氮化炉
3.12水（气）系统及其它
在加热炉上下部位分别设有水冷系统、气体置换及冷却系统、废气排放系统等。其进出口均设有电磁阀。依据设定的程序自动开启及关闭的时间及时长，管路中设有流量及压力显示及控制，可随时显示气流及水流的压力及流量；同时如有断水或水欠压、断气或气欠压则系统能自动报警、以便工作人员采用相应措施。
为了防止炉胆爆裂漏气，竖式高温煤矸石氮化炉外壳设计为全密封，确保炉内无空气进入。
为了便于支撑、安装及放置相关部件，竖式高温煤矸石氮化炉设有固定骨架、爬梯及五层平台；
为了确保安装精度，竖式高温煤矸石氮化炉设计有专门用于安装的工夹具及升降机构等。
氮化炉
3.8加热炉[1,2]
加热炉由主炉体、下炉体、炉盖及气冷机构、炉衬、加热体及加热体引出端联接部分等构成。
炉体由型钢及钢板密封焊接而成，主要为了高空支撑及方便与其它组件相联安装，设计时将其分为主炉体和下炉体。
炉盖由左右两个半炉盖组成，每个半炉盖各带有沿圆周方向能均匀冷却的气冷管。其不仅密封，又方便安装而且在炉子加热工作时可对加热体引出端实施连续气冷，以减少故障率及延长加热体寿命。
炉衬由下而上依次由下炉体保温砖(用轻质打结料打结而成)、下炉口砖(轻质料打结)、氧化铝纤维保温层、氧化铝空心球支承层；在炉膛加热段由内向外依次由炉膛承重砖（氧化铝空心球）、复合硅酸铝纤维、真空吸虑成型保温层；炉膛加热段顶部依次由炉顶棒孔砖（氧化铝空心球）、氧化铝纤维板保温层、上炉口棒孔砖(莫来石)等组成。此种结构不仅保证炉膛在高温下长寿命而且节能制造成本低。
加热体由18支U型硅钼棒分三组构成，每组由一台60Kw变压器并联供电，因此可以保证在短时断电的情况下更换及维修U型硅钼棒，从而可保证炉温降幅在炉温均匀性限定范围内。
加热体端部引出联接采用炉内铜排，引出炉外的电源线由密封接头转换引出炉外。
3.9上保温体及下保温体
上保温体及下保温体由真空吸虑成型的上保温体及下保温体，分别安装于加热炉上部及下部。目的是为节约能源、同时按梯度加热及冷却物料。
3.10炉子下半段
炉子下半段的下快冷室、出料手动刀型闸阀、出料机、两个出料电动刀型阀、下气体置换室均与前述相应机构的结构大致相同功能亦相同此处不再累述。
3.11出料转移机构
出料转移机构由电驱动及调速机构、皮带输送机构等组成。其可以将经过氮化后的成品料直接输送到自动配料机构，经自动配料后再输送至成型机而压制成定型耐火产品。
3.3进料气体置换室
进料气体置换室由进气均气口及出气均气口与筒体组成。其与置于其上下的两个进料电动刀型阀及进出气管路、进出气控制电磁阀共同构成氮气置换室，目的是清除从外界进入炉内的圆球型煤矸石块夹带而进的空气，以确保炉内气氛的稳定。其动作程序如下:上电动刀型阀打开的同时，处在下口处的氮气进口电磁阀亦同时打开，延时1-2秒后，上电动刀阀在关闭的同时，处在上口处的出气电磁阀亦打开，上电动刀阀关闭严后，再延时约30分钟。30分钟延时满后，先关闭上口处的出气电磁阀，再关闭下口处的氮气进口电磁阀，同时打开下电动刀型阀而将物料送入炉膛中，完成一个送料入炉过程。
3.4排气室
排气室由排气室排气管路及排气电磁阀所组成，其作用是排除炉内产生的反应废气，电磁阀控制废气只在正压时排气，负压时不排气，以防外界空气压入炉内。
3.5热胀补偿器
由不锈钢波纹管，密封法兰等组成，用以消除炉胆的热膨胀冷缩。
3.6排气快冷室
排气快冷室由双层夹套（内通冷却水），密封法兰及UW30-1000A-HP R1超声波位移传感器及与其配套的CS2-PR控制式数显表构成。其不仅告知操作者炉膛内物位的精确位置（误差精确到1毫米），还可以快速冷却欲排出炉膛外的废气，从而延长该炉相应构件的使用寿命。
3.7炉胆
炉胆由95瓷设计成内径￠500mm，璧厚10mm并带有止扣的8个800mm长的小段，安装时用拌有粘结剂的瓷粉密封，随后经高温烧结后便可使8个800mm长的小段成为整体而不漏气。
3.结构
3.1上料机构
上料机构由料斗、行轨、定位机构及电控等组成。压成￠25mm左右的煤矸石块在附设的待料坑内被加入料斗，料斗依据设定的程序自动启动沿行轨上升并自动反转将料加入可盛放1.5m3的上料斗中待用。上料斗下方的进料手动刀型闸阀，作为特殊情况及检修时切断物件的备用构件，可减少大面积拆装。
3.2进出料机
进出料机的作用是，在密封前提下，定时定量（调整时间继电器等可以方便地控制其运动时间及速度，从而可控制物料的流量。）的将圆球型煤矸石块送入（或取出）热处理炉中，而且还有消除圆球型煤矸石块因运动磨损而粉化堵塞运动空间的作用，进出料机由3Kw直联式摆线针轮减速、减速机机座、联轴器、密封机构、输送机构及壳体等组成。密封机构采用动态真空密封机构，稳定可靠；输送机构由支架、主动轮轴、被动轮轴、轮轴间距调整机构及输料带组成。输料带由两条球型链条双层支撑板、弹簧板（用于防止输送转弯时物料细粉落入进出料机的传动室中）、刮料器、左右挡板及挡板快速微调机构（经安装调整后的挡板合理位置，可以防止￠1mm以内直径的物料细粉尘，落入进出料机构的传动室中）等组成。输料带设计成一定的倾角，其作用即可保证圆球型煤矸石块不至于卡滞输料带，又可保证圆球型煤矸石块不至于失稳塌落。壳体由壳体主体、上下法兰（用于与上下机构密封联接）、侧密封盖及输送机构限位滑道（主要用于在线生产不停产情况下，快速将进出料机的输送机构，拉出维修及更换）等组成。
1.前言
竖式高温煤矸石氮化炉是西安市秦飞电炉有限公司专为北京大学资源高效与循环利用研究中心设计制造的电阻炉（井式炉）。用于利用廉价的煤炭废弃物—煤矸石为原料，经过电阻炉（井式炉）中碳热还原氮化而获得高性能的氮氧化物复合材料。该项目获得07年度“国家科技支撑计划”重点课题资助及08年度太原市重点建设的循环经济项目。竖式高温煤矸石氮化炉是世界范围内该研究领域第一台从实验室走向工业化试生产的电阻炉（井式炉）型。几年的试生产证明，该电阻炉（井式炉）利用煤矸石合成的氮氧化物耐火材料不仅可以直接用于高炉以及有色金属冶炼设备，更在铁沟耐火材料，铁水包耐火材料，连铸中间包耐火材料以及连铸水口功能耐火材料中适量加入所合成的氮氧化物耐火材料，可以不同程度提高各类耐火材料的使用寿命。因此该类材料的工业化生产，不仅实现了煤矸石的高附加值利用，而且可以提高多种传统耐火材料的质量，促进耐火材料工业和耐火材料产品的更新换代。该炉的特点是：设计温度高（可达1600℃），密封性能好，生产运行成本低，可实现自动化程度控制。其操作方便，节能安全并可在不停炉情况下进行电热原件的更换。
2.竖式高温煤矸石氮化炉的基本特性
附图给出了该电阻炉（井式炉）的总体结构。该电阻炉（井式炉）由上料机构（附设有待料坑），上料斗、进料手动刀型闸阀、进出料机、两个进料电动刀型阀、进料气体置换室、排气室、套筒式轴向波纹补偿器、排气快冷室、炉胆、上保温体、加热炉、下保温体、下快冷室、出料手动刀型闸阀、出料机、两个出料电动刀型阀、下气体置换室、出料口、出料传动机构、进出水系统、氮气进出及流量及压力控制系统、相应的固定支持平台、温度控制系统、自动进料物位及生产率控制系统等几部分构成；该炉加热功率180Kw，总装机功率200Kw，炉膛最高温度1600℃，炉温均匀度±20℃，三区加热，炉膛尺寸￠500×1200mm，生产率1t∕Hr.外型尺寸为L×W×H=8.5×4.6×18m。