一种用于碳还原钒铁的隧道窑的制作方法

本技术涉及钒铁冶炼，尤其涉及一种用于碳还原钒铁的隧道窑。

背景技术：

1、传统钒铁的生产，是将氧化钒、铝粉、铁钉按照工艺要求的配比混料均匀，装入提前打好的反应炉体中，利用点火剂将混合的物料点燃。点燃后的物料通过剧烈的燃烧，以燃烧的方式去除氧化钒中的氧，在通过精炼炉完成精炼。精炼后的铁饼利用工装翻倒出炉，再经过冷却、破碎得到钒铁产品。传统钒铁的生产，工艺流程长、生产不连续、操作复杂、反应剧烈、生产成本高。

2、隧道窑可以实现物料的连续性冶炼，一般隧道窑只有三段，即预热段、焙烧段、冷却段。焙烧段对氧化钒进行还原并与铁进行熔合形成钒铁合金。由于隧道窑处于开放状态，且焙烧段温度非常高，造成钒铁制备过程中的能耗较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种降低能耗、节约生产成本的用于碳还原钒铁的隧道窑。

2、一种用于碳还原钒铁的隧道窑包括升温段、反应段、烧结段、冷却段，所述升温段、反应段、烧结段、冷却段依次设置，隧道窑内充斥有保护气体，保护气体进气口位于冷却段，保护气体出气口位于反应段，所述升温段、反应段、烧结段设有温度控制系统，以分别控制升温段、反应段、烧结段的温度，所述升温段、反应段、烧结段分别设有密度不同的多层耐火保温内衬，以提升保温效果，所述冷却段的侧壁设有冷却水套管，以加速钒铁的降温。

3、上述用于碳还原钒铁的隧道窑中，优选的，所述升温段的耐火保温内衬包括保温棉、多层铝质耐火砖，保温棉包裹在升温段的外壁上，每层铝质耐火砖的密度从外向内的密度分别为0.8、1.0、1.2、1.4、1.7、2.3g/cm3，铝质耐火砖的厚度为65mm。

4、上述用于碳还原钒铁的隧道窑中，优选的，所述反应段的耐火保温内衬包括保温棉、多层铝质耐火砖，保温棉包裹在反应段的外壁上，每层铝质耐火砖的密度从外向内的密度分别为0.8、1.0、1.2、1.4、1.7、3.0g/cm3，铝质耐火砖的厚度为65mm。

5、上述用于碳还原钒铁的隧道窑中，优选的，所述烧结段的耐火保温内衬包括保温棉、多层铝质耐火砖、惰性保温材料层，所述保温棉包裹在烧结段的外壁上，每层铝质耐火砖的密度从外向内的密度分别为0.8、1.0、1.2、1.4、1.7g/cm3，铝质耐火砖的厚度为65mm。

6、上述用于碳还原钒铁的隧道窑中，优选的，所述升温段、反应段、烧结段、冷却段的截面积依次减小，以使隧道窑内形成从冷却段到升温段流动的气流。

7、上述用于碳还原钒铁的隧道窑中，优选的，所述温度控制系统包括温度传感器、控制器、电加热器，所述温度传感器分别设置在升温段、反应段、烧结段内，控制器与温度传感器电性连接，温度传感器分别采集升温段、反应段、烧结段的温度信息并传输至控制器，控制器还与电加热器电性连接，以控制电加热器的运行功率。

8、有益效果：本实用新型的用于碳还原钒铁的隧道窑分为四段，根据保温需求以及耐火要求的不同，在升温段、反应段、烧结段设置密度不同的耐火材料，从而在保证耐火强度的同时，提升隧道窑的保温效果，降低能耗。同时，将隧道窑原有的三段窑变为四段窑，使钒铁的还原过程和熔融过程分开。如此，由于反应段的窑内温度低于烧结段的窑内温度，相比于三段窑，本实用新型能够有效降低制备钒铁的能耗。

技术特征：

1.一种用于碳还原钒铁的隧道窑，其特征在于：包括升温段、反应段、烧结段、冷却段，所述升温段、反应段、烧结段、冷却段依次设置，隧道窑内充斥有保护气体，保护气体进气口位于冷却段，保护气体出气口位于反应段，所述升温段、反应段、烧结段设有温度控制系统，以分别控制升温段、反应段、烧结段的温度，所述升温段、反应段、烧结段分别设有密度不同的多层耐火保温内衬，以提升保温效果，所述冷却段的侧壁设有冷却水套管，以加速钒铁的降温。

2.如权利要求1所述的用于碳还原钒铁的隧道窑，其特征在于：所述升温段的耐火保温内衬包括保温棉、多层铝质耐火砖，保温棉包裹在升温段的外壁上，每层铝质耐火砖的密度从外向内的密度分别为0.8、1.0、1.2、1.4、1.7、2.3g/cm3，铝质耐火砖的厚度为65mm。

3.如权利要求1所述的用于碳还原钒铁的隧道窑，其特征在于：所述反应段的耐火保温内衬包括保温棉、多层铝质耐火砖，保温棉包裹在反应段的外壁上，每层铝质耐火砖的密度从外向内的密度分别为0.8、1.0、1.2、1.4、1.7、3.0g/cm3，铝质耐火砖的厚度为65mm。

4.如权利要求1所述的用于碳还原钒铁的隧道窑，其特征在于：所述烧结段的耐火保温内衬包括保温棉、多层铝质耐火砖、惰性保温材料层，所述保温棉包裹在烧结段的外壁上，每层铝质耐火砖的密度从外向内的密度分别为0.8、1.0、1.2、1.4、1.7g/cm3，铝质耐火砖的厚度为65mm。

5.如权利要求1所述的用于碳还原钒铁的隧道窑，其特征在于：所述升温段、反应段、烧结段、冷却段的截面积依次减小，以使隧道窑内形成从冷却段到升温段流动的气流。

6.如权利要求1所述的用于碳还原钒铁的隧道窑，其特征在于：所述温度控制系统包括温度传感器、控制器、电加热器，所述温度传感器分别设置在升温段、反应段、烧结段内，控制器与温度传感器电性连接，温度传感器分别采集升温段、反应段、烧结段的温度信息并传输至控制器，控制器还与电加热器电性连接，以控制电加热器的运行功率。

技术总结
一种用于碳还原钒铁的隧道窑包括升温段、反应段、烧结段、冷却段，所述升温段、反应段、烧结段、冷却段依次设置，隧道窑内充斥有保护气体，保护气体进气口位于冷却段，保护气体出气口位于反应段，所述升温段、反应段、烧结段设有温度控制系统，以分别控制升温段、反应段、烧结段的温度，所述升温段、反应段、烧结段分别设有密度不同的多层耐火保温内衬，以提升保温效果，所述冷却段的侧壁设有冷却水套管，以加速钒铁的降温。本技术的用于碳还原钒铁的隧道窑分为四段，根据保温需求以及耐火要求的不同，在升温段、反应段、烧结段设置密度不同的耐火材料，从而在保证耐火强度的同时，提升隧道窑的保温效果，降低能耗。

技术研发人员：杨波,李谦,张阳,倪航星,李生堂,胡晓宇,李强,陈国荣,姜栋
受保护的技术使用者：中色（宁夏）东方集团有限公司
技术研发日：20230801
技术公布日：2024/2/6