专利名称：氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于氮化钒生产过程中的炉料的预干燥处理方法及其装置，尤其是氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置。
背景技术：
目前，在国内现有制取氮化钒的方法中，没有提及到有关炉料预干燥处理问题，国外通常的做法是单独建造一个炉子干燥炉料，这种干燥形式能满足美国专利US3334992、US4040814、US3745209、US4562057中所描述的工艺要求。在实施申请号为01139886.8、公开号为1422800的“氮化钒的生产方法”的过程中，由于采用了连续生产氮化钒的方法，可以缩短生产周期、充分利用能源、大幅度提高生产效率并降低生产成本。但是，在使用连续生产氮化钒的方法生产氮化钒的过程中，发现炉料的干燥方式对主烧结炉的使用寿命有比较大影响，其主要原因是炉料中含有一定量的低沸点碱金属元素被还原成单质，比如K和Na。由于主烧结炉的工作温度远超过碱金属元素的沸点，因此这些碱金属元素将通过蒸气的方式发生物相迁移，例如K和Na被还原后就得到它们的蒸气，并随炉内气流一起向排气口方向运动，遇到水或CO2后则生成低熔点、高沸点的强碱，比如KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3等并附着于炉腔材料上，且不断地对炉腔材料进行腐蚀，严重影响主烧结炉使用寿命，为此上述专利申请“氮化钒的生产方法”中采用碳质材料作炉腔材料。碳质材料作炉腔材料可以比较有效阻止强碱的腐蚀，但是在高温下无法阻止水的侵蚀，这样主烧结炉使用寿命仍然不够理想。
发明内容
为了克服现有利用氮化钒连续生产方法生产氮化钒的过程中，由于原料坯含水量较大，从而对主烧结炉的使用寿命有比较大的影响的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可以确保进入主烧结炉的原料坯的含水量低，从而提高主烧结炉的使用寿命的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，是将原料坯送入密封的副电热炉中，同时向副电热炉内通入保护气体；原料坯在400～700℃的温度区域内干燥4～7h后出副电热炉并进入主烧结炉。
进一步的是，保证出副电热炉的原料坯的含水量低于0.05％。
用于上述氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，是在主烧结炉之外设置有副电热炉，副电热炉上设置有气体入口和气体出口，用于通入保护气体和排放废气和水蒸气；副电热炉与主烧结炉之间设置有全封闭的密封通道将其相互连通，副电热炉的中心线与主烧结炉的自动返回中心线重合，因而可以方便的将原料坯从副电热炉输送至主烧结炉；副电热炉与主烧结炉之间设有密封闸门，用于将主烧结炉与副电热炉之间相互隔离并密封。
本发明的有益效果是，由于采用了以上干燥方法及其装置，原料坯经过干燥处理后进入主烧结炉，提高了能源利用率，更适合于工业上大批量生产。与分离式干燥方式相比，减少了炉料倒运次数，提高了劳动生产效率，同时减少炉料粉化率，有利于提高整个生产过程中的钒回收率；避免了干燥后的炉料与空气接触，也就解决干燥的炉料吸潮问题，保证无水炉料进入主烧结炉，可以显著提高主烧结炉的使用寿命；使得生产工艺、设备进一步简化，操作进一步简单，产品质量更加稳定。
图1是本发明的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置的俯视结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置，是在主烧结炉2的之外设置副电热炉1。最好将副电热炉1设置在主烧结炉2的侧面且副电热炉1与主烧结炉2平行设置，因为主烧结炉2的侧面已经有一条推板或推车自动返回线，副电热炉1安装在此，可以充分利用主烧结炉2已有的设施。此时，副电热炉1的主推缸可以使用主烧结炉2的返回推缸9，这样可以简化装置且效率和可靠性更高。副电热炉1上设置有气体入口5和气体出口8，用于通入保护气体和排放废气和水蒸气，气体入口5设置在副电热炉1的出口端，气体出口8设置在副电热炉1的入口端，副电热炉1的保护气体从气体入口5进入，产生的废气和水蒸汽从气体出口8排出，从而保证通入的保护气体的流向与原料坯在副电热炉1内的运动方向相反。副电热炉1与主烧结炉2之间设置有全封闭的密封通道3将其相互连通，副电热炉1的中心线与主烧结炉2的自动返回中心线重合，因而可以方便的将原料坯从副电热炉输送至主烧结炉2。副电热炉1与主烧结炉2之间设有密封闸门4，用于将主烧结炉2与副电热炉1之间相互隔离并密封，阻断副电热炉1与主烧结炉2之间的气体流通，密封闸门4最好设置两道，且密封通道3和密封闸门4均可由钢材、有色金属等金属材料加工制成。因为密封通道3和密封闸门4是材料金属材料密封连接构成，如果温度太高，则会金属件变形较大，从而影响密封闸门4的密封程度，因此可根据副电热炉1的出口端出炉的原料坯的温度情况，可将原料坯冷却后出副电热炉1，原料坯冷却可采用隔绝空气条件下的自然冷却或用水在副电热炉1外壳进行冷却。当采用在副电热炉1外壳进行冷却时，可以在副电热炉1的出口端设置一段水冷段10，水冷段10上设置有进水口6和出水口7，这样即可利用水冷却副电热炉1的外壳，从而冷却出副电热炉的原料坯。所述副电热炉1最好采用与主烧结炉一致的全密封的推板窑或隧道窑，且副电热炉1的窑腔尺寸、推板或推车也与主烧结炉一致。
将原料坯连续的送入上述密封的副电热炉1中，即原料坯连续地进、出副电热炉1。连续的含义是原料坯盛装在物料斗内，物料斗按序排队运动，依次通过副电热炉的升温区、恒温区和降温区。将原料坯连续的送入上述密封的副电热炉1中的同时，向副电热炉内通入保护气体，保护气体为含氮的中性或还原性气体，如工业氮气、无水NH3、工业煤气中的一种或多种的混合物等。保护气体的流向与原料坯在副电热炉1内的运动方向相反，即逆向运行，这样可以最大程度的保证原料坯在副电热炉1内被连续干燥。原料坯在400～700℃的温度区域内干燥4～7h后出副电热炉1并进入主烧结炉。
可根据原料坯在出副电热炉1时的温度情况进行冷却，即原料坯经冷却至150℃以下后出副电热炉1并进入主烧结炉2。这样，原料坯即可连续的进、出副电热炉1和主烧结炉2，并使得出副电热炉1且进入主烧结炉2的原料坯的含水量低于0.05％。
上述副电热炉1中应始终保持正压，即副电热炉1内部的大气压力高于其外部的大气压力。其正压值以10Pa～100Pa较佳。
上述原料坯的冷却方法可以是在隔绝空气条件下的自然冷却或用水在副电热炉1外壳进行冷却。
副电热炉1的生产控制、数据采集、生产记录与存储生产及相关工艺参数均采用现有的电子控制装置自动完成，电子控制装置可以采用现有的PLC(可编程序控制器)、PC或其他现有的工业控制机。
实施例1本发明的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置，是在主烧结炉2的侧面平行设置副电热炉1，副电热炉1与主烧结炉2之间设置有全封闭的密封通道3将其相互连通，副电热炉1的中心线与主烧结炉2的自动返回中心线重合，且副电热炉1的主推缸使用主烧结炉2的返回推缸9，副电热炉1与主烧结炉2之间设有两道密封闸门4，用于阻断副电热炉1与主烧结炉2之间的气体流通。气体入口5设置在副电热炉1的出口端，气体出口8设置在副电热炉1的入口端，从而保证通入的保护气体的流向与原料坯在副电热炉1内的运动方向相反。所述副电热炉1采用与主烧结炉一致的全密封的推板窑，且副电热炉1的窑腔尺寸、推板或推车也与主烧结炉一致。上述密封通道3和密封闸门4由钢材制成，副电热炉1的出口端设置一段水冷段10，水冷段10上设置有进水口6和出水口7，这样即可利用水冷却副电热炉1的外壳，从而冷却出副电热炉的原料坯。
将成型后的原料坯置于副电热炉1的进料仓里，原料坯由PLC控制，自动进出副电热炉1，同时向副电热炉1内部通入工业氮气，副电热炉1内的气压比其外部高60Pa～100Pa，物料在700℃温度区域停留4h后冷却到150℃自动出副电热炉1，再自动进入主烧结炉2，这时进入主烧结炉2的原料坯水含量没有检出(小于0.01％)。
实施例2本发明的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置，是在主烧结炉2的侧面平行设置副电热炉1，副电热炉1与主烧结炉2之间设置有全封闭的密封通道3将其相互连通，副电热炉1的中心线与主烧结炉2的自动返回中心线重合，且副电热炉1的主推缸使用主烧结炉2的返回推缸9，副电热炉1与主烧结炉2之间设有两道密封闸门4，用于阻断副电热炉1与主烧结炉2之间的气体流通。气体入口5设置在副电热炉1的出口端，气体出口8设置在副电热炉1的入口端，从而保证通入的保护气体的流向与原料坯在副电热炉1内的运动方向相反。所述副电热炉1采用与主烧结炉一致的全密封的推板窑，且副电热炉1的窑腔尺寸、推板或推车也与主烧结炉一致。上述密封通道3和密封闸门4由钢材制成。
将成型后的原料坯置于副电热炉1的进料仓里，原料坯由PLC控制，自动进出副电热炉1，同时向副电热炉1内部通入无水NH3，副电热炉1内的气压比其外部高40Pa～70Pa，物料在550℃温度区域停留5.5h后冷却到140℃自动出副电热炉1，再自动进入主烧结炉2，这时进入主烧结炉2的原料坯水含量没有检出(小于0.01％)。
实施例3本发明的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置，是在主烧结炉2的侧面平行设置副电热炉1，副电热炉1与主烧结炉2之间设置有全封闭的密封通道3将其相互连通，副电热炉1的中心线与主烧结炉2的自动返回中心线重合，且副电热炉1的主推缸使用主烧结炉2的返回推缸9，副电热炉1与主烧结炉2之间设有两道密封闸门4，用于阻断副电热炉1与主烧结炉2之间的气体流通。气体入口5设置在副电热炉1的出口端，气体出口8设置在副电热炉1的入口端，从而保证通入的保护气体的流向与原料坯在副电热炉1内的运动方向相反。所述副电热炉1采用与主烧结炉一致的全密封的推板窑，且副电热炉1的窑腔尺寸、推板或推车也与主烧结炉一致。上述密封通道3和密封闸门4由钢材制成，副电热炉1的出口端设置一段水冷段10，水冷段10上设置有进水口6和出水口7，这样即可利用水冷却副电热炉1的外壳，从而冷却出副电热炉的原料坯。
将成型后的原料坯置于副电热炉1的进料仓里，原料坯由PLC型电子计算机控制，自动进出副电热炉1，同时向副电热炉1内部通入焦炉煤气，副电热炉1内的气压比其外部高20Pa～50Pa，物料在450℃温度区域停留7h后冷却到130℃自动出副电热炉1，再自动进入主烧结炉2，这时进入主烧结炉2的原料坯水含量没有检出(小于0.01％)。
权利要求
1.氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，是将原料坯送入密封的副电热炉(1)中，同时向副电热炉内通入保护气体，在400～700℃的温度区域内干燥4～7h后出副电热炉(1)并进入主烧结炉(2)。
2.如权利要求1所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是原料坯出副电热炉(1)时的含水量低于0.05％。
3.如权利要求1所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是经干燥后的原料坯再冷却后出副电热炉(1)。
4.如权利要求3所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是原料坯出副电热炉(1)时的温度低于150℃时。
5.如权利要求3所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述原料坯的冷却方法是在冷却段自然冷却或在冷却段用水在副电热炉(1)外壳进行冷却。
6.如权利要求1所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述副电热炉(1)中始终保持正压。
7.如权利要求6所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述副电热炉(1)中的正压值为10Pa～100Pa。
8.如权利要求1所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述原料坯连续的进、出副电热炉(1)。
9.如权利要求8所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述保护气体的流动方向与原料坯连续的进、出副电热炉(1)的运动方向相反。
10.如权利要求1所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述保护气体为含氮的中性或还原性气体。
11.如权利要求10所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是所述保护气体为工业氮气、无水NH3、工业煤气中的一种或多种的混合物。
12.如1～9任意一项权利要求所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法，其特征是副电热炉(1)的生产控制、数据采集、生产记录与存储生产及相关工艺参数均由电子控制装置自动完成。
13.用于如权利要求1所述的氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，包括主烧结炉(2)，其特征是在所述主烧结炉(2)之外设置有副电热炉(1)，副电热炉(1)上设置有气体入口(5)和气体出口(8)；副电热炉(1)与主烧结炉(2)之间设置有全封闭的密封通道(3)将其相互连通，副电热炉(1)的中心线与主烧结炉(2)的自动返回中心线重合，副电热炉(1)与主烧结炉(2)之间设有密封闸门(4)。
14.如权利要求13所述的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，其特征是所述副电热炉(1)设置在主烧结炉(2)的侧面且与主烧结炉(2)平行设置，副电热炉(1)的主推缸就是主烧结炉(2)的返回推缸(9)。
15.如权利要求13所述的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，其特征是所述副电热炉(1)的出口端的冷却段包括水冷段(10)，水冷段(10)上设置有进水口(6)和出水口(7)。
16.如权利要求13所述的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，其特征是所述气体入口(5)设置在副电热炉(1)的出口端，气体出口(8)设置在副电热炉(1)的入口端。
17.如权利要求13所述的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，其特征是所述副电热炉(1)与主烧结炉(2)之间设有两道密封闸门(4)。
18.如权利要求13所述的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，其特征是所述副电热炉(1)是全密封的推板窑或隧道窑。
19.如权利要求18所述的用于氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法的装置，其特征是所述副电热炉(1)的窑腔尺寸、推板或推车与主烧结炉的一致。
全文摘要
本发明公开了一种氮化钒连续生产过程中原料坯的干燥方法及其装置。是将原料坯送入密封的副电热炉中，同时向副电热炉内通入保护气体，在400～700℃的温度区域内干燥4～7h后出副电热炉并进入主烧结炉。在主烧结炉一侧设置副电热炉，利用全封闭的密封通道将其相互连通；副电热炉上设置有气体入口和气体出口，副电热炉的中心线与主烧结炉的自动返回中心线重合，副电热炉与主烧结炉之间设有密封闸门。原料坯经过干燥处理后进入主烧结炉，提高了能源利用率，更适合于工业上大批量生产，减少了炉料倒运次数，提高了劳动生产率，同时减少炉料粉化率，有利于提高整个生产过程中的钒的回收率，可显著提高主烧结炉的使用寿命且产品质量更加稳定。
文档编号C01G21/00GK1657419SQ20041002184
公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者孙朝晖, 周家琮, 朱胜友, 张帆, 张国才, 谢屯良 申请人:攀枝花钢铁(集团)公司