鋰電材料鈦酸鋰高溫?zé)Y(jié)（空氣）爐設(shè)計(jì)

適用工藝：鈦酸鋰在有氧環(huán)境下的燒結(jié)。
關(guān)鍵詞：鈦酸鋰  輥道爐爐  空氣  燒結(jié)爐   隧道窯  1000度

前言：
鈦酸鋰材料作為電池負(fù)極材料，近年來(lái)備受關(guān)注。鈦酸鋰在作為負(fù)極材料時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
1.它為零應(yīng)變材料，循環(huán)性能好；
2.放電電壓平穩(wěn)，而且電解液不致發(fā)生分解，提高鋰電池安全性能；
3.與炭負(fù)極材料相比，鈦酸鋰具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)(為2 *10-8cm2/s)，可高倍率充放電等；
4.鈦酸鋰的電勢(shì)比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)。

因?yàn)橐陨系膬?yōu)勢(shì)鈦酸鋰被更多的用于軍事裝備、電動(dòng)汽車等電池領(lǐng)域。
筆者通過(guò)與國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家及研究者探討合作，不斷的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)現(xiàn)有的輥道爐性能，逐步提升設(shè)備性能，更好，更完美的提供生產(chǎn)服務(wù)。

一、設(shè)計(jì)參數(shù)
燒成原料 1）原料形態(tài)            粉體材料
2）裝料匣缽            320×320×75mm（用自備）
3）燒成工藝            升溫3小時(shí)，恒溫6小時(shí)，降溫3.5小時(shí)
4）高設(shè)計(jì)溫度        900℃ 
5）常用工作溫度        850℃ 
6）爐內(nèi)氣氛            空氣
7）輸送層數(shù)            2層
8）輸送列數(shù)            3列
9）輸送速度            1000-3000mm/h無(wú)極可調(diào)，常用：2500mm/h
物料特性 1）燒失率              28 %     
1）密  度              0.9g/ml
產(chǎn)量
（單條窯） 1）每缽裝料量          2.36Kg（按30mm高度裝料計(jì)算）
2）每天處理量          2500/320×6×2.36×24小時(shí) =2655Kg
3）每天產(chǎn)量            2655×72%=1911.6 Kg
二、設(shè)備用途及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述
設(shè)備用途 粉體材料的燒結(jié)。鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
根據(jù)燒成工藝特別設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述 此電爐為輥道式、雙層三列式電阻爐。鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
隧道內(nèi)上下布置加熱元件加熱，根據(jù)工藝設(shè)定各溫區(qū)溫度，裝料匣缽直接放置于輥棒上輸送，爐體傳動(dòng)分成3組驅(qū)動(dòng)，每組驅(qū)動(dòng)由單獨(dú)電機(jī)和擺線針輪減
器控制，變頻無(wú)極調(diào)速。在外循環(huán)軌道上人工裝卸匣缽。
特殊結(jié)構(gòu) 每?jī)蓚€(gè)區(qū)之間設(shè)置隔板，避免各區(qū)間溫度和氣氛的互相干擾
三、設(shè)備規(guī)格
爐膛尺寸 31200L×1150W×200H（mm），鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
爐膛有效尺寸 31200L×960W×150H（mm）
匣缽尺寸 320×320×75（mm），（用自備）
使用溫度 高溫度：900℃，長(zhǎng)期使用溫度：850℃
溫度均勻度 ±5℃（恒溫區(qū)測(cè)量）鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
熱工參數(shù)
額定功率 約360 KW 保溫功率 約
00 KW(和進(jìn)、排氣量及輸送速度有關(guān))
產(chǎn)品出口溫度 80oC（出料架末端溫度）鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
窯體外側(cè)壁溫度 40oC+室溫。遠(yuǎn)離測(cè)溫點(diǎn)元件及加熱元件的距離≥150mm。
溫區(qū)、加熱元件及控溫點(diǎn)分布
溫區(qū) 18溫區(qū)
加熱方式 爐膛上下水平加熱
加熱元件 高溫合金電阻絲螺旋繞制，內(nèi)置于φ45氧化鋁瓷管中。 
控溫點(diǎn)數(shù) 溫區(qū)皆為上下控溫。共36個(gè)控溫點(diǎn)
熱電偶 熱電偶 36支
進(jìn)排氣系統(tǒng)
加熱區(qū)5路進(jìn)氣，降溫區(qū)設(shè)4路進(jìn)
，共9路，加熱區(qū)排氣12路、降溫區(qū)排氣
路，共16路排氣 。爐頂排氣管瓷管φ120mm，煙囪不銹鋼分管φ200mm，排氣不銹鋼總管φ320mm
進(jìn)氣分布 全爐設(shè)置9路進(jìn)氣，進(jìn)氣從爐膛底部預(yù)熱然后進(jìn)入爐膛，每路進(jìn)氣量用蝶閥調(diào)整。
排氣分布 溫區(qū)設(shè)置12路排氣，分成2組，各自集中在一起，射流引風(fēng)機(jī)助排；尾部4路排氣，射流引風(fēng)機(jī)助排
耐火保溫結(jié)構(gòu)
耐火保溫結(jié)構(gòu) 爐膛用日本伊索YK系列莫來(lái)石輕質(zhì)隔熱磚砌筑而成。
保溫層用輕質(zhì)磚 + 陶瓷纖維板（蘇州阿爾賽）砌筑，隔熱效果{jj0}，熱容量小，節(jié)能環(huán)保。鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
爐體結(jié)構(gòu)
爐體主架 長(zhǎng)31200（mm），由國(guó)標(biāo)型材、板材分段焊接，螺栓連接
 爐體傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)方式 機(jī)械式（鏈輪、斜齒輪）傳動(dòng)
傳動(dòng)介質(zhì) φ45×φ34氧化鋁陶瓷輥棒動(dòng)力傳輸，輥棒中心距75mm；
動(dòng)力源 變頻電機(jī)直聯(lián)減速器（江蘇得意機(jī)電），
輸送速度 1000-3000mm/h（無(wú)極調(diào)速） 常用速度 2500mm/h
直角外循環(huán)系統(tǒng)
輸送輥道 SSGD-3500 設(shè)計(jì)速度6米/min，設(shè)：匣缽尺寸 配置電機(jī)0.55KW，驅(qū)動(dòng)微型電機(jī)自帶減速箱，采用鏈輪配置鏈條傳動(dòng)，鏈條外擴(kuò)面加裝陶瓷片或PUM材質(zhì)；
進(jìn)出料機(jī) JClJ-320 分成兩組傳動(dòng)，每組傳動(dòng)長(zhǎng)度800mm 匣缽進(jìn)入兩組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，，分別經(jīng)歷快-慢，慢-快速度自動(dòng)變化；配置0.55KW變頻調(diào)速電機(jī)；光電開(kāi)關(guān)傳輸信號(hào)
匣缽直角拐彎軌道 GWGD-320 設(shè)計(jì)前行速度6米/min， 前行配置0.37KW電機(jī)，氣缸頂升機(jī)構(gòu)，
二列整列橫向輸送輥道 SLZL-2GD-320 設(shè)計(jì)前行速度6米/min， 前行配置0.55KW電機(jī)，
爐體傳動(dòng)配合自動(dòng)直角外循環(huán)回車線組成該設(shè)備的一套完整的自動(dòng)輸送系統(tǒng)，使得匣缽能夠按照設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)由PLC編程控制，觸摸屏操作、管理。
溫度控制系統(tǒng)
控溫方式 采用可控硅移相觸發(fā)方式（SCR）控溫
功率輸出控制 SCR控制，數(shù)量：36個(gè)，具有軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷、限流及過(guò)流保護(hù)等功能
控溫點(diǎn) 36路，智能溫控儀表顯示
控制方式 0-連續(xù)可調(diào)
功率測(cè)量手段 有功電度表，每路有一塊電流表
開(kāi)關(guān) 每路均有斷路器
SCR冷卻 散熱片+風(fēng)機(jī)風(fēng)冷
溫控儀表 數(shù)字智能儀表，0-1000℃、PID連續(xù)控制，溫度補(bǔ)償，超溫、斷偶等聲光報(bào)警功能鈦酸鋰負(fù)極材料窯爐
電氣柜 1000L×600W×2000H（mm）3臺(tái)。

此文特別感謝： 中科院過(guò)程工程研究所 清華大學(xué) 北京大學(xué) 天津普蘭納米 墨西科技 四川興能新材料 湖州微宏動(dòng)力 陶氏化學(xué)等單位及研究者的支持與幫助。

作者聯(lián)系方法：許娜（前錦爐業(yè)）
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