢铁(集团)公司也是使用V2O3为原料，与石墨粉压制成型的物料加入到推板窑或隧道窑式的装置中，进行非真空还原氮化反应，制备出氮化钒合金。所使用的窑式装置，其窑的内衬、推板或推车均由碳质材料制成，而窑的工作在1000～1800℃，窑内压力在1个大气压至1～100Pa之间，在此条件下，碳质材料经常损坏，难于维持正常生产，更为扩大生产带来困难。
本实用新型的目的在于提供一种生产效率高、经济合理、且能长时维持运转的连续生产氮化钒合金的装置。
针对上述目的，本实用新型连续生产氮化钒合金的装置设计为竖式的电加热装置，该装置包括真空加料装置、进料阀、竖式电炉、强制冷却区、冷却排料装置、排料阀门和真空气体保护室。竖式电炉包括预热预还原区、还原氮化区和缓冷区。盛装氧化钒加碳球团料罐由真空加料装置进入竖式电炉，依次垛放在炉膛中，自上而下稳定运行，氮气则由炉底自下而上运行，料罐经预热预还原区和还原氮化区，罐中的氧化钒加碳球团料得到还原，同时还被上升的氮气所氮化，得到氮化钒合金料，经缓冷区、冷却排料装置和真空气体保护室后，进入精整设备，加工成合格的氮化钒合金产品。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
①由于料罐在竖式电炉中罐罐相垛，且自上而下运行，故能连续生产，生产效率高，成本低。
②由于竖式电炉入料口和产品出口均采用真空室进料和出料，避免大气进入炉内，装入竖式电炉的球团料含有的空气极少，致使球团还原氮化质量和效率都得到提高，质量稳定。
③氧化钒加碳球团料装入料罐中，防止了球团料在还原氮化运行过程中与炉壁接触，避免与竖式电炉的内衬粘结，保证炉况顺行，生产工艺易于控制，使产品质量稳定。
④本装置的加热部分为竖式电炉，炉料能与还原氮化气体充分接触，而且氮气在上升过程，经电炉的缓冷区，得到预加热，故还原氮化反应快而充分，能保证产品质量，氮气利用率明显提高。
⑤高温还原氮化过程中产生的CO上升到预热预还原区时，可用来将球团中的V2O5还原为V2O3。这既提高了CO化学能的利用效果，又提高了V2O3在高温还原反应区的反应效率。
附图说明
图1为本实用新型连续生产氮化钒合金的装置的结构示意图。
具体实施方式：
从图1可看出，本实用新型连续生产氮化钒合金的装置由真空加料装置24，进料阀9、竖式电炉8、强制冷却区13、冷却排料装置14、排料阀门15、真空气体保护室25、传送带19和20、精整设备16组成；真空加料装置24通过进料阀9与竖式电炉8相连相通，强制水冷却区13与竖式电炉8的底部相连相通，冷却排料装置14则处于强制冷却区13的下方，并与其相连相通，托架交替运动机构27、28设置于冷却排料装置14之内，并处于强制冷却区13底部的正下方，冷却排料装置14通过阀门15和传送带19与真空保护室25相连相通，精整设备16通过传送带20与真空保护室25相连。
在真空加料装置24的顶部装有吊具26，用于吊装料罐7。
竖式电炉8由炉壳1、内衬2、隔热填充料3、电阻合金丝4、感应圈6和缓冷区5组成。其中炉壳1和内衬2均为圆柱形。隔热填充料3处于炉壳1和内衬2之间，防止炉内热量向外传播扩散，电阻合金丝4和感应圈6自上而下分别处于内衬2的外围，作为该竖式电炉的热源，分别位于竖式电炉内腔的预热预还原区10和还原氮化区12的对应位置，还原氮化区12之下为缓冷区5，缓冷区5的内衬33为常规耐火材料。
抽气泵38通过阀门F1与真空加料装置24相连，用于将该装置抽成真空。同时，真空加料装置24通过阀门F2，从进料阀9下方与炉膛相连，与排气管道40相连，将充入炉内的剩余氮气及还原反应产生的CO、CO2残余气体排出炉外；另外，抽气泵39通过阀门F6和F5分别与真空气体保护室25和冷却排料装置14相连，用于排气和充气。真空气体保护室25的功能是保护炉内不进入空气，使之获得稳定的高质量的氮化钒产品。
强制冷却区13的内衬为冷却水套35，用于冷却料罐7中的球料。
在冷却排料装置14中设有推杆29，用于推运料罐7进入传送带19，在托架交替运动机构28的下部连接升降机34。
图1中42、43、44为阀门9、15和36相应的连杆，用于开、闭阀门，所有阀门均为适时自动开、闭。
图1中7为料罐，其料罐体为可透气多孔的衬壁，由抗高温性能良好的优质耐火材料制成，用于盛装氧化钒加碳球团及随后制备好的氮化钒合金成品。
由于竖式电炉8中的预热预还原区10和还原氮化区12所要求的温度不同，预热预还原区10的温度为常温至1000℃，还原氮化区12的温度为1000～1500℃，故相对应的电加热体和内衬材料也不同，相对于预热预还原区10的电阻合金丝4选用高级氧化铝质耐火材料，而相对于还原氮化区12的感应圈6为中频感应发热体，相对应的内衬选用优质石墨质套筒。
另外，进料阀9用耐热材料制成，其本身除了具有阀门作用外，因它处于竖式电炉的顶部，还需具有屏蔽炉内热辐射和热扩散的作用。
本装置连续生产氮化钒合金产品的过程如下：
首先生产氮化钒合金产品所需的原料——氧化钒与石墨粉混合压制成型的球团料装入料罐7中，真空加料装置24通过吊具26将料罐7提起，并移至竖式电炉8的上方，对接进料阀9，并关闭进料阀9，然后打阀门F1，启动抽气泵39，对真空加料装置24抽真空、脱气后，接着关闭阀门F1，打开阀门F2，再打开进料阀9，吊具26将料罐7下降垛放在竖式电炉8的预热预还原区10内的料罐上，吊具26升至真空加料装置24内，关闭进料阀9，关闭阀门F2，此时完成了一个料罐7的抽真空脱气和入炉的一个操作过程。多个料罐7一个接一个地垛放在炉膛内，就形成了料罐垛。料罐7随着炉膛内料罐垛依次进入预热预还原区10、还原氮化区12、强制冷却区13、冷却排料装置14、排料阀15、真空气体保护室25，依靠冷却排料装置14内的托架交替运动机构27和28，使料罐垛缓慢地向下运动，最底层的一个料罐7脱离料罐垛，由推料杆29将料罐7推向排料阀15方向，进入真空气体保护室25，关闭排料阀15，打开真空气体保护室25的出料阀36，料罐7就出炉了，完成了料罐7在本实用所述装置中运行的整个过程。
与此同时，当料罐7由真空加料装置24进入竖式电炉8炉膛内的料罐垛时，电阻合金丝4和感应圈6已启动工作，相应的炉膛内的预热预还原区10和还原氮化区12都已达到预定的温度。当料罐7进入预热预还原区10时，料罐7中的氧化钒加碳球团料逐步得到预热，并开始预还原，再继续进入还原氮化区12，被石墨碳直接还原和碳化，并被由竖式电炉8下部通入的氮气所氮化，由竖式电炉8的底部进入炉膛，经缓冷区5预热后，进入还原氮化区12和预热预还原区10，对料罐7中的球团料进行氮化反应，并完成氮气过程。也就是说，料罐7在炉膛内的自上而下的运行过程中，就逐步地完成了氧化钒的还原氮化过程，最终形成合格的氮化钒合金产品。
为了利于氧化钒加碳球团料还原氮化反应的顺利进行和防止空气进入炉膛，竖式电炉的内膛维持正压操作，压力为0.1～10KPa。为了推动氮气向上流动，下部气体压力要高于上部。

Claims (6)

1.一种连续生产氮化钒合金的装置，其特征在于：
①该装置由真空加料装置(24)、进料阀(9)、竖式电炉(8)、强制冷却区(13)、冷却排料装置(14)、托架交替运动机构(27、28)、排料阀门(15)、真空气体保护室(25)、传送带(19、20)和精整设备(16)组成；真空加料装置(24)通过进料阀(9)与竖式电炉(8)的顶部相连相通，强制冷却区(13)与竖式电炉(8)的底部相连相通，冷却排料装置(14)则处于强制冷却区(13)的下方，并与其相连相通，托架交替运动机构(27、28)设置于冷却排料装置(14)之内，并处于强制冷却区(13)底部的正下方，冷却排料装置(14)通过排料阀门(15)和传送带(19)与真空保护室(25)相连相通，精整设备(16)通过传送带(20)和阀门(36)与真空保护室(25)相连；
②竖式电炉(8)由炉壳(1)、内衬(2)、隔热填充料(3)、电阻合金丝(4)、感应圈(6)和缓冷区(5)组成；隔热填充料(3)处于炉壳(1)和内衬(2)之间，电阻合金丝(4)和感应圈(6)自上而下分别处于内衬(2)的外围，相对于电阻合金丝(4)和感应圈(6)的竖式电炉的内腔位置分别为该炉膛的预热预还原区(10)和还原氮化区(12)；
③冷却排料装置(14)中设有托架交替运动机构(27、28)和传送带(19)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于真空加料装置(24)的顶部装有吊具(26)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于抽气泵(38)通过阀门F1与真空加料装置(24)相连，抽气泵(39)通过阀门F5和F6与真空气体保护室(25)和冷却排料装置(14)相连。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于料罐体(7)为可透气的多孔的衬壁，由优质耐火材料制成。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于强制冷却区(13)的内衬为冷却水套(35)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于相对于电阻合金丝(4)和感应圈(6)的内衬(2)由不同的耐火材料制成。
CN 200420004330 2004-02-19 2004-02-19 连续生产氮化钒合金的装置 Expired - Fee Related CN2690415Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200420004330 CN2690415Y (zh) 2004-02-19 2004-02-19 连续生产氮化钒合金的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200420004330 CN2690415Y (zh) 2004-02-19 2004-02-19 连续生产氮化钒合金的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2690415Y true CN2690415Y (zh) 2005-04-06

Family

ID=34667803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200420004330 Expired - Fee Related CN2690415Y (zh) 2004-02-19 2004-02-19 连续生产氮化钒合金的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2690415Y (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1944243B (zh) * 2006-10-31 2010-05-12 隋智通 一种含碳或含氮化合物的连续化生产方法及其生产设备
CN101392333B (zh) * 2007-09-20 2010-12-22 杭州天港生物科技有限公司 一种钒氮合金制备方法及设备
CN102115046A (zh) * 2011-01-26 2011-07-06 河北钢铁股份有限公司承德分公司 一种保障竖炉装置能够连续生产氮化钒的方法
CN102165278A (zh) * 2008-09-26 2011-08-24 株式会社爱发科 熔化炉
CN113122796A (zh) * 2021-05-14 2021-07-16 钢铁研究总院 一种钒铁连续氮化装置及其工艺

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1944243B (zh) * 2006-10-31 2010-05-12 隋智通 一种含碳或含氮化合物的连续化生产方法及其生产设备
CN101392333B (zh) * 2007-09-20 2010-12-22 杭州天港生物科技有限公司 一种钒氮合金制备方法及设备
CN102165278A (zh) * 2008-09-26 2011-08-24 株式会社爱发科 熔化炉
CN102165278B (zh) * 2008-09-26 2013-09-25 株式会社爱发科 熔化炉
US8630328B2 (en) 2008-09-26 2014-01-14 Ulvac, Inc. Melting furnace
CN102115046A (zh) * 2011-01-26 2011-07-06 河北钢铁股份有限公司承德分公司 一种保障竖炉装置能够连续生产氮化钒的方法
CN102115046B (zh) * 2011-01-26 2012-09-26 河北钢铁股份有限公司承德分公司 一种保障竖炉装置能够连续生产氮化钒的方法
CN113122796A (zh) * 2021-05-14 2021-07-16 钢铁研究总院 一种钒铁连续氮化装置及其工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1059240C (zh) 从氧化的金属矿物中制造金属或金属合金的双联法及装置
RU2189397C2 (ru) Способ производства рафинированного железа
CN101289713B (zh) 一种钒氮合金的生产方法
CN101392333B (zh) 一种钒氮合金制备方法及设备
CN1224064A (zh) 用废料和加热气体的同向流动预热废钢的设备和处理系统
CN108866343B (zh) 含钛高炉渣的两步还原碳化方法
US20120198968A1 (en) Method for producing metallic magnesium by vacuum circulating silicothermic process and apparatus thereof
WO2011122535A1 (ja) 竪型シャフト炉、フェロコークス製造設備、及びフェロコークスの製造方法
CN111321310A (zh) 制备金属镁的方法和系统
EP0864658A1 (en) Refining iron ore
CN114737051B (zh) 一种基于回转窑-熔分炉热风外循环的含铁球团直接还原工艺及系统
CN1297677C (zh) 氮化钒合金连续生产的工艺及其装置
CN101363077A (zh) 冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺
CN2690415Y (zh) 连续生产氮化钒合金的装置
JP4801732B2 (ja) 鉄塊化物を予熱する方法
CN104789843B (zh) 推板窑法制备钒氮合金的方法
CA1089649A (en) Reduction of metal oxides to sponge metal
CN107460309A (zh) 一种微波加热铬铁矿粉制备铬铁合金的方法
CN215250971U (zh) 隔绝空气加热铁精粉的直接还原装置
CN113897507B (zh) 一种vn19钒氮合金的制备方法以及一种匣钵装置
CN203878192U (zh) 一种连续制备钒氮合金的设备
CN207243925U (zh) 一种能够提氢的矿粉快速还原系统
CN1246492C (zh) 一种采用非压力容器型真空电阻炉生产高氮铬铁的方法
CN1059883C (zh) 半石墨化碳氮化硅材料及其生产方法
JPH11106813A (ja) 移動型炉床炉の操業方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050406