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.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。