CN203657447U - 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
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还原段装置，包括相互连接的还原一段和还原二段；还原一段和还原二段由外保温层与内保温层构成的矩形结构炉体，内保温层内腔设耐火层，耐火层内腔两侧壁为窑壁层，顶部为炉窑拱梁，底部为炉窑轨道层；沿窑室腔体至炉体顶部设有排烟***；炉体外设炉体外壳，炉体外壳设在炉体支座上；炉体侧壁一侧设有加热室窗口，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720-740mm；还原二段窑室腔体断面高为450-500mm，宽为720-770mm。该装置解决了传统生产钒氮合金采用真空炉的结构的不足，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，较常规窑炉节电75%，完全能够实现工业化生产。
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。
针对传统生产钒氮合金采用真空炉和单推板窑的结构不能解决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檫顶，影响钒氮合金的质量问题。因此，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，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双推板窑生产钒氮合金的还原段装置，该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330℃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。
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外保温层、内保温层和耐火层，耐火层内设有由窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层构成的窑室腔体，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720-740mm；
所述还原二段包括由外至内依次分布的外保温层、内保温层和耐火层，耐火层内设有由窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层构成的窑室腔体，窑室腔体上下还设有上、下加热室，还原二段窑室腔体断面高为450-500mm，宽为720-770mm。
进一步地，所述还原一段包括一段外保温层与一段内保温层构成的矩形结构炉体，所述一段内保温层内设有一段耐火层，一段耐火层内腔两侧壁为一段窑壁层，顶部为一段炉窑拱梁，底部为一段炉窑轨道层；由所述一段窑壁层、一段炉窑拱梁和一段炉窑轨道层构成一段窑室腔体，沿一段窑室腔体至炉体顶部设有一段排烟***；所述炉体外设一段炉体外壳，一段炉体外壳设在一段炉体支座上；所述炉体侧壁一侧设有一段加热室窗口。
进一步地，所述还原二段包括二段外保温层与二段内保温层构成的矩形结构炉体，所述二段内保温层内设有二段耐火层，二段耐火层内腔两侧壁为二段窑壁层，顶部为二段炉窑拱梁，底部为二段炉窑底层，二段炉窑底层上方设有二段炉窑轨道层；由所述二段窑壁层、二段炉窑拱梁和二段炉窑轨道层构成二段窑室腔体，二段炉窑轨道层和二段炉窑底层之间的腔体构成下加热室，二段炉窑拱梁上下盖板之间的腔体构成上加热室；上加热室和下加热室中设有U型硅碳棒；沿二段窑室腔体至炉体顶部设有二段排烟***；炉体外设二段炉体外壳，二段炉体外壳设在二段炉体支座上；炉体侧壁设有与上加热室和下加热室相连通的二段加热室窗口。
进一步地，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50-100mm；所述一段外保温层设在一段内保温层的顶层和一个侧面，所述二段外保温层设在二段内保温层的一个侧面和顶层，且二段外保温层自顶层延伸至另一侧面二段加热室窗口。
进一步地，所述还原一段和还原二段的内保温层均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，所述还原一段和还原二段的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，各层厚度为50-114mm。
进一步地，所述一段窑壁层、一段炉窑拱梁和一段炉窑轨道层采用刚玉砖层或电极石墨块层构成，所述二段窑壁层和二段炉窑轨道层采用刚玉砖层或电极石墨块层，其中，一段窑壁层和二段窑壁层厚度为80-114mm。
进一步地，所述二段炉窑拱梁采用刚玉砖、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还原阶段，设计了特定的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50-100mm；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）耐火层采用刚玉聚轻层、浇筑空心球层和刚玉砖层结构，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）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。
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
图1是本实用新型还原一段结构示意图。
图2是本实用新型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***；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***；13、炉窑底层；13-1、上加热室；13-2、下加热室。
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、图2所示，该利用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。
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***1-12；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；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720-740mm。
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50-100mm；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***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；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450-500mm，宽为720-770mm。
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50-100mm；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，各层厚度均为50-114mm。
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80-114mm。
其中，一段加热室窗口1-7和二段加热室窗口2-7均采用材料为Q235钢板加工，一段加热室窗口1-7上设有一段加热室窗口盖板1-8，二段加热室窗口2-7上设有二段加热室窗口盖板2-8，加热室窗口盖板采用材料为Q235钢板加工；一段炉体外壳1-9和二段炉体外壳2-9宽：1970mm、高：1855mm采用材料为Q235钢板加工；一段炉体支座1-10和二段炉体支座2-10采用材料为Q235钢板加工；一段排烟***1-12和二段排烟***2-12采用材料为3.0至3.1刚玉、镁锆砖、镁锆钛砖或高铝砖。
本还原段装置是将还原段的物料从330℃到650℃完全还原到难容的V+4，还原期间料球开始膨胀，而物料膨胀严重影响窑腔顶部排气畅通，窑腔顶部距离不足导致檫顶，从而影响钒氮合金的质量。窑腔的大小直接影响能耗和二氧化碳的排出，还原段窑腔设计为从小到大的窑腔来满足还原期间物料膨胀。
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 (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外保温层、内保温层和耐火层，耐火层内设有由窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层构成的窑室腔体，还原一段窑室腔体断面高为380mm，宽为720-740mm；
所述还原二段包括由外至内依次分布的外保温层、内保温层和耐火层，耐火层内设有由窑壁层、炉窑拱梁和炉窑轨道层构成的窑室腔体，窑室腔体上下还设有上、下加热室，还原二段窑室腔体断面高为450-500mm，宽为720-770mm。
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）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***（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）；由所述二段窑壁层（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***（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；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、2或3所述的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50-100mm；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、2或3所述的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内保温层均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。
6.根据权利要求1、2或3所述的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，各层厚度均为50-114mm。
7.根据权利要求2或3所述的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构成，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，其中，一段窑壁层（1-4）和二段窑壁层（2-4）厚度均为80-114mm。
8.根据权利要求3所述的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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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106288816A (zh) * | 2016-07-29 | 2017-01-04 | 佛山市诺普材料科技有限公司 | 莫来石作为热处理载体的应用 |
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2013
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