專(zhuān)利名稱(chēng)：一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高溫?zé)Y(jié)的窯體，尤其涉及一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯，具體適用于降低單位能耗，并改善操作條件。
背景技術(shù)：
釩氮合金作為一種新型鋼鐵添加劑，可替代釩鐵用于微合金化鋼的生產(chǎn)。它添加于鋼中能提高鋼的強(qiáng)度、韌性、延展性及抗熱疲勞性等綜合機(jī)械性能，并使鋼具有良好的可焊性。在達(dá)到相同強(qiáng)度下，添加釩氮合金較添加釩可節(jié)約釩30%-40%，降低了成本。釩氮合 金已被國(guó)內(nèi)外鋼廠普遍使用，其生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備得到了迅猛發(fā)展。中國(guó)專(zhuān)利專(zhuān)利號(hào)為ZL200410083901. 8的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種在工業(yè)上連續(xù)制取釩氮合金的煅燒設(shè)備推板窯的爐膛結(jié)構(gòu)，該推板窯縱向依次設(shè)置有低溫段、過(guò)渡段、高溫段和冷卻段，其爐膛結(jié)構(gòu)包括窯腔、蓋板、側(cè)墻及軌道；其中，低溫段有5個(gè)溫區(qū)即I - 5溫區(qū)，內(nèi)腔側(cè)墻、蓋板及軌道均為石墨材質(zhì)；過(guò)渡段有4個(gè)溫區(qū)即6 - 9溫區(qū)，其中6 - 8溫區(qū)內(nèi)腔側(cè)墻和軌道采用高純鎂磚、蓋板采用石墨材質(zhì)，9溫區(qū)內(nèi)腔側(cè)墻、蓋板及軌道均為石墨材質(zhì)；高溫段設(shè)7個(gè)溫區(qū)即10 - 16溫區(qū)，冷卻段分為自然冷卻區(qū)和強(qiáng)制冷卻區(qū)，高溫段和自然冷卻區(qū)的內(nèi)腔側(cè)墻、蓋板及軌道均為石墨材質(zhì)；在I - 5溫區(qū)和9 - 16溫區(qū)的側(cè)墻磚相應(yīng)位置上有加熱元件插孔，使加熱元件與窯腔隔離；6 - 8溫區(qū)的每塊側(cè)墻磚之間插入兩層石墨板，用插板來(lái)使加熱元件與窯腔隔離；爐體內(nèi)腔分為3個(gè)獨(dú)立通道，中間通道為爐料主通道即窯腔，兩邊為加熱元件隔離腔通道，加熱元件與爐膛氣氛完全隔離。雖然該發(fā)明通過(guò)在不同溫區(qū)設(shè)計(jì)不同的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、選用合適抗耐腐蝕內(nèi)襯材料的方式提高了推板窯及加熱元件的使用壽命，但其仍舊具有以下缺陷
該發(fā)明中的加熱元件垂直布置在爐膛兩側(cè)，加熱元件的垂直布置會(huì)在爐膛上形成垂直方向的縫隙，同時(shí)，受熱氣體具有向上運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，因而，窯內(nèi)的高溫氣體會(huì)通過(guò)加熱元件、塞磚之間的垂直縫隙，大量散發(fā)到窯體頂部，導(dǎo)致頂部表面溫度高達(dá)200°C，不僅浪費(fèi)了大量的熱能，增加了能耗(按GB/T20567 - 2006為標(biāo)準(zhǔn)制取VN16產(chǎn)品，以五氧化二釩為原料，產(chǎn)品電耗為9000千瓦時(shí)/噸)，而且提高了環(huán)境溫度，惡化了操作條件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的單位能耗較高、操作條件較差的缺陷與問(wèn)題，提供一種單位能耗較低、操作條件較好的節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種節(jié)能環(huán)保型窯體，包括保溫耐火層、煅燒室與石墨坩堝，所述保溫耐火層的四周裹有爐殼，保溫耐火層的內(nèi)部設(shè)置有煅燒室，煅燒室的內(nèi)部設(shè)置有窯腔，窯腔的內(nèi)部設(shè)置有石墨坩堝；所述煅燒室包括頂板、底板與側(cè)墻，所述頂板底部的兩端通過(guò)側(cè)墻與底板頂部的兩端相連接，所述石墨坩堝的底部經(jīng)推板與導(dǎo)軌的頂部相連接，石墨坩堝的上部設(shè)置有拱磚凸臺(tái)，拱磚凸臺(tái)的兩端與窯墻的內(nèi)側(cè)相連接，窯墻的外側(cè)與側(cè)墻的內(nèi)側(cè)相連接，且在拱磚凸臺(tái)、窯墻、導(dǎo)軌、推板之間形成有窯腔；
所述頂板、拱磚凸臺(tái)之間設(shè)置有上水平加熱室，該上水平加熱室內(nèi)設(shè)置有上水平加熱體；所述導(dǎo)軌、底板之間設(shè)置有下水平加熱室，該下水平加熱室內(nèi)設(shè)置有下水平加熱體，且上水平加熱體、下水平加熱體均水平設(shè)置。所述上水平加熱室包括水平拱頂磚、豎直拱頂磚、上絕緣墊板與上承燒板；所述水平拱頂磚的兩端與側(cè)墻的內(nèi)側(cè)相連接，水平拱頂磚的頂部與頂板的底部相連接，所述豎直拱頂磚的頂部與頂板的底部相連接，豎直拱頂磚的底部與拱磚凸臺(tái)相連接；所述水平拱頂磚、側(cè)墻、拱磚凸臺(tái)、豎直拱頂磚圍成的空腔中設(shè)置有上水平加熱體，該上水平加熱體的一端的底部依次通過(guò)上絕緣墊板、上承燒板與拱磚凸臺(tái)的頂部相連接，上水平加熱體的另一 端依次經(jīng)側(cè)墻、保溫耐火層、爐殼后延伸至上密封盒內(nèi)；
所述下水平加熱室包括底磚與下絕緣墊板；所述底磚的頂部與導(dǎo)軌的底部相連接，底磚的底部與底板的頂部相連接，底磚內(nèi)部的空腔中設(shè)置有下水平加熱體，該下水平加熱體的一端的底部通過(guò)下絕緣墊板與底板的頂部相連接，下水平加熱體的另一端依次經(jīng)側(cè)墻、保溫耐火層、爐殼后延伸至下密封盒內(nèi)。所述上水平加熱體、下水平加熱體上位于保溫耐火層內(nèi)的部位均通過(guò)塞磚與橋板相連接；所述塞磚的兩端分別與爐殼、側(cè)墻相連接，底部與上水平加熱體或下水平加熱體相連接，頂部與橋板相連接，橋板的一端與爐殼相連接，另一端延伸至側(cè)墻的內(nèi)部。所述上水平加熱體、下水平加熱體與塞磚之間的縫隙內(nèi)均填充有高溫纖維。所述上密封盒、下密封盒的結(jié)構(gòu)一致，均包括封板、盒體與銅電極；所述盒體的內(nèi)部設(shè)置有上水平加熱體或下水平加熱體的另一端，盒體的一端與爐殼相連接，盒體的另一端與封板相連接，該封板內(nèi)設(shè)置有氟發(fā)泡橡膠與螺栓，盒體的頂部設(shè)置有進(jìn)氣接口，盒體的底部設(shè)置有銅電極，該銅電極的一端位于盒體的內(nèi)部，另一端位于盒體的外部，且在銅電極上裹有聚四氟乙烯電極套。所述底磚的頂部設(shè)置有相互平行的兩組橋墩，該兩組橋墩的頂部嵌有同一個(gè)與其相垂直的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的頂部設(shè)置有推板，導(dǎo)軌的側(cè)部與邊導(dǎo)軌的一側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌的另一側(cè)與側(cè)墻的內(nèi)側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌的頂部與窯墻的底部相連接。一種采用上述節(jié)能環(huán)保型窯體的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯，所述釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯包括低溫段、過(guò)渡段、高溫段與冷卻段，所述低溫段依次經(jīng)過(guò)渡段、高溫段后與冷卻段相通；
所述低溫段、過(guò)渡段、高溫段都采用所述節(jié)能環(huán)保型窯體的窯體結(jié)構(gòu)；
所述低溫段中所述頂板、水平拱頂磚、豎直拱頂磚、拱磚凸臺(tái)、窯墻、上絕緣墊板、下絕緣墊板、上承燒板、導(dǎo)軌、邊導(dǎo)軌的制造材料都為剛玉，所述上水平加熱體、下水平加熱體均為U型娃碳棒；
所述過(guò)渡段中所述頂板、水平拱頂磚、豎直拱頂磚、拱磚凸臺(tái)、窯墻、上承燒板、導(dǎo)軌、邊導(dǎo)軌的制造材料都為鎂鋯，所述上絕緣墊板、下絕緣墊板的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體、下水平加熱體均為W型娃鑰棒；
所述高溫段中所述頂板、水平拱頂磚、豎直拱頂磚、拱磚凸臺(tái)、窯墻、上承燒板、導(dǎo)軌、邊導(dǎo)軌的制造材料都為石墨，所述上絕緣墊板、下絕緣墊板的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體、下水平加熱體均為W型硅鑰棒。所述低溫段、過(guò)渡段、高溫段中所述底板、側(cè)墻的制造材料都為空心球，所述推板的制造材料為石墨。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為
I、本發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯中包括上水平加熱室與下水平加熱室，且在水平加熱室、下水平加熱室內(nèi)水平設(shè)置有對(duì)應(yīng)的上水平加熱體、下水平加熱體。由于上、下水平加熱體均水平布置，而受熱氣體在水平方向流動(dòng)的動(dòng)力較小，因而窯內(nèi)的受熱氣體不易通過(guò)加熱元件、塞磚之間縫隙散發(fā)到窯體頂部，不僅熱能損失較少，而且不會(huì)過(guò)多的提升外部操作環(huán)境的溫度，改善了外部操作條件。因此本發(fā)明不僅單位能耗較低，而且操作條件較好。2、本發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯中上水平加熱 體、下水平加熱體與塞磚之間的縫隙內(nèi)均填充有高溫纖維，該高溫纖維能夠進(jìn)一步阻止窯內(nèi)的熱量向窯外發(fā)散，從而再次減少能耗，并降低外部操作環(huán)境的溫度。因此本發(fā)明不僅單位能耗較低，而且操作條件較好。3、本發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯中在加熱體的另一端增設(shè)有上密封盒或下密封盒，上、下密封盒的結(jié)構(gòu)一致，均包括封板、盒體與銅電極，盒體的內(nèi)部設(shè)置有上水平加熱體或下水平加熱體的另一端，盒體的一端與爐殼相連接，盒體的另一端與封板相連接，盒體的頂部設(shè)置有進(jìn)氣接口，底部設(shè)置有銅電極。密封盒不僅可將窯內(nèi)外氣氛隔離，以保證窯內(nèi)的工藝氣氛，而且能通過(guò)進(jìn)氣接口向窯內(nèi)注入生產(chǎn)工藝所需的氣體。因此本發(fā)明不僅能保證窯內(nèi)的工藝氣氛，而且便于注入生產(chǎn)工藝所需的氣體。4、本發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯中的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯包括低溫段、過(guò)渡段、高溫段與冷卻段，其中，低溫段、過(guò)渡段、高溫段都采用所述節(jié)能環(huán)保型窯體的窯體結(jié)構(gòu)，區(qū)別在于低溫段、過(guò)渡段、高溫段中零部件的制造材料不同，低溫段的制造材料主要為剛玉，過(guò)渡段的制造材料主要為鎂鋯，高溫段的制造材料主要為石墨，不同的制造材料能夠適應(yīng)不同的煅燒工藝，從而確保煅燒效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此本發(fā)明的煅燒效果較好。5、本發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保型窯體及其應(yīng)用于的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯中的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯包括低溫段、過(guò)渡段、高溫段與冷卻段，其中，低溫段的加熱體采取U型硅碳棒，過(guò)渡段、高溫段的加熱體采取W型硅鑰棒，相比較U型硅碳棒，W型硅鑰棒的發(fā)熱面積大，同樣的功率下，可降低發(fā)熱體的表面熱負(fù)荷，提高發(fā)熱體使用壽命，其使用壽命約為8個(gè)月，而現(xiàn)有技術(shù)受結(jié)構(gòu)所限(發(fā)熱體垂直布置以及發(fā)熱體所處部位的設(shè)計(jì))只能采用U型發(fā)熱體，其使用壽命只有5個(gè)月。因此本發(fā)明中發(fā)熱體的使用壽命較長(zhǎng)，更換頻率較低，有利于降低生產(chǎn)成本。
圖I是本發(fā)明中節(jié)能環(huán)保型窯體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中上水平加熱室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I中下水平加熱室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖I中下密封盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明中釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中保溫耐火層I、爐殼11、煅燒室2、頂板21、底板22、側(cè)墻23、拱磚凸臺(tái)24、推板25、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27、窯墻28、橋墩29、石墨坩堝3、窯腔31、上水平加熱室4、上水平加熱體41、上絕緣墊板42、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、上承燒板45、下水平加熱室5、下水平加熱體51、下絕緣墊板52、底磚53、上密封盒6、下密封盒7、封板71、盒體72、銅電極73、氟發(fā)泡橡膠74、螺栓75、進(jìn)氣接口 76、聚四氟乙烯電極套77、塞磚8、橋板9、釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯10、低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103、冷卻段104。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合
和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)圖I -圖5，一種節(jié)能環(huán)保型窯體，包括保溫耐火層I、煅燒室2與石墨坩堝3，所述保溫耐火層I的四周裹有爐殼11，保溫耐火層I的內(nèi)部設(shè)置有煅燒室2，煅燒室2的內(nèi)
部設(shè)置有窯腔31，窯腔31的內(nèi)部設(shè)置有石墨坩堝3 ;所述煅燒室2包括頂板21、底板22與側(cè)墻23，所述頂板21底部的兩端通過(guò)側(cè)墻23與底板22頂部的兩端相連接，所述石墨坩堝3的底部經(jīng)推板25與導(dǎo)軌26的頂部相連接，石墨坩堝3的上部設(shè)置有拱磚凸臺(tái)24，拱磚凸臺(tái)24的兩端與窯墻28的內(nèi)側(cè)相連接，窯墻28的外側(cè)與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，且在拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、導(dǎo)軌26、推板25之間形成有窯腔31 ；
所述頂板21、拱磚凸臺(tái)24之間設(shè)置有上水平加熱室4，該上水平加熱室4內(nèi)設(shè)置有上水平加熱體41 ;所述導(dǎo)軌26、底板22之間設(shè)置有下水平加熱室5，該下水平加熱室5內(nèi)設(shè)置有下水平加熱體51，且上水平加熱體41、下水平加熱體51均水平設(shè)置。所述上水平加熱室4包括水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、上絕緣墊板42與上承燒板45 ;所述水平拱頂磚43的兩端與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，水平拱頂磚43的頂部與頂板21的底部相連接，所述豎直拱頂磚44的頂部與頂板21的底部相連接，豎直拱頂磚44的底部與拱磚凸臺(tái)24相連接；所述水平拱頂磚43、側(cè)墻23、拱磚凸臺(tái)24、豎直拱頂磚44圍成的空腔中設(shè)置有上水平加熱體41，該上水平加熱體41的一端的底部依次通過(guò)上絕緣墊板42、上承燒板45與拱磚凸臺(tái)24的頂部相連接，上水平加熱體41的另一端依次經(jīng)側(cè)墻23、保溫耐火層I、爐殼11后延伸至上密封盒6內(nèi)；
所述下水平加熱室5包括底磚53與下絕緣墊板52 ;所述底磚53的頂部與導(dǎo)軌26的底部相連接，底磚53的底部與底板22的頂部相連接，底磚53內(nèi)部的空腔中設(shè)置有下水平加熱體51，該下水平加熱體51的一端的底部通過(guò)下絕緣墊板52與底板22的頂部相連接，下水平加熱體51的另一端依次經(jīng)側(cè)墻23、保溫耐火層I、爐殼11后延伸至下密封盒7內(nèi)。所述上水平加熱體41、下水平加熱體51上位于保溫耐火層I內(nèi)的部位均通過(guò)塞磚8與橋板9相連接；所述塞磚8的兩端分別與爐殼11、側(cè)墻23相連接，底部與上水平加熱體41或下水平加熱體51相連接,頂部與橋板9相連接,橋板9的一端與爐殼11相連接，另一端延伸至側(cè)墻23的內(nèi)部。所述上水平加熱體41、下水平加熱體51與塞磚8之間的縫隙內(nèi)均填充有高溫纖維。所述上密封盒6、下密封盒7的結(jié)構(gòu)一致，均包括封板71、盒體72與銅電極73 ;所述盒體72的內(nèi)部設(shè)置有上水平加熱體41或下水平加熱體51的另一端，盒體72的一端與爐殼11相連接，盒體72的另一端與封板71相連接，該封板71內(nèi)設(shè)置有氟發(fā)泡橡膠74與螺栓75，盒體72的頂部設(shè)置有進(jìn)氣接口 76，盒體72的底部設(shè)置有銅電極73，該銅電極73的一端位于盒體72的內(nèi)部，另一端位于盒體72的外部，且在銅電極73上裹有聚四氟乙烯電極套77。所述底磚53的頂部設(shè)直有相互平彳了的兩組橋壤29,該兩組橋壤29的頂部嵌有同一個(gè)與其相垂直的導(dǎo)軌26，導(dǎo)軌26的頂部設(shè)置有推板25，導(dǎo)軌26的側(cè)部與邊導(dǎo)軌27的一側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌27的另一側(cè)與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌27的頂部與窯墻28的底部相連接。一種采用上述節(jié)能環(huán)保型窯體的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯，所述釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯10包括低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103與冷卻段104，所述低溫段101依次經(jīng)過(guò)渡段102、高溫段103后與冷卻段104相通；
所述低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103都采用所述節(jié)能環(huán)保型窯體的窯體結(jié)構(gòu)；所述低溫段101中所述頂板21、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、上絕緣墊板42、下絕緣墊板52、上承燒板45、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27的制造材料都為剛玉，所述上水平加熱體41、下水平加熱體51均為U型硅碳棒；
所述過(guò)渡段102中所述頂板21、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、上承燒板45、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27的制造材料都為鎂鋯，所述上絕緣墊板42、下絕緣墊板52的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體41、下水平加熱體51均為W型硅鑰棒；
所述高溫段103中所述頂板21、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、上承燒板45、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27的制造材料都為石墨，所述上絕緣墊板42、下絕緣墊板52的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體41、下水平加熱體51均為W型硅鑰棒。所述低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103中所述底板22、側(cè)墻23的制造材料都為空心球,所述推板25的制造材料為石墨。本發(fā)明的原理說(shuō)明如下
一、上水平加熱體41、下水平加熱體51與高溫纖維
參見(jiàn)圖I -圖3，本發(fā)明節(jié)能環(huán)保型窯體包括兩個(gè)發(fā)熱體，分別為上水平加熱室4內(nèi)的上水平加熱體41與下水平加熱室5內(nèi)的下水平加熱體51，且上水平加熱體41、下水平加熱體51均水平設(shè)置。由于上水平加熱體41、下水平加熱體51均水平布置，而受熱氣體在水平方向流動(dòng)的動(dòng)力較小，因而窯內(nèi)的受熱氣體就不易通過(guò)加熱體、塞磚8之間的縫隙散發(fā)出窯體，不僅熱能損失少、單位能耗低，而且不會(huì)過(guò)多的提升外部操作環(huán)境的溫度。此外，本發(fā)明還可以在加熱體、塞磚8之間的縫隙內(nèi)填充有高溫纖維(現(xiàn)有技術(shù)中，由于發(fā)熱體垂直布置，因而發(fā)熱體、塞磚之間的縫隙也是垂直的，即使填充進(jìn)高溫纖維，在重力的作用下，高溫纖維也會(huì)下落，難以阻止氣體從縫隙散發(fā)出窯體)，高溫纖維能夠進(jìn)一步阻止窯內(nèi)的熱量向窯外發(fā)散，從而再次減少能耗與降低外部操作環(huán)境的溫度。目前，按GB/T20567 - 2006標(biāo)準(zhǔn)，采用專(zhuān)利號(hào)為ZL200410083901. 8的現(xiàn)有技術(shù)制取VN16產(chǎn)品，產(chǎn)品電耗為9000千瓦時(shí)/噸(以五氧化二釩為原料)，而使用本發(fā)明生產(chǎn)，在相同的工藝條件下制取VN16產(chǎn)品，產(chǎn)品電耗降為6500千瓦時(shí)/噸，單位產(chǎn)品能耗降低27. 8%，此外，現(xiàn)有技術(shù)中窯頂?shù)谋砻鏈囟雀哌_(dá)200°C，操作條件比較惡劣，而本發(fā)明中窯頂?shù)谋砻鏈囟茸罡咭仓挥?0°C，操作條件得到了極大改善。
高溫纖維主要為晶體纖維棉，作用為隔熱和保溫，因?yàn)樾枘透邷睾捅?，所以此?lèi)高溫纖維成分多為氧化鋁或氧化鋯類(lèi)，但氧化鋯類(lèi)價(jià)格貴，故常用的為氧化鋁類(lèi)。二、上密封盒6與下密封盒7
參見(jiàn)圖4，本發(fā)明在發(fā)熱體上設(shè)置了密封盒，具體為上密封盒6與下密封盒7。上密封盒6、下密封盒7的結(jié)構(gòu)一致，均包括封板71、盒體72與銅電極73，盒體72的一端與爐殼11相連接，盒體72的另一端與封板71相連接。盒體72的頂部設(shè)置有進(jìn)氣接口 76，盒體72的底部設(shè)置有銅電極73，該銅電極73的一端位于盒體72的內(nèi)部，另一端位于盒體72的外部，且在銅電極73上裹有聚四氟乙烯電極套77。使用時(shí)，上密封盒6、下密封盒7不僅能將發(fā)熱體與外界隔絕，能將窯內(nèi)外氣氛隔離，以保證窯內(nèi)的工藝氣氛，實(shí)現(xiàn)密封的作用，而且能通過(guò)進(jìn)氣接口 76向窯內(nèi)注入生產(chǎn)工藝所需的氣體，十分便于操作。具體設(shè)計(jì)為盒體72的一端焊于爐殼11上，盒體72的另一端焊于凹形槽上，槽內(nèi) 嵌入氟發(fā)泡橡膠74，盒體72端面與封板71通過(guò)螺栓75聯(lián)接后對(duì)氟發(fā)泡橡膠74進(jìn)行壓縮，形成端面密封；上水平加熱體41或下水平加熱體51的冷端通過(guò)耐高溫導(dǎo)線與銅電極73的一端相連接，銅電極73的另一端與外部電纜相連接以達(dá)到發(fā)熱體接電的目的，銅電極73上裹有聚四氟乙烯電極套77，該聚四氟乙烯電極套77—方面起到銅電極73與盒體72絕緣的作用，另一方面銅電極73、盒體72通過(guò)螺栓連接后壓縮了聚四氟乙烯電極套77，從而形成聚四氟乙烯電極套77端面與盒體72之間的端面密封。三、各種腔體結(jié)構(gòu)
本發(fā)明由于要對(duì)石墨坩堝3進(jìn)行煅燒以及擱置上水平加熱體41、下水平加熱體51，因而設(shè)置了各種腔體結(jié)構(gòu)，具體情況如下
I、窯腔31
參見(jiàn)圖I，窯腔31位于煅燒室2的內(nèi)部，窯腔31由拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、導(dǎo)軌26、推板25圍成，且在窯腔31的內(nèi)部設(shè)置有石墨坩堝3。其中，石墨坩堝3的上部設(shè)置有拱磚凸臺(tái)24，拱磚凸臺(tái)24的兩端與窯墻28的內(nèi)側(cè)相連接，窯墻28的外側(cè)與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接。2、上加熱腔
參見(jiàn)圖2，上水平加熱室4內(nèi)設(shè)置有上水平加熱體41，上水平加熱體41所處的空腔即為上加熱腔。上加熱腔由水平拱頂磚43、側(cè)墻23、拱磚凸臺(tái)24、豎直拱頂磚44圍成(具體而言，上方是水平拱頂磚43，下方是拱磚凸臺(tái)24，四周是側(cè)墻23，中部是豎直拱頂磚44)，其中，水平拱頂磚43的兩端與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，水平拱頂磚43的頂部與頂板21的底部相連接，豎直拱頂磚44的頂部與頂板21的底部相連接，豎直拱頂磚44的底部與拱磚凸臺(tái)24相連接。上水平加熱體41上位于上加熱腔中部位的底部依次通過(guò)上絕緣墊板42、上承燒板45 (上承燒板45的作用在于提供支撐力以托起上水平加熱體41)與拱磚凸臺(tái)24的頂部相連接，上水平加熱體41的另一端依次經(jīng)側(cè)墻23、保溫耐火層I、爐殼11后延伸至上密封盒6內(nèi)。3、下加熱腔
參見(jiàn)圖3，下水平加熱室5內(nèi)設(shè)置有下水平加熱體51，下水平加熱體51所處的空腔即為下加熱腔。下加熱腔為底磚53內(nèi)部的空腔，底磚53上下兩端分別與導(dǎo)軌26、底板22相連接，底磚53內(nèi)部的空腔中設(shè)置有下水平加熱體51，下水平加熱體51的底部設(shè)置有下絕緣墊板52 (由于下絕緣墊板52的下方是實(shí)心結(jié)構(gòu)的底板22，支撐力足夠，因而此處不需要額外設(shè)置承燒板)，下絕緣墊板52的底部與底板22的頂部相連接。四、推板25以及滑軌26
參見(jiàn)圖3，底磚53的頂部設(shè)直有相互平彳丁的兩組橋壤29,兩組橋壤29的頂部嵌有同一個(gè)與其相垂直的導(dǎo)軌26，導(dǎo)軌26水平布置，導(dǎo)軌26的頂部設(shè)置有推板25，推板25的頂部設(shè)置有石墨坩堝3，導(dǎo)軌26的側(cè)部與邊導(dǎo)軌27的一側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌27的另一側(cè)與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌27的頂部與窯墻28的底部相連接。五、低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103的制造材料以及加熱體的選擇
低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103中底板22、側(cè)墻23的制造材料都為空心球，其原因
在于空心球耐高溫和保溫，但抗折強(qiáng)度較差，底板22、側(cè)墻23均為實(shí)體結(jié)構(gòu)，不需架空，因而強(qiáng)度方面沒(méi)問(wèn)題，故采用空心球制造。
煅燒時(shí)，低溫段101煅燒溫度不高，只有水蒸氣排出，而剛玉與水不反應(yīng)，故低溫段101中零部件的制造材料采取剛玉；過(guò)渡段102的煅燒溫度較高，會(huì)有強(qiáng)堿氣體及一氧化碳、二氧化碳?xì)怏w排出，鎂質(zhì)材料可抗這些氣體的侵蝕，但鎂質(zhì)材料熱震性差，因而加鋯以提高材料熱震性，故過(guò)渡段102中零部件的制造材料采取鎂鋯；高溫段103的煅燒溫度很高，石墨的抗高溫性較好，加之煅燒材料中的水分與侵蝕氣體在低溫段101、過(guò)渡段102中已經(jīng)排除完畢，故高溫段103中零部件的制造材料采取石墨。低溫段101中發(fā)熱體采取U型硅碳棒，過(guò)渡段102、高溫段103中發(fā)熱體采取W型硅鑰棒的原因在于過(guò)渡段102、高溫段103對(duì)溫度要求較高，W型硅鑰棒不僅發(fā)熱效果較好，而其發(fā)熱面積大，在同樣的功率下，能降低發(fā)熱體表面熱負(fù)荷，提高發(fā)熱體使用壽命，W型發(fā)熱體的使用壽命約為8個(gè)月，同時(shí)，本發(fā)明在過(guò)渡段102、高溫段103中能采用W型硅鑰棒也在于“發(fā)熱體水平布置”特點(diǎn)的支持，若為背景技術(shù)中的現(xiàn)有技術(shù)，它受結(jié)構(gòu)所限只能采用U型發(fā)熱體，而U型發(fā)熱體的使用壽命只有5個(gè)月，采用它會(huì)提高更換頻率，增加生產(chǎn)成本。實(shí)施例I :
參見(jiàn)圖I -圖4，一種節(jié)能環(huán)保型窯體，包括保溫耐火層I、煅燒室2、石墨坩堝3、上水平加熱室4、下水平加熱室5、上密封盒6與下密封盒7，所述保溫耐火層I的四周裹有爐殼11，保溫耐火層I的內(nèi)部設(shè)置有煅燒室2，煅燒室2的內(nèi)部設(shè)置有窯腔31，窯腔31的內(nèi)部設(shè)置有石墨坩堝3 ;所述煅燒室2包括頂板21、底板22與側(cè)墻23，所述頂板21底部的兩端通過(guò)側(cè)墻23與底板22頂部的兩端相連接，所述石墨坩堝3的底部經(jīng)推板25與導(dǎo)軌26的頂部相連接，石墨坩堝3的上部設(shè)置有拱磚凸臺(tái)24，拱磚凸臺(tái)24的兩端與窯墻28的內(nèi)側(cè)相連接，窯墻28的外側(cè)與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，且在拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、導(dǎo)軌26、推板25之間形成有窯腔31 ；
所述頂板21、拱磚凸臺(tái)24之間設(shè)置有上水平加熱室4，所述上水平加熱室4包括水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、上絕緣墊板42與上承燒板45 ;所述水平拱頂磚43的兩端與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，水平拱頂磚43的頂部與頂板21的底部相連接，所述豎直拱頂磚44的頂部與頂板21的底部相連接，豎直拱頂磚44的底部與拱磚凸臺(tái)24相連接；所述水平拱頂磚43、側(cè)墻23、拱磚凸臺(tái)24、豎直拱頂磚44圍成的空腔中設(shè)置有上水平加熱體41，該上水平加熱體41的一端的底部依次通過(guò)上絕緣墊板42、上承燒板45與拱磚凸臺(tái)24的頂部相連接，上水平加熱體41的另一端依次經(jīng)側(cè)墻23、保溫耐火層I、爐殼11后延伸至上密封盒6內(nèi)；所述導(dǎo)軌26、底板22之間設(shè)置有下水平加熱室5，所述下水平加熱室5包括底磚53與下絕緣墊板52 ;所述底磚53的頂部與導(dǎo)軌26的底部相連接，底磚53的底部與底板22的頂部相連接，底磚53內(nèi)部的空腔中設(shè)置有下水平加熱體51，該下水平加熱體51的一端的底部通過(guò)下絕緣墊板52與底板22的頂部相連接，下水平加熱體51的另一端依次經(jīng)側(cè)墻23、保溫耐火層I、爐殼11后延伸至下密封盒7內(nèi)；
所述上水平加熱體41、下水平加熱體51上位于保溫耐火層I內(nèi)的部位均通過(guò)塞磚8與橋板9相連接，上水平加熱體41、下水平加熱體51與塞磚8之間的縫隙內(nèi)均填充有高溫纖維；所述塞磚8的兩端分別與爐殼11、側(cè)墻23相連接，底部與上水平加熱體41或下水平加熱體51相連接,頂部與橋板9相連接,橋板9的一端與爐殼11相連接，另一端延伸至側(cè)墻23的內(nèi)部；
所述上密封盒6、下密封盒7的結(jié)構(gòu)一致,均包括封板71、盒體72與銅電極73 ;所述盒體72的內(nèi)部設(shè)置有上水平加熱體41或下水平加熱體51的另一端，盒體72的一端與爐殼11相連接，盒體72的另一端與封板71相連接，該封板71內(nèi)設(shè)置有氟發(fā)泡橡膠74與螺栓 75，盒體72的頂部設(shè)置有進(jìn)氣接口 76，盒體72的底部設(shè)置有銅電極73，該銅電極73的一端位于盒體72的內(nèi)部，另一端位于盒體72的外部，且在銅電極73上裹有聚四氟乙烯電極套77 ；
所述底磚53的頂部設(shè)置有相互平行的兩組橋墩29，該兩組橋墩29的頂部嵌有同一個(gè)與其相垂直的導(dǎo)軌26，導(dǎo)軌26的頂部設(shè)置有推板25，導(dǎo)軌26的側(cè)部與邊導(dǎo)軌27的一側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌27的另一側(cè)與側(cè)墻23的內(nèi)側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌27的頂部與窯墻28的底部相連接。參見(jiàn)圖5，一種采用上述節(jié)能環(huán)保型窯體的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯，所述釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯10包括低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103與冷卻段104，所述低溫段101依次經(jīng)過(guò)渡段102、高溫段103后與冷卻段104相通，且低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103都采用所述節(jié)能環(huán)保型窯體的窯體結(jié)構(gòu)(圖I是低溫段101、過(guò)渡段102、高溫段103的縱向剖視圖)；所述底板22、側(cè)墻23的制造材料都為空心球，所述推板25的制造材料為石墨；
所述低溫段101中所述頂板21、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、上絕緣墊板42、下絕緣墊板52、上承燒板45、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27的制造材料都為剛玉，所述上水平加熱體41、下水平加熱體51均為U型硅碳棒；
所述過(guò)渡段102中所述頂板21、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、上承燒板45、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27的制造材料都為鎂鋯，所述上絕緣墊板42、下絕緣墊板52的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體41、下水平加熱體51均為W型硅鑰棒；
所述高溫段103中所述頂板21、水平拱頂磚43、豎直拱頂磚44、拱磚凸臺(tái)24、窯墻28、上承燒板45、導(dǎo)軌26、邊導(dǎo)軌27的制造材料都為石墨，所述上絕緣墊板42、下絕緣墊板52的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體41、下水平加熱體51均為W型硅鑰棒。目前，采用專(zhuān)利號(hào)為ZL20041008390L 8現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)，耗能較高，按GB/T20567 -2006標(biāo)準(zhǔn)，制取VN16產(chǎn)品，產(chǎn)品電耗為9000千瓦時(shí)/噸(以五氧化二釩為原料)；而使用本發(fā)明生產(chǎn)，在相同的工藝條件下制取VN16產(chǎn)品，產(chǎn)品電耗降為6500千瓦時(shí)/噸，單位產(chǎn)品能耗降低27. 8%。表I為本發(fā)明與專(zhuān)利號(hào)為ZL200410083901. 8現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比情況，A代表專(zhuān)利號(hào)為ZL200410083901. 8的現(xiàn)有技術(shù)，B代表本發(fā)明
權(quán)利要求
1.ー種節(jié)能環(huán)保型窯體，包括保溫耐火層(I )、煅燒室(2)與石墨坩堝(3)，所述保溫耐火層(I)的四周裹有爐殼(11)，保溫耐火層(I)的內(nèi)部設(shè)置有煅燒室(2)，煅燒室(2)的內(nèi)部設(shè)置有窯腔(31)，窯腔(31)的內(nèi)部設(shè)置有石墨坩堝(3);所述煅燒室(2)包括頂板(21)、底板(22)與側(cè)墻(23)，所述頂板(21)底部的兩端通過(guò)側(cè)墻(23)與底板(22)頂部的兩端相連接，所述石墨坩堝(3)的底部經(jīng)推板(25)與導(dǎo)軌(26)的頂部相連接，石墨坩堝(3)的上部設(shè)置有拱磚凸臺(tái)(24)，拱磚凸臺(tái)(24)的兩端與窯墻(28 )的內(nèi)側(cè)相連接，窯墻(28 )的外側(cè)與側(cè)墻(23 )的內(nèi)側(cè)相連接，且在拱磚凸臺(tái)(24)、窯墻(28 )、導(dǎo)軌(26 )、推板(25 )之間形成有窯腔(31)，其特征在于 所述頂板(21)、拱磚凸臺(tái)(24)之間設(shè)置有上水平加熱室(4)，該上水平加熱室(4)內(nèi)設(shè)置有上水平加熱體(41);所述導(dǎo)軌(26)、底板(22)之間設(shè)置有下水平加熱室(5)，該下水平加熱室(5)內(nèi)設(shè)置有下水平加熱體(51)，且上水平加熱體(41)、下水平加熱體(51)均水平設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種節(jié)能環(huán)保型窯體，其特征在于 所述上水平加熱室(4)包括水平拱頂磚(43)、豎直拱頂磚(44)、上絕緣墊板(42)與上承燒板(45);所述水平拱頂磚(43)的兩端與側(cè)墻(23)的內(nèi)側(cè)相連接，水平拱頂磚(43)的頂部與頂板(21)的底部相連接，所述豎直拱頂磚(44)的頂部與頂板(21)的底部相連接，豎直拱頂磚(44)的底部與拱磚凸臺(tái)(24)相連接；所述水平拱頂磚(43)、側(cè)墻(23)、拱磚凸臺(tái)(24)、豎直拱頂磚(44)圍成的空腔中設(shè)置有上水平加熱體(41)，該上水平加熱體(41)的一端的底部依次通過(guò)上絕緣墊板(42)、上承燒板(45)與拱磚凸臺(tái)(24)的頂部相連接，上水平加熱體(41)的另一端依次經(jīng)側(cè)墻(23)、保溫耐火層(I)、爐殼(11)后延伸至上密封盒(6)內(nèi)； 所述下水平加熱室(5)包括底磚(53)與下絕緣墊板(52);所述底磚(53)的頂部與導(dǎo)軌(26)的底部相連接，底磚(53)的底部與底板(22)的頂部相連接，底磚(53)內(nèi)部的空腔中設(shè)置有下水平加熱體(51)，該下水平加熱體(51)的一端的底部通過(guò)下絕緣墊板(52)與底板(22)的頂部相連接，下水平加熱體(51)的另一端依次經(jīng)側(cè)墻(23)、保溫耐火層(I)、爐殼(11)后延伸至下密封盒(7)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種節(jié)能環(huán)保型窯體，其特征在于所述上水平加熱體(41)、下水平加熱體(51)上位于保溫耐火層(I)內(nèi)的部位均通過(guò)塞磚(8)與橋板(9)相連接；所述塞磚(8)的兩端分別與爐殼(11)、側(cè)墻(23)相連接，底部與上水平加熱體(41)或下水平加熱體(51)相連接,頂部與橋板(9 )相連接,橋板(9 )的一端與爐殼(11)相連接,另一端延伸至側(cè)墻(23)的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種節(jié)能環(huán)保型窯體，其特征在于所述上水平加熱體(41)、下水平加熱體(51)與塞磚(8)之間的縫隙內(nèi)均填充有高溫纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的ー種節(jié)能環(huán)保型窯體，其特征在于所述上密封盒(6)、下密封盒(7)的結(jié)構(gòu)一致，均包括封板(71)、盒體(72)與銅電極(73);所述盒體(72)的內(nèi)部設(shè)置有上水平加熱體(41)或下水平加熱體(51)的另一端，盒體(72)的一端與爐殼(11)相連接，盒體(72 )的另一端與封板(71)相連接，該封板(71)內(nèi)設(shè)置有氟發(fā)泡橡膠(74)與螺栓(75)，盒體(72)的頂部設(shè)置有進(jìn)氣接ロ(76)，盒體(72)的底部設(shè)置有銅電極(73)，該銅電極(73)的一端位于盒體(72)的內(nèi)部，另一端位于盒體(72)的外部，且在銅電極(73)上裹有聚四氟こ烯電極套(77 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的ー種節(jié)能環(huán)保型窯體，其特征在于所述底磚(53)的頂部設(shè)置有相互平行的兩組橋墩(29)，該兩組橋墩(29)的頂部嵌有同一個(gè)與其相垂直的導(dǎo)軌(26)，導(dǎo)軌(26)的頂部設(shè)置有推板(25)，導(dǎo)軌(26)的側(cè)部與邊導(dǎo)軌(27)的一側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌(27)的另ー側(cè)與側(cè)墻(23)的內(nèi)側(cè)相連接，邊導(dǎo)軌(27)的頂部與窯墻(28)的底部相連接。
7.ー種采用權(quán)利要求6所述節(jié)能環(huán)保型窯體的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯，所述釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯(10)包括低溫段(101)、過(guò)渡段(102)、高溫段(103)與冷卻段(104)，所述低溫段(101)依次經(jīng)過(guò)渡段(102)、高溫段(103)后與冷卻段(104)相通，其特征在于 所述低溫段(101)、過(guò)渡段(102)、高溫段(103)都采用所述節(jié)能環(huán)保型窯體的窯體結(jié)構(gòu)； 所述低溫段(101)中所述頂板(21)、水平拱頂磚(43)、豎直拱頂磚(44)、拱磚凸臺(tái)(24)、窯墻(28)、上絕緣墊板(42)、下絕緣墊板(52)、上承燒板(45)、導(dǎo)軌(26)、邊導(dǎo)軌(27)的制造材料都為剛玉，所述上水平加熱體(41)、下水平加熱體(51)均為U型硅碳棒； 所述過(guò)渡段(102)中所述頂板(21)、水平拱頂磚(43)、豎直拱頂磚(44)、拱磚凸臺(tái)(24)、窯墻(28)、上承燒板(45)、導(dǎo)軌(26)、邊導(dǎo)軌(27)的制造材料都為鎂鋯，所述上絕緣墊板(42)、下絕緣墊板(52)的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體(41)、下水平加熱體(51)均為W型硅鑰棒； 所述高溫段(103)中所述頂板(21)、水平拱頂磚(43)、豎直拱頂磚(44)、拱磚凸臺(tái)(24)、窯墻(28 )、上承燒板(45 )、導(dǎo)軌(26 )、邊導(dǎo)軌(27 )的制造材料都為石墨，所述上絕緣墊板(42 )、下絕緣墊板(52 )的制造材料均為剛玉，所述上水平加熱體(41)、下水平加熱體(51)均為W型硅鑰棒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種采用節(jié)能環(huán)保型窯體的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯，其特征在于所述低溫段(101)、過(guò)渡段(102)、高溫段(103)中:所述底板(22)、側(cè)墻(23)的制造材料都為空心球，所述推板(25)的制造材料為石墨。
全文摘要
一種節(jié)能環(huán)保型窯體，包括保溫耐火層、煅燒室、石墨坩堝、水平加熱室與密封盒，所述煅燒室的內(nèi)外分別設(shè)置有石墨坩堝與保溫耐火層，石墨坩堝的上下兩方分別設(shè)置有上、下水平加熱室，上、下水平加熱室內(nèi)水平設(shè)置有對(duì)應(yīng)的上、下水平加熱體，水平加熱體的一端在加熱室內(nèi)，另一端依次經(jīng)側(cè)墻、保溫耐火層、爐殼后延伸至密封盒內(nèi)，加熱體與塞磚之間的縫隙內(nèi)填充有高溫纖維，密封盒上設(shè)置有進(jìn)氣接口與銅電極，采用上述節(jié)能環(huán)保型窯體的釩氮合金高溫?zé)Y(jié)窯中，低溫段、過(guò)渡段、高溫段采取不同的制造材料、發(fā)熱體以與煅燒工藝相適應(yīng)。本設(shè)計(jì)不僅單位能耗較低、操作條件較好，而且能保證窯內(nèi)的工藝氣氛、煅燒效果較好、使用壽命較長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F27B9/06GK102853670SQ20121031333
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者甘錦旺, 黃啟會(huì), 高向山 申請(qǐng)人:甘錦旺, 黃啟會(huì), 高向山