一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，包括窯底板、窯邊殼、窯腔和余熱回收利用管道。所述的余熱回收利用管道在軌道窯內呈“S”形分布，主燒結窯排出煙氣中的熱量通過余熱回收利用管道在軌道窯底部進行換熱；排氣口穿過窯頂蓋、上保溫層與隔板，使窯腔直接與排氣管道相連通；盛放于坩堝內的坯料通過軌道進入軌道窯中，經過預處理后再送進入主燒結窯內。這種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯可以降低釩氮合金坯料中的水分與堿金屬含量，減少對主燒結窯的侵蝕。同時該軌道窯的熱源來自于主燒結窯排出煙氣中回收的余熱，降低了釩氮合金生產能耗的同時減少對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領域的爐料預處理設備，具體的是指釩氮合金生產過程中回收利用主燒結窯余熱預處理釩氮合金坯料的軌道窯。

【背景技術】
[0002]釩氮合金作為一種新型鋼鐵添加劑，可替代釩鐵用于微合金化鋼的生產。它添加于結構鋼、工具鋼、管道鋼、鋼筋、普通工程鋼以及鑄鐵中，能夠顯著提高鋼的耐磨性、耐腐性、強度、韌性、硬度、延展性及抗熱疲勞性等綜合機械性能，并使鋼具有良好的可焊性。釩氮合金技術充分利用了廉價的氮元素，釩鋼中氮含量的增加降低了析出相長大的趨勢，析出相顆粒變細，更充分發(fā)揮釩的作用，在高強度低合金鋼中，釩氮合金比釩鐵具有更有效的沉淀強化和晶粒細化作用，同時在達到相同強度下，添加釩氮合金較添加釩鐵可節(jié)約釩30?40%。釩氮合金在實際應用中具有提高建筑物和制品安全性能、減少鋼材用量、節(jié)約成本等優(yōu)勢，因此已被國內外鋼廠普遍使用。
[0003]現有制取釩氮合金的技術中，用于工業(yè)生產釩氮合金的方式主要有兩種:一種是連續(xù)式高溫燒結窯生產釩氮合金，第二種是采用微波爐對釩氮合金坯料進行高溫加熱制取釩氮合金。
[0004]專利ZL200410083901.8公開了 “連續(xù)制取釩氮合金的煅燒設備推板窯的爐膛結構”，該推板窯縱向依次設置有低溫段、過渡段、高溫段和冷卻段。低溫段有5個溫區(qū)，過渡段有4個溫區(qū)，高溫段設7個溫區(qū)，冷卻段分為自然冷卻區(qū)和強制冷卻區(qū)；各個溫區(qū)的側墻磚相應位置上有加熱元件插孔，使加熱元件與窯腔隔離。
[0005]專利CN102435066A公開了 “一種高溫燒結窯爐”用于制取釩氮合金，該窯爐包括爐體，與爐體的進料口連通的升溫段，與升溫段連通的高溫段，與高溫段連通且與爐體的出料口連通的降溫段。設置在爐體上，且向爐體內發(fā)射微波的多個微波加熱裝置。一邊穿過爐體，且具有盛放釩氮合金坯料的推板的封閉式多邊形軌道；物料在微波提供能源進行加熱條件下自發(fā)熱，然后進行還原氮化反應生成釩氮合金。
[0006]現有的發(fā)明技術通過在不同溫區(qū)設計不同的內腔結構、選用合適抗耐腐蝕內襯材料的方式提高了窯爐的使用壽命，但其仍舊具有以下缺陷。
[0007]I)在目前的工業(yè)化生產過程中，沒有專門針對釩氮合金坯料進行連續(xù)在線預處理的設備。
[0008]2)在連續(xù)生產釩氮合金過程中，坯料的預處理方式對主燒結窯的使用壽命有比較大的影響，其主要原因是釩氮合金坯料中含有10%左右的水分以及一定量的低沸點堿金屬物質，坯料進入主燒結窯后，水分以蒸氣的形式逸出對石墨內襯造成極強的氧化侵蝕，嚴重影響主燒結窯的壽命。
[0009]3)生產釩氮合金主燒結窯的工作溫度遠超過坯料中堿金屬元素(比如K和Na)的沸點，因此堿金屬元素將通過蒸氣的方式發(fā)生物相遷移，并隨著爐內氣流一起向排氣方向運動，遇到水或二氧化碳則生成低熔點、高沸點的強堿，比如:K0H、NaOH, K2CO3> Na2CO3等并附著于爐腔材料上，且不斷地對爐腔材料進行腐蝕，嚴重影響主燒結爐使用壽命。
[0010]4 )為了使釩氮合金坯料中的水分及堿金屬物質盡量地在主燒結窯的低溫區(qū)排出，主燒結窯推速較慢，制約了釩氮合金的產量。
[0011]5)常規(guī)的冶金爐料預處理設備通常采用煤、煤氣、電等作為能源進行加熱，不僅增加能耗，提高了產品的生產成本，同時對環(huán)境造成一定的污染。


【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明針對現有技術中的不足，提供一種專門針對釩氮合金坯料預處理的余熱回收利用軌道窯，在釩氮合金生產過程中，坯料通過軌道送入預處理軌道窯中，預處理軌道窯利用主燒結窯排出煙氣中的余熱進行加熱，坯料在設定的溫度下預處理后再被送入主燒結窯內。
[0013]本發(fā)明是通過下述技術方案得以實現的。
[0014]一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，包括窯底板、窯邊殼、窯腔和余熱回收利用管道；所述的窯腔上端是隔板，隔板與窯頂蓋間由上保溫層填充；排氣口穿過頂蓋、上保溫層與隔板，使窯腔直接與排氣管道相連通。
[0015]所述的排氣管道外接有引風機，能夠將軌道窯內部產生的水分與堿金屬氣體及時地排出窯腔，減少對軌道窯內襯材料的侵蝕。
[0016]所述的窯底板上直接鋪設下保溫層，支撐磚鋪設于下保溫層上，支撐磚以行為單位，每行間有固定的間隔。
[0017]所述的支撐磚內部留有對流口，可以使余熱回收利用管道穿過該對流口，在軌道窯內呈“S”形分布，主燒結窯排出煙氣中的熱量利用余熱回收利用管道，在軌道窯底部進行換熱，將整個窯腔加熱到設定的溫度。同時軌道窯內被加熱的氣體通過對流口流動，保證窯腔內的溫度均勻分布。
[0018]所述的窯邊殼外設置有測溫儀表，測溫儀表的測溫端伸入窯腔內部，直接反應窯腔內的溫度。
[0019]所述的保溫層由輕質保溫磚和石棉纖維板組成，所述的隔板由高強度鋼板制成，具有較高的機械性能與耐蝕性，所述的支撐磚由莫來石材質構成。
[0020]所述的支撐磚上為導軌，導軌跨過支撐磚的間隔，導軌與導軌之間由塞磚相互隔開，便于氣體的流動。在軌道窯兩端設有封口磚，封口磚中心沒有對流口，減少了熱量的散失。
[0021]所述的窯腔與窯邊殼之間是由耐火磚砌成的側墻，坩堝位于兩端側墻中間，坩堝與推板組成一個整體在窯腔內移動，推板直接在導軌上面滑動，而推板的兩側設有邊導軌，使推板滑行在一條直線上。
[0022]所述的坩堝與推板由石墨材料制成，導軌與邊導軌由剛玉材料制成。
[0023]與現有的生產設備相比，本發(fā)明的有益效果為。
[0024]I)本發(fā)明一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，提供了一種專門針對釩氮合金生產過程中，對其坯料的在線預處理的軌道窯。該軌道窯可以將釩氮合金坯料中的水分由10%左右降低至1%以內，同時促進堿金屬的逸出，減少水蒸氣及堿金屬對主燒結窯的腐蝕，提高主燒結窯的使用壽命。
[0025]2)本發(fā)明一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，利用該軌道窯對釩氮合金坯料進行預處理后，由于坯料中的水分與堿金屬在坯料進入主燒結爐之前被除去，可以縮短物料在主燒結窯內的停留時間，提高釩氮合金產品的產量。
[0026]3)本發(fā)明一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，是一種余熱回收利用的軌道窯，將生產釩氮合金過程主燒結窯排出煙氣中的余熱作為能源，使熱量在余熱回收利用管道內換熱，利用這部分熱量將整個預處理軌道窯加熱至設定的溫度。而不增加新的能源消耗，在降低釩氮合金生產能耗的同時避免了對環(huán)境造成的污染。
[0027]4)本發(fā)明一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，根據其結構和釩氮合金坯料的預處理過程中的窯爐環(huán)境的要求，選擇了不同類型的耐火材料。另一方面在排氣管道出口位置設有引風機，將窯爐內的廢氣及時地排出窯腔，減少了氣體對耐火材料的侵蝕，提高了預處理軌道窯的使用壽命，降低了生產成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明中軌道窯的外形示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明中軌道窯的兩端結構示意圖。
[0030]圖3是本發(fā)明中軌道窯的內部結構示意圖。
[0031]圖4是本發(fā)明中軌道窯的局部示意圖。
[0032]圖中:窯頂蓋1、窯側壁2、窯端蓋3、窯底板4、窯底座5、窯腔6、排氣管道7、測溫儀表8、余熱利用進氣管口 9、余熱利用出氣管口 10、推板11、坩堝12、排氣口 13、上保溫層14、隔板15、側墻16、邊導軌17、豎起頂磚18、封口磚19、導軌20、間隔磚21、下保溫層22、支撐磚23、對流口 24、余熱回收利用管道25。

【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖，對本發(fā)明的實施作具體說明。
[0034]根據附圖1、附圖2、附圖3、附圖4制作本發(fā)明的產品，本發(fā)明是一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，包括圖中:可以拆卸的窯頂蓋1、在軌道窯的兩端為窯側壁
2、窯側壁2和窯底板4連為一個整體；窯側壁2與窯腔6之間由側墻16支撐，側墻16分布于窯腔6的兩端，形成一個空間使位于其中間的推板11與坩堝12在窯腔6下端的導軌20上滑動；余熱回收利用管道25穿過支撐磚23上的對流口 24，在軌道窯內呈“S”形分布。
[0035]所述的預處理軌道窯劃分為5?10節(jié)，每節(jié)的長度為2?8米，窯腔6其寬度為500?1000mm，高度為350?800mm。在軌道窯的兩端設置有窯端蓋3，窯端蓋3將窯側壁2中間的耐火材料密封，只留下窯腔6的空間。窯端蓋3前面是封口磚19，封口磚19上沒有對流口 24，可以減少熱量的散失。
[0036]所述的窯頂蓋I上留有排氣口 13，排氣口 13穿過上保溫層14與隔板15，使其與窯腔6直接連通。排氣口 13外接排氣管道7，排氣管道7的末端設有引風機，使窯腔6內保持微負壓。窯腔6內產生產的廢氣在負壓條件下，通過排氣口 13和外接的排氣管道7及時地排出窯腔6。
[0037]所述的推板11直接放置于導軌20上，在液壓系統(tǒng)推動作用下穿過窯腔6向前移動。在推板11的兩側設有邊導軌17，將推板11的位置進行固定，使推板11與坩堝12運行在一條直線上。
[0038]所述的導軌20之間由間隔磚21隔開，導軌20與間隔磚21均砌筑于支撐磚23上方，支撐磚23以行為單位，每行間有固定的間隔，可以使余熱回收利用管道25盤曲在間隔腔內。
[0039]所述的支撐磚23自身中心留有對流口 24，可以使余熱回收利用管道25穿過對流口 24，在軌道窯內呈“S”形分布，同時窯腔6內被加熱的氣體通過對流口 24實現流動，保證窯腔6內的溫度均勻分布。
[0040]所述的窯底板4下端為窯底座5，在窯底板上直接鋪設下保溫層22，然后是支撐磚23，在下保溫層的兩側有豎起頂磚18，用于支撐邊軌道17。
[0041]所述的主燒結窯排出的煙氣由位于窯側壁2下端的余熱利用進氣管口 9進入盤曲在間隔腔內的余熱回收利用管道25，然后經余熱利用出氣管口 10排出。整個窯腔6內的溫度由測溫儀表8直接檢測，釩氮合金坯料在設定溫度條件進行預處理。
[0042]實施例1
在本發(fā)明實施過程中，一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯共5節(jié)，每節(jié)的長度為2.5米。窯腔6其寬度為500mm，高度為350mm。將盛滿釩氮合金坯料的坩鍋送入該軌道窯中，控制推板11的推速在900秒/組，通過控制余熱利用進氣管口 9與余熱利用出氣管口 10的開度，將軌道窯的窯腔6溫度控制在200°C。釩氮合金坯料在軌道窯內預處理后，檢測坯料中的水分含量由9.5%降低至0.9%，K2CHNa2O的總量由0.8%降低至0.5%。減少了釩氮合金坯料進入主燒結窯后對窯腔的腐蝕，另一方面該軌道窯的熱源來自于主燒結窯排出煙氣中回收的余熱，降低了釩氮合金生產能耗的同時減少了對環(huán)境的污染。
[0043]實施例2
在本發(fā)明實施過程中，一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯共7節(jié)，每節(jié)的長度為3米。窯腔6其寬度為600_，高度為450_。將盛滿釩氮合金坯料的坩鍋送入該軌道窯中，控制推板11的推速在900秒/組，通過控制余熱利用進氣管口 9與余熱利用出氣管口 10的開度，將軌道窯的窯腔6溫度控制在200°C。釩氮合金坯料在軌道窯內預處理后，檢測坯料中的水分含量由9.5%降低至0.5%，K2CHNa2O的總量由0.8%降低至0.25%。
[0044]實施例3
在本發(fā)明實施過程中，一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯共7節(jié)，每節(jié)的長度為3米。窯腔6其寬度為600_，高度為450_。將盛滿釩氮合金坯料的坩鍋送入該軌道窯中，控制推板11的推速在900秒/組，通過控制余熱利用進氣管口 9與余熱利用出氣管口 10的開度，將軌道窯的窯腔6溫度控制在300°C。釩氮合金坯料在軌道窯內預處理后，檢測坯料中的水分含量由9.5%降低至0.3%，K2CHNa2O的總量由0.8%降低至0.15%。
【權利要求】
1.一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，其特征在于，包括:可以拆卸的窯頂蓋(1)，在軌道窯兩端的窯側壁(2)，窯側壁(2)和窯底板(4)連為一個整體；窯側壁(2)與窯腔(6)之間由側墻(16)支撐，側墻(16)分布于窯腔(6)的兩端，形成一個空間使位于其中間的推板(11)與坩堝(12)在窯腔(6)下端的導軌(20)上滑動；余熱回收利用管道(25)穿過支撐磚(23)上的對流口(24)，在軌道窯內呈“S”形分布。
2.根據權利要求1所述的一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，其特征在于，所述的軌道窯劃分為5?10節(jié)，每節(jié)的長度為2?8米；所述的窯腔(6)其寬度為500?1000mm,高度為 350 ?800mm。
3.根據權利要求1所述的一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，其特征在于，所述的窯頂蓋(I)上留有排氣口( 13)，排氣口( 13)穿過上保溫層(14)與隔板(15)，與窯腔(6)直接連通，排氣口(13)外接排氣管道(7)。
4.根據權利要求1所述的一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，其特征在于，所述的導軌(20 )之間由間隔磚(21)隔開，導軌(20 )與間隔磚(21)均砌筑于支撐磚(23 )上方，支撐磚(23)以行為單位，每行間有固定的間隔，可以使余熱回收利用管道(25)盤曲在間隔腔內。
5.根據權利要求1所述的一種余熱回收利用預處理釩氮合金坯料的軌道窯，其特征在于，所述的窯側壁(2)下端的余熱利用進氣管口(9)將主燒結窯排出的煙氣送進盤曲在間隔腔內的余熱回收利用管道(25)中，然后經余熱利用出氣管口(10)排出。
【文檔編號】F27B9/30GK104132534SQ201410418315
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權日:2014年8月25日
【發(fā)明者】胡力 申請人:胡力