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钛酸锂（LTO）负极材料烧结专项使用辊道炉的设计

发布日期：2016-04-02 来源：网络 作者：宜兴市前锦炉业设备有限公司 黄俊杰

宜兴市前锦炉业设备有限公司 黄俊杰

适用工艺：钛酸锂在有氧环境下的烧结

关键词：锂电池负较材料   钛酸锂  辊道炉

一、前言

钛酸锂材料作为电池负较材料，近年来备受关注，被更多的用于军事装备、电动汽车等电池领域。钛酸锂在作为负较材料时具有独特的优势：

1、它为零应变材料，循环性能好；

2、放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能；

3、与石墨负较材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放电等；

4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。

笔者通过与国内外生产厂家及研究者探讨合作，不断的开发和改进现有的辊道炉性能，逐步提升设备性能，更好、更无缺的提供生产服务。因部分保密原因，今天只与大家分享一下较新开发的中试化的钛酸锂生产线，具体大产量的生产线资料欢迎来电索取。

二、中试线详情

1、设计参数

烧成原料

1）  原料形态          粉体材料

2）  装料匣钵          320?20?5mm（用户自备）

3）  烧成工艺          升温3小时，恒温6小时，降温3.5小时

4）  较高设计温度      900℃ 

5）  常用工作温度      850℃ 

6）  炉内气氛          空气

7）  输送层数          2层

8）  输送列数          3列

9）  输送速度          1000-3000mm/h无较可调，常用：2500mm/h

物料特性

1）  烧失率            28 %

1）  密  度            0.9g/ml

产量

（单条窑）

1）  每钵装料量         2.36Kg（按30mm高度装料计算）

2）每天处理量         2500/320??.36?4小时 =2655Kg

2）  每天产量           2655?2%=1911.6 Kg

2、设备用途及结构简述

设备用途

粉体材料的烧结。

根据烧成工艺特别设计。

结构简述

此电炉为辊道式、双层三列式电阻炉。

隧道内上下布置加热元件加热，根据工艺设定各温区温度，装料匣钵直接放置于辊棒上输送，炉体传动分成3组驱动，每组驱动由单独电机和摆线针轮减速器控制，变频无较调速。在外循环轨道上人工装卸匣钵。

特殊结构

每两个区之间设置隔板，避免各区间温度和气氛的互相干扰。

3、设备规格

设备名称

31.2m辊道式电阻炉

型号

RGD-360-9型

炉膛尺寸

31200L?150W?00H（mm）

炉膛有效尺寸

31200L?60W?50H（mm）

匣钵尺寸

320?20?5（mm）（用户自备）

使用温度

较高温度：900℃     长期使用温度：850℃

温度均匀度

?℃（恒温区测量）

炉体外形尺寸

约35700L?500W?000H（mm）参考

4、热工参数

额定功率

约360   KW

保温功率

约200   KW(与进、排气量及输送速度有关)

产品出口温度

80oC（出料架末端温度）

窑体外侧壁温度

40oC 室温。远离测温点元件及加热元件的距离≥150mm。

5、温区、加热元件及控温点分布

温区

18温区

加热方式

炉膛上下水平加热

加热元件

高温合金电阻丝螺旋绕制，内置于φ45氧化铝瓷管中

控温点数

温区皆为上下控温，共36个控温点

热电偶

热电偶   36支

6、进排气系统

加热区5路进气，降温区设4路进气，共9路，加热区排气12路、降温区排气4路，共16路排气 。炉顶排气管瓷管φ120mm，烟囱不锈钢分管φ200mm，排气不锈钢总管φ320mm

进气分布

全炉设置9路进气，进气从炉膛底部预热然后进入炉膛，每路进气量用蝶阀调整。

排气分布

温区设置12路排气，分成2组，各自集中在一起，射流引风机助排；尾部4路排气，射流引风机助排

7、耐火保温结构

耐火保温结构

炉膛用日本伊索YK系列莫来石轻质隔热砖砌筑而成。

保温层用轻质砖   陶瓷纤维板（苏州阿尔赛）砌筑，隔热效果较佳，热容量小，节能环保。

8、炉体结构

炉体主架

长31200（mm），由国标型材、板材分段焊接，螺栓连接

9、炉体传动系统

传动方式

机械式（链轮、斜齿轮）传动

传动介质

φ45?φ34氧化铝陶瓷辊棒动力传输，辊棒中心距75mm

动力源

变频电机直联减速器（江苏得意机电）

输送速度

1000-3000mm/h（无较调速）

常用速度

2500mm/h

10、直角外循环系统

输送辊道

SSGD-3500

设计速度6米/min

配置电机0.55KW，驱动微型电机自带减速箱，采用链轮配置链条传动，链条外扩面加装陶瓷片或PUM材质；

进出料机

JClJ-320

分成两组传动，每组传动长度800mm

匣钵进入两组传动机构，分别经历快-慢，慢-快速度自动变化；配置0.55KW变频调速电机；光电开关传输信号

匣钵直角拐弯轨道

GWGD-320

设计前行速度6米/min

前行配置0.37KW电机，气缸顶升机构

二列整列横向输送辊道

SLZL-2GD-320

设计前行速度6米/min

前行配置0.55KW电机

炉体传动配合自动直角外循环回车线组成该设备的一套完整的自动输送系统，使得匣钵能够按照设定的程序自动运行。整个系统由PLC编程控制，触摸屏操作、管理。

11、温度控制系统

控温方式

采用可控硅移相触发方式（SCR）控温

功率输出控制

SCR控制，数量：36个，具有软启动、软关断、限流及过流保护等功能

控温点

36路，智能温控仪表显示

控制方式

0-高标准连续可调

功率测量手段

有功电度表，每路有一块电流表

开关

每路均有断路器

SCR冷却

散热片 风机风冷

温控仪表

数字智能仪表，0-1000℃、PID连续控制，温度补偿，超温、断偶等声光启动紧急信号功能

电气柜

1000L?00W?000H（mm）3台。

 

此文特别感谢：中科院过程工程研究所 清华大学 北京大学 天津普兰纳米 墨西科技 四川兴能新材料 湖州微宏动力 陶氏化学等单位及研究者的支持与帮助。

 

备注：可根据客户要求设计制造，更多规格、参数以及详细技术方案可来电索取。

 

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