制备氮钒合金的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了制备氮钒合金的装置，该制备氮钒合金的装置为转底炉，所述转底炉沿原料运动的方向依次设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，其中，所述进料区具有混合物料团块入口；所述碳化还原区具有一氧化碳出口；所述氮化合成区具有氮气入口；所述出料区具有氮钒合金出口。该装置在转底炉内设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，使制备氮钒合金的物料分步进行碳化还原处理和氮化处理，得到氮含量高、杂质含量低的钒氮合金。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及制备氮钒合金的装置。
技术介绍
钒氮合金是一种新型合金添加剂，可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下，添加氮化钒节约钒加入量30-40％，进而降低了成本。传统的氮化钒生产方法有两步法和一步法，由于一步法生产效率高，工艺简单，被广泛应用。一步法包括隧道窑法、竖炉法等，但是这些方法都具有能耗高，产品质量不稳定等缺点。由此，制备氮钒合金的装置有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种制备氮钒合金的装置，通过在转底炉中设置不同区域，使反应原料分别进行碳化还原处理和氮化处理，得到氮含量高、杂质含量低的钒氮合金。因而，根据本技术的一个方面，本技术提供了一种制备氮钒合金的装置。根据本技术的实施例，所述制备氮钒合金的装置为转底炉，所述转底炉沿原料运动的方向依次设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，其中，所述进料区具有混合物料团块入口；所述碳化还原区具有一氧化碳出口；所述氮化合成区具有氮气入口；所述出料区具有氮钒合金出口。根据本技术实施例的制备氮钒合金的装置，在转底炉内设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，使制备氮钒合金的物料分步进行碳化还原处理和氮化处理，避免氮化合成区的氮气进入碳化反应区使碳化反应区的CO浓度提高，还原性气氛增强，从而使碳化处理效率更高，原料碳化率显著提高，同时还有效降低球团中的氧含量，进而，得到氮含量高、氧含量低、杂质少的钒氮合金。并且，该方法生产成本低，方法简单，易于操作。任选地，该装置进一步包括：第一挡墙，所述第一挡墙设置在所述碳化还原区和所述氮化合成区之间；第二挡墙，所述第二挡墙设置在所述氮化合成区和所述冷却区之间；第三挡墙，所述第三挡墙设置在所述冷却区和所述出料区之间。任选地，该装置进一步包括：第一氮气通孔，所述第一氮气通孔设置在所述第二挡墙上；第二氮气通孔，所述第二氮气通孔设置在所述第三挡墙上。使氮化合成区反应结束的氮气通过冷却区和出料区排出，这些氮气可以作为保护性气体，避免生成的氮钒合金被氧化。任选地，该装置进一步包括：第二氮气入口，所述第二氮气入口设置在所述转底炉的整个顶壁上。由此，向转底炉提供充足的氮气。任选地，该装置进一步包括：水冷壁，所述水冷壁设置在所述冷却区的炉墙上。由此，冷却效果好。任选地，该装置进一步包括：蓄热式烧嘴，所述蓄热式烧嘴设置在所述碳化还原区和所述氮化合成区。任选地，该装置进一步包括：一氧化碳输送通道，所述一氧化碳输送通道分别与所述碳化还原区的所述一氧化碳出口和所述蓄热式烧嘴的进气口相连。由此，将碳化还原反应生成的一氧化碳输送至蓄热式烧嘴，作为蓄热式烧嘴的燃料，从而，实现了能源的综合高效利用，生产成本更低，同时还避免了一氧化碳对环境的污染。任选地，该装置进一步包括：螺旋出料器，所述螺旋出料器设置在所述出料区的所述氮钒合金出口处，所述螺旋出料器包括：螺旋轴体：和螺旋叶片，所述螺旋叶片盘旋设置在所述螺旋轴体上。任选地，所述螺旋轴体进一步包括：冷却水通道，所述冷却水通道设置在所述螺旋轴体的内部，并沿所述螺旋轴体的轴向设置；氮气通道，所述氮气通道设置在所述冷却水通道的外侧，且所述氮气通道轴向包裹所述冷却水通道，所述氮气通道具有氮气入口和氮气出口。由此，在出料的过程中，对氮钒合金进一步进行冷却处理。任选地，所述氮气入口设置在所述螺旋轴体的端处，所述氮气出口设置在所述螺旋叶片上。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本技术一个实施例的转底炉的结构示意图；图2显示了根据本技术一个实施例的螺旋出料器的结构示意图；图3显示了根据本技术一个实施例的螺旋出料器的截面的结构示意图；图4显示了根据本技术一个实施例的转底炉的局部结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。根据本技术的一个方面，本技术提供了一种制备氮钒合金的装置。参考图1，根据本技术的实施例，该制备氮钒合金的装置为转底炉，该转底炉沿原料运动的方向依次设置进料区110、碳化还原区120、氮化合成区130、冷却区140和出料区150，其中，进料区110具有混合物料团块入口，混合物料团块由进料区110的混合物料团块入口进入转底炉；碳化还原区120具有一氧化碳出口，混合物料团块中的三氧化二钒与还原碳在高温下进行还原反应，三氧化二钒首先被还原成一氧化钒，继而生成碳化钒，并生成一氧化碳，一氧化碳从一氧化碳出口203排出；氮化合成区130具有氮气入口，碳化钒在氮气环境下，在高温条件下，进行氮化处理，生成氮钒合金；然后，氮钒合金进入冷却区140进行冷却处理，冷却后的氮钒合金进入出料区150，出料区150具有氮钒合金出口，氮钒合金从氮钒合金出口排出。由此，通过在转底炉内设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，使制备氮钒合金的物料分步进行碳化还原处理和氮化处理，避免氮化合成区的氮气进入碳化反应区使碳化反应区的CO浓度提高，还原性气氛增强，从而使碳化反应效率更高，原料碳化率显著提高，同时还有效降低球团中的氧含量，进而，得到氮含量高、氧含量低、杂质少的钒氮合金。其中，需要说明的是，用于制备氮钒合金的混合物料团块可以由三氧化二钒粉末与还原碳粉末进行成型处理得到。根据本技术的一些实施例，还原碳可以为石墨。根据本技术的实施例，三氧化二钒粉末与石墨粉末按质量比100：(45-50)进行所述成型处理。由此，石墨的还原效率高，三氧化二钒的还原率高，有效避免大量原料剩余，有利于降低氮钒合金的杂质含量。如果石墨粉末的比例过高，容易导致最终产品氮钒合金中的碳含量高，影响氮钒合金的品质，如果石墨粉末的比例过低，碳化反应不能彻底反应，产品回收率低。根据本技术的具体实施例，三氧化二钒粉末的纯度不低于98％。由此，三氧化二钒粉末纯度高，杂质少，有利于降低钒氮合金的杂质含量，提高氮钒合金的产率。根据本技术的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备氮钒合金的装置，其特征在于，所述制备氮钒合金的装置为转底炉，所述转底炉沿原料运动的方向依次设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，其中，所述进料区具有混合物料团块入口；所述碳化还原区具有一氧化碳出口；所述氮化合成区具有氮气入口；所述出料区具有氮钒合金出口。

【技术特征摘要】
1.一种制备氮钒合金的装置，其特征在于，所述制备氮钒合金的装置为转底炉，所述转底炉沿原料运动的方向依次设置进料区、碳化还原区、氮化合成区、冷却区和出料区，其中，所述进料区具有混合物料团块入口；所述碳化还原区具有一氧化碳出口；所述氮化合成区具有氮气入口；所述出料区具有氮钒合金出口。2.根据权利要求1所述的制备氮钒合金的装置，其特征在于，进一步包括：第一挡墙，所述第一挡墙设置在所述碳化还原区和所述氮化合成区之间；第二挡墙，所述第二挡墙设置在所述氮化合成区和所述冷却区之间；第三挡墙，所述第三挡墙设置在所述冷却区和所述出料区之间。3.根据权利要求2所述的制备氮钒合金的装置，其特征在于，进一步包括：第一氮气通孔，所述第一氮气通孔设置在所述第二挡墙上；第二氮气通孔，所述第二氮气通孔设置在所述第三挡墙上。4.根据权利要求1所述的制备氮钒合金的装置，其特征在于，进一步包括：第二氮气入口，所述第二氮气入口设置在所述转底炉的整个顶壁上。5.根据权利要求1所述的制备氮钒合金的装置，其特征在于，进一步包括：水冷壁，所述水冷壁设置在所述冷却区的炉墙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，吴佩佩，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32