一種合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、且能有效提高合金固定氮含量的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)高強(qiáng)鋼筋多采用V、Nb微合金化工藝，而適當(dāng)增加鋼中氮含量能促進(jìn)氮與釩、鈮形成Nb (C、N)和V(C、N)，增強(qiáng)其析出強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化作用。因此，實(shí)際生產(chǎn)中通常會(huì)采用加入氮化合金的方式提高Nb和V的強(qiáng)化效果，以便減少VN和FeNb加入量，降低生產(chǎn)成本。
[0003]采用不同氮化合金及其氮化合金中不同的氮含量等都將直接影響鋼水增氮效果，進(jìn)而影響V、Nb微合金化作用。因此，研宄選擇適宜的合金及其相應(yīng)的氮化工藝，對(duì)增強(qiáng)V、Nb微合金化作用非常重要。開(kāi)展相應(yīng)的合金氮化研宄工作，探索提高合金固定氮含量的方法，就成為一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的工作。
[0004]因此，為順利開(kāi)展相應(yīng)的合金氮化研宄工作，需要一套合適的用于合金氮化的實(shí)驗(yàn)裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、且能有效提高合金固定氮含量的實(shí)驗(yàn)
目.ο
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括氣體除雜純化裝置、加熱反應(yīng)裝置、和調(diào)壓放散裝置，所述氣體除雜純化裝置的進(jìn)氣端與氮?dú)馄窟B通，所述氣體除雜純化裝置的出氣端與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通，且其連通管路上設(shè)置有氣體單向閥；所述加熱反應(yīng)裝置的出氣端與氣體調(diào)壓放散裝置連通，所述氣體調(diào)壓放散裝置包括氣壓表和氣體壓力定值器。
[0007]所述氣體除雜純化裝置包括脫氧洗氣瓶、脫水洗氣瓶和緩沖瓶，所述脫氧洗氣瓶的進(jìn)氣管與氮?dú)馄窟B通，所述脫水洗氣瓶的進(jìn)氣管與脫氧洗氣瓶連通，所述緩沖瓶的進(jìn)氣管與脫水洗氣瓶連通，所述緩沖瓶的出氣管與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通。
[0008]所述加熱反應(yīng)裝置由加熱爐和放置于加熱爐內(nèi)的剛玉反應(yīng)管構(gòu)成，所述剛玉反應(yīng)管的進(jìn)氣端與所述緩沖瓶的出氣管連通，所述剛玉反應(yīng)管的出氣端與氣壓表連通。
[0009]所述剛玉反應(yīng)管的進(jìn)氣端和出氣端均設(shè)置有密封頭，所述密封頭內(nèi)設(shè)置有耐高溫柔性石墨盤(pán)根。
[0010]所述剛玉反應(yīng)管的出氣端還設(shè)置有水冷管，所述水冷管內(nèi)部設(shè)置有冷卻片，所述水冷管上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
[0011]所述加熱爐還連接有溫控儀。
[0012]本實(shí)用新型提供的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置首先對(duì)實(shí)驗(yàn)用的瓶裝工業(yè)用氮?dú)膺M(jìn)行除氧、脫水、緩沖處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮?dú)獾募兓跄康?，然后將高純度的氮?dú)馑腿雱傆穹磻?yīng)管中與需要進(jìn)行氮化的合金在加熱爐的高溫環(huán)境下進(jìn)行氮化反應(yīng)，剛玉反應(yīng)管的進(jìn)氣端和出氣端均設(shè)置有密封頭，所述密封頭內(nèi)設(shè)置有耐高溫柔性石墨盤(pán)根，實(shí)現(xiàn)對(duì)剛玉反應(yīng)管的良好密封，為氣固反應(yīng)提供一定壓力，加快氣固反應(yīng)速度；且在剛玉反應(yīng)管的進(jìn)氣端與緩沖瓶的出氣管之間的管路中設(shè)置氣體單向閥，有效防止氣體逆流，確保反應(yīng)安全；剛玉反應(yīng)管的出氣端連通氣壓表和氣體壓力定值器，用于調(diào)節(jié)控制氣體反應(yīng)所需壓力，保證反應(yīng)氣體的壓力恒定；在剛玉反應(yīng)管的出氣端設(shè)置水冷管，用于對(duì)反應(yīng)后的氣體進(jìn)行冷卻；與加熱爐連接的溫控儀用于實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐工作溫度的控制和顯示，直觀形象。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型中剛玉反應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1-氮?dú)馄俊?-脫氧洗氣瓶、3-脫水洗氣瓶、4-緩沖瓶、5-氣體單向閥、6-加熱爐、7-剛玉反應(yīng)管、8-密封頭、9-水冷管、10-氣壓表、11-氣體壓力定值器、12-溫控儀、13-耐高溫柔性石墨盤(pán)根、14-冷卻片、15-冷卻水進(jìn)口、16-冷卻水出口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不得以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括氣體除雜純化裝置、加熱反應(yīng)裝置、和調(diào)壓放散裝置，所述氣體除雜純化裝置的進(jìn)氣端與氮?dú)馄縄連通，所述氣體除雜純化裝置的出氣端與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通，且其連通管路上設(shè)置有氣體單向閥5 ;所述加熱反應(yīng)裝置的出氣端與氣體調(diào)壓放散裝置連通，所述氣體調(diào)壓放散裝置包括氣壓表10和氣體壓力定值器11。
[0018]所述氣體除雜純化裝置包括脫氧洗氣瓶2、脫水洗氣瓶3和緩沖瓶4，所述脫氧洗氣瓶2的進(jìn)氣管與氮?dú)馄縄連通，所述脫水洗氣瓶3的進(jìn)氣管與脫氧洗氣瓶2連通，所述緩沖瓶4的進(jìn)氣管與脫水洗氣瓶3連通，所述緩沖瓶4的出氣管與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通。
[0019]所述加熱反應(yīng)裝置由加熱爐6和放置于加熱爐6內(nèi)的剛玉反應(yīng)管7構(gòu)成，所述剛玉反應(yīng)管7的進(jìn)氣端與所述緩沖瓶4的出氣管連通，所述剛玉反應(yīng)管7的出氣端與氣壓表10連通。
[0020]所述剛玉反應(yīng)管7的進(jìn)氣端和出氣端均設(shè)置有密封頭8，所述密封頭8內(nèi)設(shè)置有耐高溫柔性石墨盤(pán)根13。
[0021]所述剛玉反應(yīng)管7的出氣端還設(shè)置有水冷管9，所述水冷管9內(nèi)部設(shè)置有冷卻片14，所述水冷管9上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口 15和冷卻水出口 16。
[0022]所述加熱爐6還連接有溫控儀12。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理及工作過(guò)程如下:
[0024]本實(shí)用新型提供的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置首先對(duì)實(shí)驗(yàn)用的瓶裝工業(yè)用氮?dú)膺M(jìn)行除氧、脫水、緩沖處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮?dú)獾募兓跄康?，然后將高純度的氮?dú)馑腿雱傆穹磻?yīng)管7中與需要進(jìn)行氮化的合金在加熱爐6的高溫環(huán)境下進(jìn)行氮化反應(yīng)，剛玉反應(yīng)管7的進(jìn)氣端和出氣端均設(shè)置有密封頭8，所述密封頭8內(nèi)設(shè)置有耐高溫柔性石墨盤(pán)根13，實(shí)現(xiàn)對(duì)剛玉反應(yīng)管7的良好密封，為氣固反應(yīng)提供一定壓力，加快氣固反應(yīng)速度；且在剛玉反應(yīng)管7的進(jìn)氣端與緩沖瓶4的出氣管之間的管路中設(shè)置氣體單向閥5，有效防止氣體逆流，確保反應(yīng)安全；剛玉反應(yīng)管7的出氣端連通氣壓表10和氣體壓力定值器11，用于調(diào)節(jié)控制氣體反應(yīng)所需壓力，保證反應(yīng)氣體的壓力恒定；在剛玉反應(yīng)管7的出氣端設(shè)置水冷管9，用于對(duì)反應(yīng)后的氣體進(jìn)行冷卻；與加熱爐6連接的溫控儀12用于實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐工作溫度的控制和顯示，直觀形象。
[0025]實(shí)驗(yàn)用的瓶裝工業(yè)用氮?dú)?，氮含量?9.92%，通過(guò)本實(shí)用新型提供的氣體除雜純化裝置進(jìn)行除氧、脫水、緩沖處理后，氮含量提高到99.99%，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮?dú)獾募兓跄康?，為合金氮化反?yīng)提供了高純度的氮?dú)狻?br>[0026]在本實(shí)用新型提供的氮化合金實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行硅錳合金與高碳錳鐵合金混合后的氮化實(shí)驗(yàn)，獲得了平均氮含量為14%以上的氮化合金，且獲得最高氮含量為17%的氮化合金；在本實(shí)用新型提供的氮化合金實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行鈮鐵合金氮化實(shí)驗(yàn)，獲得了平均氮含量為8%以上的氮化鈮鐵合金；通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，證明了本實(shí)用新型提供的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)用性和有效性，易于本實(shí)驗(yàn)裝置的推廣普及。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括氣體除雜純化裝置、加熱反應(yīng)裝置、和調(diào)壓放散裝置，所述氣體除雜純化裝置的進(jìn)氣端與氮?dú)馄?I)連通，所述氣體除雜純化裝置的出氣端與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通，且其連通管路上設(shè)置有氣體單向閥(5);所述加熱反應(yīng)裝置的出氣端與氣體調(diào)壓放散裝置連通，所述氣體調(diào)壓放散裝置包括氣壓表(10)和氣體壓力定值器(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述氣體除雜純化裝置包括脫氧洗氣瓶(2)、脫水洗氣瓶(3)和緩沖瓶(4)，所述脫氧洗氣瓶(2)的進(jìn)氣管與氮?dú)馄?I)連通，所述脫水洗氣瓶(3)的進(jìn)氣管與脫氧洗氣瓶(2)連通，所述緩沖瓶(4)的進(jìn)氣管與脫水洗氣瓶(3)連通，所述緩沖瓶(4)的出氣管與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述加熱反應(yīng)裝置由加熱爐(6)和放置于加熱爐(6)內(nèi)的剛玉反應(yīng)管(7)構(gòu)成，所述剛玉反應(yīng)管(7)的進(jìn)氣端與所述緩沖瓶(4)的出氣管連通，所述剛玉反應(yīng)管(7)的出氣端與氣壓表(10)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述剛玉反應(yīng)管(7)的進(jìn)氣端和出氣端均設(shè)置有密封頭(8)，所述密封頭(8)內(nèi)設(shè)置有耐高溫柔性石墨盤(pán)根(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述剛玉反應(yīng)管(7)的出氣端還設(shè)置有水冷管(9)，所述水冷管(9)內(nèi)部設(shè)置有冷卻片(14)，所述水冷管(9)上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口(15)和冷卻水出口(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述加熱爐(6)還連接有溫控儀(12)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置，包括氣體除雜純化裝置、加熱反應(yīng)裝置、和調(diào)壓放散裝置，所述氣體除雜純化裝置的進(jìn)氣端與氮?dú)馄窟B通，所述氣體除雜純化裝置的出氣端與加熱反應(yīng)裝置的進(jìn)氣端連通，且其連通管路上設(shè)置有氣體單向閥；所述加熱反應(yīng)裝置的出氣端與氣體調(diào)壓放散裝置連通，所述氣體調(diào)壓放散裝置包括氣壓表和氣體壓力定值器。本實(shí)用新型提供的合金氮化實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、且能有效提高合金固定氮含量，具備實(shí)用性和有效性，易于推廣普及。
【IPC分類(lèi)】G01N25-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204374114
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520048207
【發(fā)明人】褚立新, 章祝雄, 楊素寶, 趙衛(wèi)東, 李金柱
【申請(qǐng)人】武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月24日