一種氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)氮化釩用豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣設(shè)備，屬于釩氮合金生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]利用豎式中頻爐生產(chǎn)氮化釩是氮化釩生產(chǎn)的一個(gè)革命性創(chuàng)新，本技術(shù)具有生產(chǎn)成本低、投資小、占地少、開(kāi)停自如等優(yōu)點(diǎn)，極其適合目前氮化釩市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、價(jià)格波動(dòng)大的現(xiàn)狀。豎式中頻爐生產(chǎn)氮化釩技術(shù)中，豎式中頻爐是主體設(shè)備，由于豎式中頻爐是首次應(yīng)用于氮化釩生產(chǎn)，因此有諸多關(guān)鍵技術(shù)需要攻關(guān)和改進(jìn)，其中氮?dú)獾墓庋b置是非常重要的，直接關(guān)系到設(shè)備的生產(chǎn)能力、使用效果及產(chǎn)品質(zhì)量等。
[0003]在目前的生產(chǎn)過(guò)程中，氮?dú)夤庀到y(tǒng)需要解決的問(wèn)題主要有:
[0004](I)因是用于生產(chǎn)氮化釩，因此提供反應(yīng)用氮?dú)夥浅Ｖ匾?，其供氮位置是關(guān)鍵，不同的供氮位置決定了氮?dú)鈪⑴c反應(yīng)的時(shí)機(jī)、溫度及氮化時(shí)間長(zhǎng)短等。《河北冶金》2014年第10期《豎式中頻爐加工VN16產(chǎn)品技術(shù)研宄》中通過(guò)氮化釩生產(chǎn)過(guò)程中0-1500°C溫度范圍N2氣氛下熱重分析得出結(jié)論:氮化反應(yīng)在678°C開(kāi)始進(jìn)行，1000°C _1100°C溫度范圍內(nèi)氮化反應(yīng)最快，因此供氮系統(tǒng)需考慮反應(yīng)供氮位置與爐內(nèi)溫度關(guān)系，直接在加熱段底部供氮時(shí)產(chǎn)品含氮量均低于12%。
[0005](2)爐內(nèi)產(chǎn)品燒制完成后到達(dá)冷卻段時(shí)溫度在800°C以上，而氮化釩溫度高于100°C時(shí)遇空氣極易氧化，需在冷卻段使之溫度降至100°c以下，冷卻過(guò)程需在氮?dú)鈿夥障峦瓿伞?br>[0006](3)豎爐生產(chǎn)過(guò)程中，爐體加熱段溫度很高，爐內(nèi)溫度可達(dá)1600°C以上，爐內(nèi)高溫?zé)煔庵羞€包含有氧化鉀、氧化鈉等腐蝕性成分，而爐體耐火保溫材料的厚度僅200-300mm，最內(nèi)層為石墨材質(zhì)爐襯，在爐內(nèi)正壓條件下，爐內(nèi)高溫氣體在爐內(nèi)氣壓下可能滲出爐壁，其中的腐蝕性成分會(huì)對(duì)石墨外部的耐火保溫材料造成侵蝕，對(duì)爐襯造成危害，降低爐體使用壽命；而石墨爐襯的石墨微粒也會(huì)隨氣體滲出，在線圈部位富集后會(huì)造成線圈間連電打火，不但影響爐體壽命，還會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，一般爐襯壽命不超過(guò)一個(gè)月。
[0007](4)豎爐生產(chǎn)爐內(nèi)溫度控制采用紅外測(cè)溫儀，直接測(cè)量石墨內(nèi)襯外壁溫度。不測(cè)量爐內(nèi)溫度是為了保持爐體密封，不采用熱電偶是因?yàn)樵谥蓄l爐磁場(chǎng)作用下，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)且熱電偶使用壽命極低。由于測(cè)量位置有測(cè)量孔直抵石墨襯外壁，測(cè)溫孔位置是整個(gè)爐壁最薄弱位置，爐內(nèi)煙氣很容易由測(cè)溫孔滲出，而煙氣嚴(yán)重影響紅外測(cè)溫儀示數(shù)準(zhǔn)確性，與熱電偶測(cè)量溫度相差100°c以上，爐體后期甚至可到500°C。而紅外測(cè)溫儀測(cè)量的爐壁溫度長(zhǎng)期保持在1400°C以上，測(cè)溫儀鏡頭距爐壁不足0.5m，工作溫度也很高。
[0008](5)由于豎爐上部有開(kāi)口，在爐內(nèi)氣壓不穩(wěn)時(shí)，外界空氣極易進(jìn)入爐內(nèi)，破壞爐內(nèi)還原、氮化氣氛(含CO、C02、N2等)，氧化已還原物料、石墨爐襯等，降低石墨爐襯壽命，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0009]因此設(shè)計(jì)豎式中頻爐生產(chǎn)氮化釩時(shí)的氮?dú)夤庠O(shè)備，在完成合理提供反應(yīng)用氮的同時(shí)，應(yīng)該具有冷卻、氣氛保護(hù)、爐體及其附件的保護(hù)等功能，這是豎式中頻爐生產(chǎn)氮化釩的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)突破豎式中頻爐生產(chǎn)氮化釩技術(shù)具有重要的意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)方式是提供一種氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，采用本裝置可在豎式中頻爐生產(chǎn)氮化釩過(guò)程中完成合理提供反應(yīng)氮?dú)獾娜蝿?wù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)冷卻產(chǎn)品、保護(hù)爐內(nèi)氣氛、保護(hù)爐體及保證爐體附件安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。
[0011]解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0012]一種氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，豎式中頻爐由爐蓋、預(yù)熱段、加熱段、紅外測(cè)溫儀、冷卻段、出料段、料倉(cāng)組成，在豎式中頻爐冷卻段底端、出料段下部，預(yù)熱段上部、紅外測(cè)溫儀、爐殼與線圈間空腔五個(gè)部位分別安裝通入氮?dú)獾墓艿?，上述通入氮?dú)獾墓艿郎戏謩e與氮?dú)鈿庠粗鞴艿老噙B接，在氮?dú)鈿庠粗鞴艿郎习惭b多個(gè)主管道閥門(mén)和氣體流量計(jì)。
[0013]上述氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，所述冷卻段底端安裝的氮?dú)夤夤艿腊t腔通氣管和爐腔環(huán)形供氣管，爐腔通氣管的兩端分別與氮?dú)鈿庠粗鞴艿篮蜖t腔環(huán)形供氣管相連接，爐腔環(huán)形供氣管位于爐腔下部，在爐腔環(huán)形供氣管上均布一圈爐腔出氣口，在爐腔通氣管上安裝爐腔供氣管閥門(mén)。
[0014]上述氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，所述出料段下部安裝的氮?dú)馔夤艿腊ǔ隽隙瓮夤芎统隽隙苇h(huán)形供氣管，出料段通氣管的兩端分別與氮?dú)鈿庠粗鞴艿篮统隽隙苇h(huán)形供氣管相連接，出料段環(huán)形供氣管位于出料段下部，在出料段環(huán)形供氣管上均布一圈出料段出氣口，在出料段通氣管上安裝出料段供氣管閥門(mén)。
[0015]上述氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，所述預(yù)熱段上部安裝預(yù)熱段通氣管，預(yù)熱段通氣管的一端與氮?dú)鈿庠粗鞴艿老噙B接，預(yù)熱段通氣管的另一端通入爐腔，在預(yù)熱段通氣管上安裝預(yù)熱段供氣管閥門(mén)。
[0016]上述氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，所述爐殼與線圈間空腔安裝有爐殼通氣管，爐殼通氣管的一端與氮?dú)鈿庠粗鞴艿老噙B接，爐殼通氣管的另一端通入爐殼與線圈間空腔，在爐殼通氣管上安裝爐殼供氣管閥門(mén)。
[0017]上述氮化釩豎式中頻爐氮?dú)獗Ｗo(hù)及供氣裝置，所述紅外測(cè)溫儀安裝有紅外測(cè)溫儀通氣管，紅外測(cè)溫儀通氣管的一端與氮?dú)鈿庠粗鞴艿老噙B接，紅外測(cè)溫儀通氣管的另一端通入紅外測(cè)溫儀，在紅外測(cè)溫儀通氣管上安裝紅外測(cè)溫儀供氣管閥門(mén)。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019](I)氮化效果好，含氮量高，產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定。提供反應(yīng)氮?dú)夤艿啦贾糜诶鋮s段底端(出料段頂端)，既能防止出料時(shí)氮?dú)庑孤?，又能使氮?dú)庀蛏狭鲃?dòng)過(guò)程中與冷卻段高溫物料(中上部溫度大于800°C)接觸后被加熱，在冷卻段中部即開(kāi)始氮化反應(yīng)，使產(chǎn)品氮化時(shí)間延長(zhǎng)約4小時(shí)，而進(jìn)入加熱段后氮?dú)鉁囟燃纯蛇_(dá)到1000°C -1100°C，即氮化反應(yīng)溫度最快溫度范圍，有效提高產(chǎn)品氮含量，產(chǎn)品含氮全部在15%以上。
[0020](2)預(yù)熱段底端的主供氮管道不但提供反應(yīng)用氮?dú)?，還能起到冷卻物料的作用，加上出料段下部供氣管加強(qiáng)冷卻，保證了出料溫度低于100°c，起冷卻作用的氮?dú)庠诶鋮s的同時(shí)可有效回收冷卻段內(nèi)物料的余熱，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
[0021](3)有效保證爐內(nèi)氮?dú)鈿夥?，避免上部敞口?duì)生產(chǎn)的影響及對(duì)耐材的侵蝕，同樣位置加熱段上部原厚均為10mm石墨爐襯使用一個(gè)月后，加預(yù)熱段上部通氮管后的厚度為86mm，而未加氮?dú)夤艿暮穸葍H為30mm左右。
[0022](4)有效延長(zhǎng)爐體壽命，空腔內(nèi)通氮?dú)夂髿鈮郝源笥跔t腔內(nèi)氣壓，爐腔內(nèi)內(nèi)含有氧化鉀、氧化鈉等腐蝕成分及石墨微粒的高溫?zé)煔獠辉贊B出爐壁，避免了這些成分對(duì)耐材的侵蝕，延長(zhǎng)爐體壽命，將爐體壽命由I個(gè)月左右提高到3個(gè)月以上。
[0023](5)提高紅外測(cè)溫儀示數(shù)準(zhǔn)確性，通過(guò)加紅外測(cè)溫儀通氣管后，紅外測(cè)溫儀與熱電偶測(cè)量溫度差由100°C以上甚至500°C降低到50°C以下，有效保證了生產(chǎn)中溫度參數(shù)的準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0026]圖中標(biāo)記如下:爐蓋1、預(yù)熱段2、加熱段3、紅外測(cè)溫儀4、冷卻段5、出料段6、料倉(cāng)7、煙筒口 8、加料口 9、爐腔10、爐體耐材11、線圈12、爐殼13、氮?dú)鈿庠粗鞴艿?4、第一主管道閥門(mén)15、第二主管道閥門(mén)16、氣體流量計(jì)17、第三主管道閥門(mén)18、爐腔通氣管19、爐殼通氣管20、紅外測(cè)溫儀通氣管21、預(yù)熱段通氣管22、出料段通氣管23、爐殼與線圈間空腔24、爐腔環(huán)形供氣管25、爐腔出氣口 26、預(yù)熱段供氣管閥門(mén)27、紅外測(cè)溫儀供氣管閥門(mén)28、爐殼供氣管閥門(mén)29、爐腔供氣管閥門(mén)30、出料段供氣管閥門(mén)31、出料段環(huán)形供氣管32、出料段出氣口 33。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型所涉及的豎式中頻爐由爐蓋1、預(yù)熱段2、加熱段3、紅外測(cè)溫儀4、冷卻段5、出料段6、料倉(cāng)7組成。最上方的爐蓋I上有煙筒口 8及加料口 9