本发明涉及一种推板窑，尤其是涉及一种用于生产钒氮合金的推板窑，属于冶金生产设备设计建造技术领域。
背景技术：
钒氮合金是一种重要的钒合金添加剂，它加入钢中可提高钢的耐磨性、耐腐蚀性、韧性、强度、延展性、硬度及抗疲劳性等综合力学性能，并使钢具有良好的可焊接性能。尤其是在高强度、低合金钢、微合金钢以及其它特殊钢中，钒氮合金能有效地强化和细化晶粒，节约含钒原料，从而降低炼钢生产成本。
近来，国内生产钒氮合金的烧结设备主要有推板窑、竖窑和真空炉。竖窑和真空炉生产钒氮合金产量、质量、电耗指标均不及双道推板窑，且产品易氧化。目前生产钒氮合金的主流烧结设备为双推板窑，但双推板窑在生产过程中仍存在盖板塌陷、轨道腐蚀下凹等问题，造成双推板窑检修成本高，使用寿命短。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效防止窑体内侧壁腐蚀进而延长设备使用寿命的用于生产钒氮合金的推板窑。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于生产钒氮合金的推板窑，包括加热系统和含有煅烧冶炼窑腔的推板窑本体，所述的煅烧冶炼窑腔通过所述的加热系统加热，所述的煅烧冶炼窑腔沿煅烧物料流向分为低温段、过渡段、高温段和冷却段，所述的推板窑还包括隔离防护系统，所述煅烧冶炼窑腔的内侧壁通过所述的隔离防护系统包覆。
本发明的有益效果是：本申请通过在煅烧冶炼窑腔的内侧壁上包覆一层隔离防护系统来实现腐蚀性水、气物质与推板窑本体侧壁的隔离，从而有效防止了窑体内侧壁在使用过程中被高温、高湿的水、气等物质腐蚀，进而达到了延长设备使用寿命。
进一步的是，所述的推板窑本体还包括窑壁和轨道，所述的轨道设置在所述推板窑本体的底侧窑壁上，所述的加热系统包括布置在所述隔离防护系统与所述底侧窑壁之间的加热元件。
上述方案的优选方式是，所述的推板窑还包括加热腔，所述的加热元件通过所述的加热腔布置在所述的隔离防护系统与所述的底侧窑壁之间。
进一步的是，低温段的所述煅烧冶炼窑腔沿煅烧物料流向顺序的设置有4个温控区，低温段的各个温控区的窑壁、隔离防护系统、加热腔和轨道均由氮化硅
复合材料制成。
进一步的是，过渡段的所述煅烧冶炼窑腔沿煅烧物料流向顺序的设置有6个温控区，过渡段的各个温控区的窑壁、隔离防护系统和轨道均由电熔镁砖砌筑而成，过渡段的各个温控区的加热腔由氮化硅材料制成。
进一步的是，高温段的所述煅烧冶炼窑腔沿煅烧物料流向顺序的设置有10个温控区，高温段的各个温控区的窑壁、隔离防护系统、加热腔和轨道均由氮化硅复合材料制成。
进一步的是，冷却段的所述煅烧冶炼窑腔沿煅烧物料流向分为氮气冷却区和水冷区，氮气冷却区的窑壁、隔离防护系统和轨道均由氮化硅复合材料制成，水冷区的炉膛由金属材料制成。
进一步的是，在顶侧窑壁与隔离防护系统之间通过所述的加热腔也布置有所述的加热元件。
上述方案的优选方式是，所述的推板窑还包括测温元件，所述的测温元件从左侧窑壁和/或右侧窑壁处穿入所述的煅烧冶炼窑腔中。
附图说明
图1为本发明用于生产钒氮合金的推板窑的主剖视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
图4为图1的C-C剖视图；
图5为图1的D-D剖视图。
图中标记为：加热系统1、煅烧冶炼窑腔2、低温段3、过渡段4、高温段5、冷却段6、隔离防护系统7、窑壁8、轨道9、加热元件10、加热腔11、氮气冷却区12、水冷区13、测温元件14。
具体实施方式
如图1～图5所示是本发明提供的一种能有效防止窑体内侧壁腐蚀进而延长设备使用寿命的用于生产钒氮合金的推板窑。所述的推板窑包括加热系统1和含有煅烧冶炼窑腔2的推板窑本体，所述的煅烧冶炼窑腔2通过所述的加热系统1加热，所述的煅烧冶炼窑腔2沿煅烧物料流向分为低温段3、过渡段4、高温段5和冷却段6，所述的推板窑还包括隔离防护系统7，所述煅烧冶炼窑腔2的内侧壁通过所述的隔离防护系统7包覆。本申请通过在煅烧冶炼窑腔的内侧壁上包覆一层隔离防护系统来实现腐蚀性水、气物质与推板窑本体侧壁的隔离，从而有效防止了窑体内侧壁在使用过程中被高温、高湿的水、气等物质腐蚀，进而达到了延长设备使用寿命。
上述实施方式中，结合所述的推板窑本体还包括窑壁8和轨道9，所述的轨道9设置在所述推板窑本体的底侧窑壁上的结构特点，本申请将所述的加热系统1设置为包括布置在所述隔离防护系统7与所述底侧窑壁之间的加热元件10的结构。尤其是再增设加热腔11，使所述的加热元件10通过所述的加热腔布置在所述的隔离防护系统与所述的底侧窑壁之间。这样，所述的隔离防护系统既保护了构成推板窑本体的窑壁，又很好的保护了加热腔11以及布置在该加热腔11中的加热元件10，实现了对加热元件10的又重双保护。同时，根据现有推板窑的特点，在顶侧窑壁与隔离防护系统7之间通过所述的加热腔11也布置有所述的加热元件10，以实现对煅烧冶炼窑腔2加热的均匀性并最大限度的提高加热效率。
进一步的，根据不同加热段的不同温区以及功能，本申请对构成煅烧冶炼窑腔2的窑壁8、隔离防护系统7、加热腔11和轨道9材料进行了区分，以降低生产成本，方便后续的维修维护，即低温段3的所述煅烧冶炼窑腔2沿煅烧物料流向顺序的设置有4个温控区，低温段3的各个温控区的窑壁8、隔离防护系统7、加热腔11和轨道9均由氮化硅复合材料制成；过渡段4的所述煅烧冶炼窑腔2沿煅烧物料流向顺序的设置有6个温控区，过渡段4的各个温控区的窑壁8、隔离防护系统7和轨道9均由电熔镁砖砌筑而成，过渡段4的各个温控区的加热腔11由氮化硅材料制成；高温段5的所述煅烧冶炼窑腔2沿煅烧物料流向顺序的设置有10个温控区，高温段5的各个温控区的窑壁8、隔离防护系统7、加热腔11和轨道9均由氮化硅复合材料制成；冷却段6的所述煅烧冶炼窑腔2沿煅烧物料流向分为氮气冷却区12和水冷区13，氮气冷却区12的窑壁8、隔离防护系统7和轨道9均由氮化硅复合材料制成，水冷区13的炉膛由金属材料制成。
综上所述，采用本申请提供的上述技术方案具有以下的有益效果：
1、由于在低温段温度通常控制在400～700℃的温区采用氮化硅复合材料做轨道、盖板及侧墙，具有较强的抗水蒸气氧化性质，能有效防止该段内衬材料的氧化腐蚀。
2、由于过渡段温度通常控制在800～1450℃的温区采用电熔镁砖做侧墙、轨道及盖板，能有效防止CO、CO2及低沸点碱金属元素Na+、K+对耐材的腐蚀。
3、由于高温段温度通常控制在1450～1520℃的温区的采用氮化硅复合材料做轨道、盖板及侧墙，氮化硅复合材料结合碳化硅本身具有润滑性，并且耐磨损，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂，在双推板小修和处理故障时不易损坏，使用寿命长。
4、在低温段和过渡段之间设有20～30m3/h的氮气进气口，在过渡段和高温区之间设有30～50m3/h氮气进气口，防止各段直接的气体流动，减少腐蚀性气体对耐火材料的冲刷。
5、本申请采用的耐火材料均是大块材料，砌筑缝隙少，保温效果好，能源动力成本低。
实施例
根据钒氮合金生产过程中不同温区的窑腔中水蒸气、CO、CO2及低沸点碱金属元素(Na+、K+)等腐蚀性气体含量的不同，双推板窑横向依次设置有低温段、过渡段、高温段和冷却段，各段由多个温区组成；在不同温区选用合适的抗腐蚀内衬材料，可显著提高双推板窑及加热元件的使用寿命。
双推板窑横向依次设置有20个温区，即1～20温区，20个温区按温度设置的不同分为低温段、过渡段、高温段，根据炉料在不同温度范围内的反应时间及腐蚀性气体的挥发速度确定各个段的长度，低温段设有4个温区：1～4温区、总长度4～5m、加热温度400～700℃，过渡段有6个温区：5～10温区、总长度6～8m、煅烧温度800～1450℃，高温段有10个温区：11～20温区、总长度17～19m、煅烧温度1450～1520℃，冷却段分为氮气冷却和水冷却区，氮气冷却的长度为4～6m，水冷区的长度为4.5～5m。过渡段的5～10温区的内腔、侧墙及轨道均为电熔镁砖或石墨材质，加热腔为氮化硅复合材料；低温段1～4温区和高温段11～20温区的内腔、侧墙、轨道及加热腔均为氮化硅复合材料；冷却段的氮气冷却区内腔、侧墙及轨道均为氮化硅复合材料，冷却段的水冷区炉膛材料为金属材料。推板窑1-12温区的炉膛尺寸为(826～830)mm×(350～370)mm、13-20温区的炉膛尺寸为(826～830)mm×(320～330)。1～20温区的加热腔设置在盖板上、轨道砖下相应位置，加热腔的插口尺寸为200mm×60mm，上下一共162个，使加热元件与窑腔隔离。从横向看炉体分为三个独立通道，中间通道为炉料主通道，主通道内从窑尾进氮气、与炉料逆向运行保护窑腔；上下为加热元件隔离腔通道，每个加热腔通入5～10m3/h,对加热腔进行保护；在低温段和过渡段之间设有20～30m3/h的氮气进气口，在过渡段和高温区之间设有30～50m3/h氮气进气口，防止各段直接的气体流动。通过采取上述在不同温度选用合适的耐腐蚀性材料，提显著提高双推板要使用寿命。
其中的碳化硅复合材料、氮化硅复合材料、镁硅复合材料、电熔镁砖、石墨材质都是特制的非国标砖，其主要成分、杂质及耐火度、外观尺寸等满足特定要求。
加热元件1～20温区均采用硅钼棒。
炉膛压力为20～60Pa。
现举例说明本发明具体实施对比效果：
实施例一
在本发明实施前，双推板窑的低温段和过渡段采用碳化硅复合材料做内衬材料、高温段采用氮化硅复合材料做内衬材料，运行14天过渡段出现盖板塌陷，被迫停窑检修。
实施例二
在本发明实施前，双推板窑的低温段采用碳化硅做内衬材料、过渡段采用镁硅复合材料做内衬材料、高温段采用氮化硅复合材料做内衬材料，运行62天过渡段出现盖板塌陷、轨道砖腐蚀严重，被迫停窑检修。
实施例三
在本发明实施前，双推板窑的低温段和高温段采用氮化硅复合材料做内衬材料、过渡段采用电熔镁砖做内衬材料，运行300天未出现过盖板塌陷、轨道腐蚀等故障，双推板窑使用寿命明显提高。
技术特征：
1.一种用于生产钒氮合金的推板窑，包括加热系统(1)和含有煅烧冶炼窑腔(2)的推板窑本体，所述的煅烧冶炼窑腔(2)通过所述的加热系统(1)加热，所述的煅烧冶炼窑腔(2)沿煅烧物料流向分为低温段(3)、过渡段(4)、高温段(5)和冷却段(6)，其特征在于：所述的推板窑还包括隔离防护系统(7)，所述煅烧冶炼窑腔(2)的内侧壁通过所述的隔离防护系统(7)包覆。
2.根据权利要求1所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：所述的推板窑本体还包括窑壁(8)和轨道(9)，所述的轨道(9)设置在所述推板窑本体的底侧窑壁上，所述的加热系统(1)包括布置在所述隔离防护系统(7)与所述底侧窑壁之间的加热元件(10)。
3.根据权利要求2所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：所述的推板窑还包括加热腔(11)，所述的加热元件(10)通过所述的加热腔布置在所述的隔离防护系统与所述的底侧窑壁之间。
4.根据权利要求3所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：低温段(3)的所述煅烧冶炼窑腔(2)沿煅烧物料流向顺序的设置有4个温控区，低温段(3)的各个温控区的窑壁(8)、隔离防护系统(7)、加热腔(11)和轨道(9)均由氮化硅复合材料制成。
5.根据权利要求3所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：过渡段(4)的所述煅烧冶炼窑腔(2)沿煅烧物料流向顺序的设置有6个温控区，过渡段(4)的各个温控区的窑壁(8)、隔离防护系统(7)和轨道(9)均由电熔镁砖砌筑而成，过渡段(4)的各个温控区的加热腔(11)由氮化硅材料制成。
6.根据权利要求3所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：高温段(5)的所述煅烧冶炼窑腔(2)沿煅烧物料流向顺序的设置有10个温控区，高温段(5)的各个温控区的窑壁(8)、隔离防护系统(7)、加热腔(11)和轨道(9)均由氮化硅复合材料制成。
7.根据权利要求3所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：冷却段(6)的所述煅烧冶炼窑腔(2)沿煅烧物料流向分为氮气冷却区(12)和水冷区(13)，氮气冷却区(12)的窑壁(8)、隔离防护系统(7)和轨道(9)均由氮化硅复合材料制成，水冷区(13)的炉膛由金属材料制成。
8.根据权利要求3～7中任一项所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：在顶侧窑壁与隔离防护系统(7)之间通过所述的加热腔(11)也布置有所述的加热元件(10)。
9.根据权利要求8所述的用于生产钒氮合金的推板窑，其特征在于：所述的推板窑还包括测温元件(14)，所述的测温元件(14)从左侧窑壁和/或右侧窑壁处穿入所述的煅烧冶炼窑腔(2)中。
技术总结
本发明公开了一种推板窑，尤其是公开了一种用于生产钒氮合金的推板窑，属于冶金生产设备设计建造技术领域。提供一种能有效防止窑体内侧壁腐蚀进而延长设备使用寿命的用于生产钒氮合金的推板窑。所述的推板窑包括加热系统和含有煅烧冶炼窑腔的推板窑本体，所述的煅烧冶炼窑腔通过所述的加热系统加热，所述的煅烧冶炼窑腔沿煅烧物料流向分为低温段、过渡段、高温段和冷却段，所述的推板窑还包括隔离防护系统，所述煅烧冶炼窑腔的内侧壁通过所述的隔离防护系统包覆。
技术研发人员：王乖宁;邓孝伯;王小江;杜勇;王长秀;赵基树;孔岩;肖庭春
受保护的技术使用者：攀钢集团钒钛资源股份有限公司
技术研发日：2017.12.18
技术公布日：2018.06.05
声明：
“用于生产钒氮合金的推板窑的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：攀钢集团钒钛资源股份有限公司
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2024年09月19日 ~ 21日 
