一種氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，屬于釩氮合金生產設備技術領域，用于對豎式中頻爐生產氮化釩提供合理的氮氣。其技術方案是：在豎式中頻爐冷卻段底端、出料段下部，預熱段上部、紅外測溫儀、爐殼與線圈間空腔五個部位分別安裝通入氮氣的管道，通入氮氣的管道上分別與氮氣氣源主管道相連接。本實用新型專利技術通過管道對生產氮化釩的豎式中頻爐不同部位通入氮氣，在完成合理提供反應氮氣的同時，達到冷卻產品、保護爐內氣氛、保護爐體及保證爐體附件安全穩定運行的目的。采用本實用新型專利技術后，爐內反應供氮量及爐內氮氣氣氛好，產品質量均勻穩定，能夠有效回收利用余熱，達到節能效果，還可保護爐體及其附件，延長設備壽命，具有顯著的經濟效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種生產氮化釩用豎式中頻爐氮氣保護及供氣設備，屬于釩氮合金生產設備
技術介紹
利用豎式中頻爐生產氮化釩是氮化釩生產的一個革命性創新，本技術具有生產成本低、投資小、占地少、開停自如等優點，極其適合目前氮化釩市場競爭激烈、價格波動大的現狀。豎式中頻爐生產氮化釩技術中，豎式中頻爐是主體設備，由于豎式中頻爐是首次應用于氮化釩生產，因此有諸多關鍵技術需要攻關和改進，其中氮氣的供氣裝置是非常重要的，直接關系到設備的生產能力、使用效果及產品質量等。在目前的生產過程中，氮氣供氣系統需要解決的問題主要有：（1）因是用于生產氮化釩，因此提供反應用氮氣非常重要，其供氮位置是關鍵，不同的供氮位置決定了氮氣參與反應的時機、溫度及氮化時間長短等。《河北冶金》2014年第10期《豎式中頻爐加工VN16產品技術研究》中通過氮化釩生產過程中0-1500℃溫度范圍N2氣氛下熱重分析得出結論：氮化反應在678℃開始進行，?1000℃-1100℃溫度范圍內氮化反應最快，因此供氮系統需考慮反應供氮位置與爐內溫度關系，直接在加熱段底部供氮時產品含氮量均低于12%。（2）爐內產品燒制完成后到達冷卻段時溫度在800℃以上，而氮化釩溫度高于100℃時遇空氣極易氧化，需在冷卻段使之溫度降至100℃以下，冷卻過程需在氮氣氣氛下完成。（3）豎爐生產過程中，爐體加熱段溫度很高，爐內溫度可達1600℃以上，爐內高溫煙氣中還包含有氧化鉀、氧化鈉等腐蝕性成分，而爐體耐火保溫材料的厚度僅200-300mm，最內層為石墨材質爐襯，在爐內正壓條件下，爐內高溫氣體在爐內氣壓下可能滲出爐壁，其中的腐蝕性成分會對石墨外部的耐火保溫材料造成侵蝕，對爐襯造成危害，降低爐體使用壽命；而石墨爐襯的石墨微粒也會隨氣體滲出，在線圈部位富集后會造成線圈間連電打火，不但影響爐體壽命，還會發生危險，一般爐襯壽命不超過一個月。（4）豎爐生產爐內溫度控制采用紅外測溫儀，直接測量石墨內襯外壁溫度。不測量爐內溫度是為了保持爐體密封，不采用熱電偶是因為在中頻爐磁場作用下，測量結果不準且熱電偶使用壽命極低。由于測量位置有測量孔直抵石墨襯外壁，測溫孔位置是整個爐壁最薄弱位置，爐內煙氣很容易由測溫孔滲出，而煙氣嚴重影響紅外測溫儀示數準確性，與熱電偶測量溫度相差100℃以上，爐體后期甚至可到500℃。而紅外測溫儀測量的爐壁溫度長期保持在1400℃以上，測溫儀鏡頭距爐壁不足0.5m，工作溫度也很高。（5）由于豎爐上部有開口，在爐內氣壓不穩時，外界空氣極易進入爐內，破壞爐內還原、氮化氣氛（含CO、CO2、N2等），氧化已還原物料、石墨爐襯等，降低石墨爐襯壽命，影響產品質量。因此設計豎式中頻爐生產氮化釩時的氮氣供氣設備，在完成合理提供反應用氮的同時，應該具有冷卻、氣氛保護、爐體及其附件的保護等功能，這是豎式中頻爐生產氮化釩的關鍵技術之一，對突破豎式中頻爐生產氮化釩技術具有重要的意義。
技術實現思路
本技術所要解決的技術方式是提供一種氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，采用本裝置可在豎式中頻爐生產氮化釩過程中完成合理提供反應氮氣的任務，同時可以實現冷卻產品、保護爐內氣氛、保護爐體及保證爐體附件安全穩定運行的目的。解決上述技術問題的技術方案是：一種氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，豎式中頻爐由爐蓋、預熱段、加熱段、紅外測溫儀、冷卻段、出料段、料倉組成，在豎式中頻爐冷卻段底端、出料段下部，預熱段上部、紅外測溫儀、爐殼與線圈間空腔五個部位分別安裝通入氮氣的管道，上述通入氮氣的管道上分別與氮氣氣源主管道相連接，在氮氣氣源主管道上安裝多個主管道閥門和氣體流量計。上述氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，所述冷卻段底端安裝的氮氣供氣管道包括爐腔通氣管和爐腔環形供氣管，爐腔通氣管的兩端分別與氮氣氣源主管道和爐腔環形供氣管相連接，爐腔環形供氣管位于爐腔下部，在爐腔環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。上述氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，所述出料段下部安裝的氮氣通氣管道包括出料段通氣管和出料段環形供氣管，出料段通氣管的兩端分別與氮氣氣源主管道和出料段環形供氣管相連接，出料段環形供氣管位于出料段下部，在出料段環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。上述氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，所述預熱段上部安裝預熱段通氣管，預熱段通氣管的一端與氮氣氣源主管道相連接，預熱段通氣管的另一端通入爐腔，在預熱段通氣管上安裝預熱段供氣管閥門。上述氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，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氣氣源主管道相連接，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。上述氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，所述紅外測溫儀安裝有紅外測溫儀通氣管，紅外測溫儀通氣管的一端與氮氣氣源主管道相連接，紅外測溫儀通氣管的另一端通入紅外測溫儀，在紅外測溫儀通氣管上安裝紅外測溫儀供氣管閥門。本技術的有益效果是：（1）氮化效果好，含氮量高，產品質量均勻穩定。提供反應氮氣管道布置于冷卻段底端（出料段頂端），既能防止出料時氮氣泄露，又能使氮氣向上流動過程中與冷卻段高溫物料（中上部溫度大于800℃）接觸后被加熱，在冷卻段中部即開始氮化反應，使產品氮化時間延長約4小時，而進入加熱段后氮氣溫度即可達到1000℃-1100℃，即氮化反應溫度最快溫度范圍，有效提高產品氮含量，產品含氮全部在15%以上。（2）預熱段底端的主供氮管道不但提供反應用氮氣，還能起到冷卻物料的作用，加上出料段下部供氣管加強冷卻，保證了出料溫度低于100℃，起冷卻作用的氮氣在冷卻的同時可有效回收冷卻段內物料的余熱，達到節能減排的效果。（3）有效保證爐內氮氣氣氛，避免上部敞口對生產的影響及對耐材的侵蝕，同樣位置加熱段上部原厚均為100mm石墨爐襯使用一個月后，加預熱段上部通氮管后的厚度為86mm，而未加氮氣管的厚度僅為30mm左右。（4）有效延長爐體壽命，空腔內通氮氣后氣壓略大于爐腔內氣壓，爐腔內內含有氧化鉀、氧化鈉等腐蝕成分及石墨微粒的高溫煙氣不再滲出爐壁，避免了這些成分對耐材的侵蝕，延長爐體壽命，將爐體壽命由1個月左右提高到3個月以上。（5）提高紅外測溫儀示數準確性，通過加紅外測溫儀通氣管后，紅外測溫儀與熱電偶測量溫度差由100℃以上甚至500℃降低到50℃以下，有效保證了生產中溫度參數的準確。附圖說明圖1?是本技術的結構示意圖；圖2是圖1的側視圖。圖中標記如下：爐蓋1、預熱段2、加熱段3、紅外測溫儀4、冷卻段5、出料段6、料倉7、煙筒口8、加料口9、爐腔10、爐體耐材11、線圈12、爐殼13、氮氣氣源主管道14、第一主管道閥門15、第二主管道閥門16、氣體流量計17、第三主管道閥門18、爐腔通氣管19、爐殼通氣管20、紅外測溫儀通氣管21、預熱段通氣管22、出料段通氣管23、爐殼與線圈間空腔24、爐腔環形供氣管2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，豎式中頻爐由爐蓋、預熱段、加熱段、紅外測溫儀、冷卻段、出料段、料倉組成，其特征在于：在豎式中頻爐冷卻段（5）底端、出料段（6）下部，預熱段（2）上部、紅外測溫儀（4）、爐殼與線圈間空腔（24）五個部位分別安裝通入氮氣的管道，上述通入氮氣的管道上分別與氮氣氣源主管道（14）相連接，在氮氣氣源主管道（14）上安裝多個主管道閥門和氣體流量計（17）。
【技術特征摘要】
1.一種氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，豎式中頻爐由爐蓋、預熱段、加熱段、紅外測溫儀、冷卻段、出料段、料倉組成，其特征在于：在豎式中頻爐冷卻段（5）底端、出料段（6）下部，預熱段（2）上部、紅外測溫儀（4）、爐殼與線圈間空腔（24）五個部位分別安裝通入氮氣的管道，上述通入氮氣的管道上分別與氮氣氣源主管道（14）相連接，在氮氣氣源主管道（14）上安裝多個主管道閥門和氣體流量計（17）。
2.根據權利要求1所述的氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，其特征在于：所述冷卻段（5）底端安裝的氮氣供氣管道包括爐腔通氣管（19）和爐腔環形供氣管（25），爐腔通氣管（19）的兩端分別與氮氣氣源主管道（14）和爐腔環形供氣管（25）相連接，爐腔環形供氣管（25）位于爐腔（10）下部，在爐腔環形供氣管（25）上均布一圈爐腔出氣口（26），在爐腔通氣管（19）上安裝爐腔供氣管閥門（30）。
3.根據權利要求1或2所述的氮化釩豎式中頻爐氮氣保護及供氣裝置，其特征在于：所述出料段（6）下部安裝的氮氣通氣管道包括出料段通氣管（23）和出料段環形供氣管（32），出料段通氣管（23）的兩端分別與氮氣氣源主管道（14）和出料段環形供氣管（32）相連接，出料段...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李九江，朱立杰，陳東輝，白瑞國，
申請(專利權)人：河北鋼鐵股份有限公司承德分公司，
類型：新型
國別省市：河北;13
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