江苏前锦炉业设备有限公司

宜兴市前锦炉业设备有限公司 黄俊杰

Ø        前言：电池材料的好坏，没有界限，一是来自材料工艺本身的处理，另外就是设备选型和设计细节的关键所在，本文是作者在钴酸锂、锰酸锂、氧化钴、三元材料等材料十年以来在一次、二次烧结过程中吸取大量实践经验并完全复制日本同类型窑炉而较终投向市场的一种 高等辊道窑。文章内容为设计细节，望作参考，为锂电贡献仅有力量。

Ø        关键词：钴酸锂  锰酸锂  富锂基锰酸锂  高压钴酸锂  高镍三元材料  四氧化三钴  氧化钴  钛酸锂  匣钵  坩埚  承烧板  推板   石墨匣钵   石墨坩埚   锂电池负较材料 钛酸锂

 

一、设备用途及工艺条件简述

 

1.1、设备用途：锰酸锂锂电粉体材料在氧化性气氛中的连续性烧成。

1.2、物料特性：堆料密度1.0g/cm³（湿料），烧失率20%，废气成分主要为CO₂和水蒸气，弱酸性。

1.3、装料方式：匣钵在窑内单层三排放置，匣钵容积4.5 dm³（按装料高度50mm计），装料4.5kg。

1.4、烧成工艺：烧成周期39h，预热、保温和冷却时间分别约7.5h、22.5h和9.0h，详见“模拟烧成工艺曲线”（仅供设备调试和验收之用，不作为产品烧成依据）。

二、主要技术参数

2.1、 长期使用温度：                   1100oC

2.2、 额定功率：                       320 KW

2.3、 保温功率：                       ～160 KW

2.4、 供电电源：                       3φ－380V

2.5、 加热区数：                       20区

2.6、 控温点数：                       39点

2.7、 测温点数：                       2点

2.8、 控温精度：                     　≤±1 oC

2.9、 截面温差（恒温段）：              ≤±4 oC

2.10、表面温升：                       ≤±45 oC

2.11、炉膛尺寸（L×W×H）：　　　　　 31200×1120×115mm

2.12、工作区尺寸（L×W×H）：     　  31200×1060×90mm

2.13、匣钵尺寸（L×W×H）：　　       320×320×75mm（用户自备）

2.14、设备外形尺寸（L×W×H）：　　   ~34800×2430×1450mm

2.15、传送速度：　　　　　　　　　　   400—1600 mm/h

2.16、参考速度：                       800 mm/h

三、结构说明

    本电窑主要由窑体、传动系统、进料辊道、出料辊道、加热元件和电控系统等几部分组成。

 3.1、窑体

3.1.1、窑体长31.2m，采用模块化设计，分13节制造，每节长2.4m。

3.1.2、炉壳由钢板和型钢焊接而成，分段制造，各节之间用螺栓联接。

3.1.3、炉膛由一级高铝非标定型砖拼装而成，结构坚固、使用寿命长（3-5年）。

3.1.4、炉衬由莫来石聚轻砖和耐火纤维材料，节能效果显著。

3.1.5、在正常运行过程中，炉膛的变形量控制在正常范围内，保证设备正常使用。

3.2、进、出料辊道

3.2.1、进料辊道长1.2m，装于窑体前端，辊棒上方加不锈钢防护罩，工作台面铺不锈钢板。

3.2.2、出料辊道长2.4m，装于窑体后端，辊棒上方加不锈钢防护罩，工作台面铺不锈钢板。

3.3、传动系统

3.3.1、传动系统共分3组，采用变频调速、斜齿轮传动、模块化设计。

3.3.2、辊棒直径φ45mm，中心距75mm。窑体和出料辊道选用陶瓷辊棒。

3.3.3、陶瓷辊棒平均使用寿命≥18月。

3.3.4、供方承诺窑炉使用过程中不发生跑偏。 

3.4、加热元件

3.4.1、加热元件选用电阻丝加热管，其中上层为电阻丝内丝管（防腐），下层为电阻丝外丝管（方便接线）；电阻丝材料为0Cr₂₇Al₇Mo₂高温电热合金丝，衬管材料为刚玉莫来石管。

3.4.2、分20区排布，每区加热管数量12-24支，共364支，上、下层加热管数量相同。

3.4.3、加热元件水平横插棒，第1温区单点控温，2-20温区上、下层分别控温。

3.4.4、电阻丝平均使用寿命≥1年。 

3.5、温控系统

3.5.1、温控系统采用可控硅单相调压方式控制电炉温度，共39组。各组均为单相控制，分别接于不同相序，使三相电流基本平衡。

3.5.2、冷却段设测温点2个，用于冷却段温度监测，为调节风冷系统提供参考。

3.5.3、控温元件选用德国SEMIKRON公司的SKKT-106/16E型可控硅模块。

3.5.4、控温仪表选用日本岛电SR10系列智能温度调节仪，该表具有连续PID调节、超温启动紧急信号、断偶指示、温度补偿等功能。另配40点无纸记录仪记录温度参数。

3.5.5、控制柜内配三相电度表，供用电计量之用。 

3.6、进、排气系统

3.6.1、预热段设4支排气管，用于排出窑内废气；窑尾设4支排气管，用于出窑工件的强制冷却；排气量大小由陶瓷抽板阀控制，抽板阀口径φ100mm；排气支管外径Φ194mm，内衬高铝耐火管；每4支排气支管用1支外径为Φ245mm的不锈钢排气总管连成一体，并采用射流引风强化排气效果；供方提供的排气管高出窑体1000mm，接出车间外部分由需方负责，供方提供连接法兰。

3.6.2、预热段和烧结段设36支进气管，用于向窑内补充空气；窑尾设14支进气管，用于出窑工件的强制冷却；进气系统采用高压鼓风机供气（由供方配套提供）；每支进气管配1只LZB－10型玻璃转子流量计（2.5m³/h）。

3.6.3、窑体侧面预留9个氧含量检测点，位置：①升温段2个；②第6-17温区3个；③第18-20温区2个；④冷却段2个。以上检测点尽量均匀分布。

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