制备钒氮合金中的热量和物料的利用方法与流程

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及制备钒氮合金中的热量和物料的利用方法。

背景技术：

钒氮合金主要应用领域为炼钢的添加剂，添加后可显著提高钢材的强度和韧性。目前制备钒氮合金普遍采用碳热还原渗氮法，所用的原料主要为钒的氧化物，包括V₂O₃和V₂O₅。同V₂O₅相比，以V₂O₃为原料具有一定的优势，V₂O₃熔点高，还原时不需要添加低温预热段，工艺简单。另外，V₂O₃单位质量含钒量高，单炉产能大、效率高。但是V₂O₃的制备成本相对较高，偏钒酸铵直接焙烧就可以得到V₂O₅，但是V₂O₃需要在CO气氛下焙烧才可得到。为了降低V₂O₃的制备成本，拟对钒氮合金生产的尾气进行充分的利用。在钒氮合金的生产过程中产生的尾气中含有一定的CO，同时尾气还具有较高的温度，目前这部分能量和资源并没有得到充分的利用，产生的尾气是通过燃烧处理后直接排空，造成了一定的资源浪费。

技术实现要素：

发明的目的：为了提供一种效果更好的制备钒氮合金中的热量和物料的利用方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

制备钒氮合金中的热量和物料的利用方法，其特征在于，

包含如下步骤：

步骤一：对钒氮合金生产用工业中频炉的尾气利用，对尾气中的热量回收利用，将排放的尾气通入利用炉中使其在炉中再次利用，利用排放的尾气热量烘干五氧化二钒生球，同时还原五氧化二钒得到四氧化二钒和三氧化二钒;

步骤二：利用尾气还原的三氧化二钒球投入中端设有中频感应炉的立窑中，通入氮气，进行碳化氮化处理，最后经过冷却到预定温度后出料。

本发明进一步技术方案在于，所述步骤一通过如下结构完成，包含尾气管道，尾气管道连接有三通，通过三通尾气能够通入外排管道或者回收管，所述回收管穿过换热空间，换热空间置有五氧化二钒，回收管穿过换热空间的部分为换热管段，回收管穿过换热段后通入吸收箱，吸收箱内部包含水能吸收二氧化碳和二氧化氮，回收管经过吸收箱后通入换热空间中，没有被吸收的一氧化碳对五氧化二钒进行氧化。

本发明进一步技术方案在于，所述换热管段为金属材质，换热管段的其他段为隔热材料，隔热材质的段落和金属材质的段落螺纹连接。

本发明进一步技术方案在于，所述换热管段为平板状，平板状结构横向分布。

本发明进一步技术方案在于，所述回收管穿过换热段后包含一个朝下的下转弯。

本发明进一步技术方案在于，所述换热空间包含格栅板，五氧化二钒放在格栅板上。

本发明进一步技术方案在于，所述回收管经过吸收箱后通入换热空间的入口位于换热空间的下方。

本发明进一步技术方案在于，所述平板状内贴换热空间的内壁但是有通气间隙。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：本方案降低了V2O3的生产成本，减少了中频炉加热时间，简化了工序，提高钒氮合金单炉产能，进而降低了钒氮合金生产成本。

附图说明

为了进一步说明本发明，下面结合附图进一步进行说明：

图1为发明结构示意图；

其中：1.尾气管道；2.外排管道；3.三通阀；4.回收管；5.还原气入口；6.换热空间；7.换热管段；8.格栅板；9.下转管；10.吸收箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，实施例不构成对本发明的限制：

制备钒氮合金中的热量和物料的利用方法，其特征在于，

包含如下步骤：

步骤一：对钒氮合金生产用工业中频炉的尾气利用，对尾气中的热量回收利用，将排放的尾气通入利用炉中使其在炉中再次利用，利用排放的尾气还原五氧化二钒得到三氧化二钒，同时利用尾气热量烘干五氧化二钒生球；

步骤二：利用尾气还原的三氧化二钒球投入中端设有中频感应炉的立窑中，通入氮气，进行碳化氮化处理，最后经过冷却到预定温度后出料。

本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：充分利用尾气还原V2O5得到V2O3，将得到的V2O3球料在中频炉中通入氮气并加热，最终得到钒氮合金，本方案降低了V2O3的生产成本，减少了中频炉加热时间，简化了工序，提高钒氮合金单炉产能，进而降低了钒氮合金的生产成本。

作为进一步的改进，所述步骤一通过如下结构完成，包含尾气管道，尾气管道连接有三通，通过三通尾气能够通入外排管道或者回收管，所述回收管穿过换热空间，换热空间置有五氧化二钒，回收管穿过换热空间的部分为换热管段，回收管穿过换热段后通入吸收箱，吸收箱内部包含水能吸收二氧化碳和二氧化氮，回收管经过吸收箱后通入换热空间中，没有被吸收的一氧化碳对五氧化二钒进行氧化。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：该结构既能直接将尾气进行排放，实现的过程是调整三通，实现直接对尾气的排放，如果要利用尾气，调整尾气到回收管道，所述回收管道能将热量传递给换热空间，同时，还能将其中的一氧化碳作为还原剂对五氧化二钒进行还原，既能防止了一氧化碳的排放，要是有一氧化氮也能被充分利用。

作为进一步的改进，所述换热管段为金属材质，换热管段的其他段为隔热材料，隔热材质的段落和金属材质的段落螺纹连接。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：金属材质传热方便，隔热材质隔热效果好，使得整体的结构能更有效地利用热能。

所述换热管段为平板状，平板状结构横向分布。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：开创性地见圆形的管道连接到平板状结构上，使得管道有一段为扁平的平板状，使得整体的气体能够迅速换热，增大散热面积。

所述回收管穿过换热段后包含一个朝下的下转弯。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：本处的下折弯能起到的效果是，因为热气能够上升，因此，传热完成的气体朝下运行，热气体会聚集在上方在换热空间中进行换热。

所述换热空间包含格栅板，五氧化二钒放在格栅板上。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：格栅板上包含孔，一氧化碳不仅仅能够从上方接触五氧化二钒，还能够通过下方的孔接触五氧化二钒。

所述回收管经过吸收箱后通入换热空间的入口位于换热空间的下方。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：一氧化碳会升起来，和五氧化二钒接触进行还原。

所述平板状内贴换热空间的内壁但是有通气间隙。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：开创性地，本处的平板状既能够传热，又能作为阻挡结构，让一氧化碳和五氧化二钒在被平板状结构隔绝的空间进行充分接触，开创了管道的新用途。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。