一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置製造方法

2023-06-17 18:38:51

一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置製造方法
【專利摘要】一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，包括依次互連接的冷卻一段、冷卻二段；所述冷卻一段包括由外保溫層與內保溫層構成的矩形結構爐體，內保溫層內腔設有耐火層，耐火層內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁，沿爐體側壁外貫穿至爐體內腔設有測溫熱電偶；所述冷卻二段包括由冷卻層構成的矩形結構爐體，冷卻層外側設有循環水冷卻層，冷卻層內腔兩側壁內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁；所述冷卻一段窯室腔體斷面高為380mm，寬為700mm;冷卻二段窯室腔體斷面高為400mm，寬為700mm。具有自動化高、燒結產品質量穩定、產量高、能耗低且不汙染環境的特點，且降低了人料接觸，能夠滿足釩氮合金配料要求。
【專利說明】一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置。

【背景技術】
[0002]針對氮化釩的生產過程控制及設備配套，國內外的冶金工作者做了大量研製工作，但終因生產難度大、技術含量高，使得該項技術在自動化應用方面未能得到廣泛應用。國內大部分生產氮化釩的廠家普遍使用的是氮氣氛保護單推板窯，且還是借鑑於燒結磁性材料的氮氣氛保護單推板窯，其爐窯結構簡單，整體窯腔結構和截面與生產氮化釩燒結磁性材料的單推板窯是一樣，造成不能完全滿足釩氮合金的最佳燒結時間，產品質量一致性不好,能耗普遍偏高,成本居高不下。
[0003]目前國內外傳統的釩氮合金生產同行業大多採用真空爐、高頻爐、立式爐、單推板窯等分段完成還原、碳化、氮化、燒結及冷卻階段。其一，工藝產量低、能耗高；其二，佔用時間較長，造成分階段消耗能源，能源消耗高而且產量低。
實用新型內容
[0004]本實用新型其目的就在於提供一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，具有自動化高、燒結產品質量穩定、產量高、能耗低且不汙染環境
[0005]的特點，且降低了人料接觸，能夠滿足釩氮合金配料要求。
[0006]實現上述目的而採取的技術方案，包括依次互連接的的冷卻一段、冷卻二段；
[0007]所述冷卻一段包括由外保溫層與內保溫層構成的矩形結構爐體，內保溫層內腔設有耐火層，耐火層內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁，沿爐體側壁外貫穿至爐體內腔設有測溫熱電偶；
[0008]所述冷卻二段包括由冷卻層構成的矩形結構爐體，冷卻層外側設有循環水冷卻層，冷卻層內腔兩側壁內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁；
[0009]所述冷卻一段、冷卻二段爐體內腔底部為爐窯軌道層；所述矩形結構爐體的內腔為窯室腔體；爐體外設爐體外殼，爐體外殼設在爐體支座上；
[0010]所述冷卻一段窯室腔體斷面高為380mm，寬為700mm ;冷卻二段窯室腔體斷面高為400mm,寬為 700mm。
[0011 ] 與現有技術相比本實用新型具有以下優點。
[0012]I)由於本裝置是根據燒結釩氮合金在冷卻階段，設計了二段冷卻段爐窯截面來滿足釩氮合金冷卻段的需要，該冷卻段能達到最佳空間來滿足其冷卻段空間的要求，達到在最佳的時間範圍獲得最好的質量、最大的生產產量、最低能耗、最長的爐窯使用壽命，真正成為燒結釩氮合金的碳冷卻段爐窯；
[0013]2)由於冷卻一段窯室腔體斷面高為380mm，寬為700mm，冷卻二段窯室腔體斷面高為400mm，寬為700mm，冷卻後端二段向冷卻一段進入大量的氮氣，利用大的窯腔空間增大氮氣的接觸面積，利用釩氮合金的熱量和氮氣充分的接觸，達到餘熱利用，並充分利用氮氣換熱降溫的效果，降低電耗；
[0014]3)由於冷卻一段外保溫層採用兩層纖維板保溫層，兩層纖維板保溫層厚度為70mm,外保溫層分別設在內保溫層的兩個側面，採用本材料在低溫情況下保溫效果好，價格低廉，滿足爐窯使用要求，降低爐窯成本；
[0015]4)由於冷卻一段內保溫層採用由外至內依次分布的兩層莫來石聚輕層結構，保溫層厚度為150mm，其具有純度高，耐高溫，氣孔均勻，導熱率低，保護耐火層的溫度外傳，確保爐窯保溫效果的特點；
[0016]5)由於冷卻一段耐火層採用由外至內依次分布的剛玉聚輕層、澆築空心球層、鎂鋯磚層和剛玉磚層結構，耐火層厚度為195mm，其具有很好的化學穩定性，對酸性或鹼性渣、金屬以及玻璃液等均有較強的抵抗能力，緻密製品的耐侵蝕性能良好；
[0017]6)由於冷卻一段窯壁層採用剛玉磚層或電極石墨塊層，其中，窯壁層厚度為195mm，冷卻二段窯壁層採用剛玉磚層，其具有很好的化學穩定性，且具有耐侵蝕性能、耐高溫、導熱性能好、熔煉純度高、抗腐蝕性強和壽命長等特點；
[0018]7)由於爐窯拱梁採用剛玉磚，以剛玉為主晶相的耐火材料製品具有很高的常溫耐壓強度(可達340MPa)，和很好的化學穩定性,對酸性或鹼性渣、金屬以及玻璃液等均有較強的抵抗能力，採用剛玉磚做爐窯拱梁滿足爐窯剛度且空間增大，增強氮氣停留時間和接觸時間，達到氮氣換熱效率。
[0019]本裝置在還原、碳化、氮化、燒結、冷卻同步反應的一步法雙推板窯生產釩氮合金的裝置中，設計了冷卻段的爐體結構，對於連續一步完成釩氮合金燒結和冷卻產品過程中，能夠促使該階段冷卻充分、均勻、完全，產品一致性好，密度高，產量高、能耗低(4500°C /TVN)較常規節電75%，完全能夠實現工業化生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
[0021]圖1為本裝置冷卻一段結構示意圖；
[0022]圖2為本裝置冷卻二段結構示意圖。
[0023]圖中:1、外保溫層；2、內保溫層；3、耐火層；4、窯壁層；5、爐窯拱梁；6、爐窯軌道層；7、爐體外殼；8、爐體支座；9、窯室腔體；10、測溫熱電偶；11、冷卻層；12、循環水冷卻層。

【具體實施方式】
[0024]如圖1、圖2所示，包括依次互連接的的冷卻一段、冷卻二段；
[0025]所述冷卻一段包括由外保溫層I與內保溫層2構成的矩形結構爐體，內保溫層2內腔設有耐火層3，耐火層3內腔兩側壁為窯壁層4，頂部為爐窯拱梁5，沿爐體側壁外貫穿至爐體內腔設有測溫熱電偶10 ；
[0026]所述冷卻二段包括由冷卻層11構成的矩形結構爐體，冷卻層11外側設有循環水冷卻層12，冷卻層11內腔兩側壁內腔兩側壁為窯壁層4，頂部為爐窯拱梁5 ；
[0027]所述冷卻一段、冷卻二段爐體內腔底部為爐窯軌道層6 ;所述矩形結構爐體的內腔為窯室腔體9 ;爐體外設爐體外殼7，爐體外殼7設在爐體支座8上；
[0028]所述冷卻一段窯室腔體9斷面高為380mm，寬為700mm ;冷卻二段窯室腔體9斷面高為400mm』寬為700臟。
[0029]所述冷卻一段外保溫層I採用兩層纖維板保溫層，兩層纖維板保溫層厚度為70mm ;外保溫層I分別設在內保溫層2的兩個側面。
[0030]所述冷卻一段內保溫層2採用由外至內依次分布的兩層莫來石聚輕層結構，保溫層厚度為150mm。
[0031]所述冷卻一段耐火層3採用由外至內依次分布的剛玉聚輕層、澆築空心球層、鎂錯磚層和剛玉磚層結構，耐火層厚度為195mm。
[0032]所述冷卻一段窯壁層4採用剛玉磚層、鎂鋯磚層或電極石墨塊層，其中，窯壁層4厚度為195_ ;冷卻二段窯壁層4採用剛玉磚層、鎂鋯磚層或鋁鎂尖晶石層。
[0033]所述爐窯拱梁5採用剛玉磚、鎂鋯磚或鋁鎂尖晶石。
[0034]所述爐窯軌道層6採用剛玉磚層或電極石墨層。
實施例
[0035]本裝置包括依次相連的冷卻一段、冷卻二段，冷卻一段包括由外保溫層與內保溫層構成的矩形結構爐體，內保溫層內腔設有耐火層；冷卻二段包括由冷卻層構成的矩形結構爐體，冷卻層外側設有循環水冷卻層；耐火層和冷卻層內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁；二段爐體內腔底部為爐窯軌道層；爐體外設爐體外殼和爐體支座；冷卻一段窯室腔體斷面高380mm，寬700mm ;冷卻二段窯室腔體斷面高400mm，寬700mm。
[0036]本裝置解決了產品釩氮合金燒結完成進行冷卻過程的結構問題，物料從1500°C降低到150°C以下過程中，冷卻後端向前進入大量的氮氣，設計窯腔從小到大的窯腔，利用大的窯腔空間增大氮氣的接觸面積，利用釩氮合金的餘熱和氮氣充分的接觸，達到降溫的效果，降低電耗。
[0037]包括依次相連的冷卻一段、冷卻二段；
[0038]所述冷卻一段包括由外保溫層與內保溫層構成的矩形結構爐體，內保溫層內腔設有耐火層，耐火層內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁；沿爐體側壁外貫穿至爐體內腔有一測溫熱電偶；
[0039]所述冷卻二段包括由冷卻層構成的矩形結構爐體，冷卻層外側設有循環水冷卻層，冷卻層內腔兩側壁內腔兩側壁為窯壁層，頂部為爐窯拱梁；
[0040]所述冷卻一段、冷卻二段爐體內腔底部為爐窯軌道層；所述矩形結構爐體的內腔為窯室腔體；爐體外設爐體外殼，爐體外殼設在爐體支座上；
[0041]所述冷卻一段窯室腔體斷面高為380mm，寬為700mm ;冷卻二段窯室腔體斷面高為400mm,寬為 700mm。
[0042]進一步地，所述冷卻一段外保溫層採用兩層纖維板保溫層，兩層纖維板保溫層厚度為70mm ;外保溫層分別設在內保溫層的兩個側面。
[0043]進一步地，所述冷卻一段內保溫層採用由外至內依次分布的兩層莫來石聚輕層結構，保溫層厚度為150mm。
[0044]進一步地，所述冷卻一段耐火層採用由外至內依次分布的剛玉聚輕層、澆築空心球層、鎂錯磚層和剛玉磚層結構，耐火層厚度為195_。
[0045]進一步地，所述冷卻一段窯壁層採用剛玉磚層、鎂鋯磚層或電極石墨塊層，其中，窯壁層厚度為195_ ;冷卻二段窯壁層採用剛玉磚層、鎂鋯磚層或鋁鎂尖晶石層。
[0046]進一步地，所述爐窯拱梁採用鎂鋯磚。
[0047]進一步地，所述爐窯軌道層採用電極石墨層。
[0048]如圖1、圖2所示，包括依次相連的冷卻一段、冷卻二段。
[0049]如圖1所示，冷卻一段包括由外保溫層I與內保溫層2構成的矩形結構爐體，內保溫層2內腔設有耐火層3，耐火層3內腔兩側壁為窯壁層4，頂部為爐窯拱梁5，底部為爐窯軌道層6 ；由所述窯壁層4、爐窯拱梁5和爐窯軌道層6構成窯室腔體9 ;沿冷卻一段爐體側壁外貫穿至爐體內腔有一測溫熱電偶10 ;爐體外設爐體外殼7，爐體外殼7設在爐體支座8上；冷卻一段窯室腔體9斷面高為380mm，寬為700mm。
[0050]如圖2所示，冷卻二段包括由冷卻層11構成的矩形結構爐體，冷卻層11外側設有循環水冷卻層12，冷卻層9內腔兩側壁內腔兩側壁為窯壁層4，頂部為爐窯拱梁5，底部為爐窯軌道層6 ;由所述窯壁層4、爐窯拱梁5和爐窯軌道層6構成窯室腔體9 ;爐體外設爐體外殼7，爐體外殼7設在爐體支座8上；冷卻二段窯室腔體9斷面高為400mm，寬為700mm。
[0051]工作時，物料從1500°C逐步降低到150°C以下的過程，故設計窯腔從小到大的窯腔，一是冷卻二段、一段進入大量的氮氣，利用大的窯腔空間增大氮氣的接觸面積，利用釩氮合金的餘熱熱量和氮氣充分的接觸，達到熱源利用並降溫的效果，降低電耗，最後冷卻三段進行水冷達到出口溫度低於150度。
【權利要求】
1.一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，包括依次互連接的的冷卻一段、冷卻二段； 所述冷卻一段包括由外保溫層(I)與內保溫層(2)構成的矩形結構爐體，內保溫層(2)內腔設有耐火層(3)，耐火層(3)內腔兩側壁為窯壁層(4)，頂部為爐窯拱梁(5)，沿爐體側壁外貫穿至爐體內腔設有測溫熱電偶(10)； 所述冷卻二段包括由冷卻層(11)構成的矩形結構爐體，冷卻層(11)外側設有循環水冷卻層(12)，冷卻層(11)內腔兩側壁內腔兩側壁為窯壁層(4)，頂部為爐窯拱梁(5)； 所述冷卻一段、冷卻二段爐體內腔底部為爐窯軌道層(6);所述矩形結構爐體的內腔為窯室腔體(9);爐體外設爐體外殼(7)，爐體外殼(7)設在爐體支座(8)上； 所述冷卻一段窯室腔體(9)斷面高為380mm，寬為700mm ;冷卻二段窯室腔體(9)斷面高為400mm』寬為700臟。
2.根據權利要求1所述的一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，所述冷卻一段外保溫層(I)採用兩層纖維板保溫層，兩層纖維板保溫層厚度為70mm ;外保溫層(I)分別設在內保溫層(2)的兩個側面。
3.根據權利要求1所述的一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，所述冷卻一段內保溫層(2)採用由外至內依次分布的兩層莫來石聚輕層結構，保溫層厚度為150mm。
4.根據權利要求1所述的一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，所述冷卻一段耐火層(3)採用由外至內依次分布的剛玉聚輕層、澆築空心球層、鎂錯磚層和剛玉磚層結構，耐火層厚度為195mm。
5.根據權利要求1所述的一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，所述冷卻一段窯壁層(4)採用剛玉磚層、鎂鋯磚層或電極石墨塊層，其中，窯壁層(4)厚度為195_;冷卻二段窯壁層(4)採用剛玉磚層、鎂鋯磚層或鋁鎂尖晶石層。
6.根據權利要求1所述的一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，所述爐窯拱梁(5)採用剛玉磚、鎂鋯磚或鋁鎂尖晶石。
7.根據權利要求1所述的一種利用一步法雙推板窯生產釩氮合金的冷卻段裝置，其特徵在於，所述爐窯軌道層(6 )採用剛玉磚層或電極石墨層。
【文檔編號】F27B9/30GK204027304SQ201420483267
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】譚忠, 劉隆, 馮家勝 申請人:九江市釩宇新材料有限公司