科技成果

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成果名称: 一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的冷却段装置

成果登记号: 9612014Y0476

第一完成单位: 陕西丰源钒业科技发展有限公司

成果类型: 应用技术

技术领域: 新材料

应用行业: 制造业

成果简介:

   钒氮合金是一种重要的钒合金添加剂,可用于结构钢、工具钢、管道钢、钢筋、普通工程钢以及铸铁中。已有的研究表明:氮化钒添加于钢中能提高钢的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性和硬度以及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊接性能。尤其是在高强度低合金钢中,氮化钒合金添加剂更有利于钢中碳、氮化钒化合物的析出,从而更有效的强化和强化晶粒,与使用钒铁相比,使用氮化钒合金添加剂在高强度低合金钢中可节约20-40%的钒,从而降低炼钢生产成本。   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是一样,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单推板窑炉结构的不足,因此,提供一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的冷却段装置成为目前本领域亟待解决的技术问题。   本技术利用双推板窑生产钒氮合金的冷却段装置,该装置解决了产品钒氮合金烧结完成进行冷却过程的结构问题,物料从1500℃降低到150℃以下过程中,冷却后端向前进入大量的氮气,设计窑腔从小到大的窑腔,利用大的窑腔空间增大氮气的接触面积,利用钒氮合金的余热和氮气充分的接触,达到降温的效果,降低电耗。其技术工艺方案为:   利用一步法双推板窑生产钒氮合金的冷却段装置,包括依次相连的冷却一段、冷却二段和冷却三段;所述冷却一段包括由外保温层与内保温层构成的矩形结构炉体,内保温层内腔设有耐火层,耐火层内腔两侧壁为窑壁层,顶部为炉窑拱梁;沿炉体侧壁外贯穿至炉体内腔有一测温热电偶;所述冷却二段包括由冷却层构成的矩形结构炉体,冷却层外侧设有循环水冷却层,冷却层内腔两侧壁内腔两侧壁为窑壁层,顶部为炉窑拱梁;所述冷却三段包括由循环水冷却层构成的矩形结构炉体;所述冷却一段、冷却二段和冷却三段炉体内腔底部为炉窑轨道层;所述矩形结构炉体的内腔为窑室腔体;炉体外设炉体外壳,炉体外壳设在炉体支座上;所述冷却一段窑室腔体断面高为380-400mm,宽为700-750mm;冷却二段窑室腔体断面高为400-600mm,宽为700-750mm;冷却三段窑室腔体断面高为400-600mm,宽为700-750mm。所述冷却一段外保温层采用两层纤维板保温层,两层纤维板保温层厚度为50-100mm;外保温层分别设在内保温层的两个侧面。   进一步地,所述冷却一段内保温层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,所述冷却一段耐火层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50-150mm;   进一步地,所述冷却一段窑壁层采用刚玉砖层、镁锆砖层或电极石墨块层,其中,窑壁层厚度为80-114mm;冷却二段窑壁层采用刚玉砖层、镁锆砖层或铝镁尖晶石层;   进一步地,所述炉窑拱梁采用刚玉砖、镁锆砖或铝镁尖晶石;进一步地,所述炉窑轨道层采用刚玉砖层或电极石墨层;   进一步地,所述冷却二段冷却层采用三层刚玉聚轻层或浇筑空心球层,各层厚度50mm至80mm。