电池负极材料石墨烧成推板炉、石墨负极材料推板炉、负极材料氮气推板炉为气氛炉用于锂电行业石墨负极材料的烧成
石墨负极材料推板炉是一种用于石墨负极材料烧结的特殊窑炉。石墨负极材料推板炉主要用于烧制石墨负极材料,这些材料常用于锂离子电池等电化学能源储存装置中。
工艺原理
石墨负极材料推板炉采用高温加热的方法将石墨粉末进行烧结,使其形成致密而具有一定导电性的结构。在烧结过程中,石墨材料中的挥发物和有机物被去除,同时颗粒之间发生结合,使得材料具备较好的强度和导电性能。
结构特点
1、炉体结构
石墨负极材料推板炉通常由外壳、炉膛和推板组成。外壳采用金属材料或耐高温陶瓷材料制成,具有良好的隔热性能和结构强度。炉膛是石墨材料烧结的主要区域,通常由耐火砖或高温陶瓷材料构建。推板是将石墨粉末放置在炉膛中的平台,可以通过推进装置控制推板的移动。
2、加热系统
石墨负极材料推板炉通常采用电阻丝作为加热元件,布置在炉膛两侧。加热功率可调节,以满足工艺要求的升温速度。通过PID自动控温系统,实时监测温度变化,并根据设定的温度曲线进行调节。
3、气氛控制
石墨负极材料烧结过程中需要保护性的气氛,一般使用纯净氮气或其他惰性气体来替换空气中的氧气,以防止材料的氧化和污染。气氛控制系统可以控制进入炉膛的气氛组成和流量。
4、安全防护
石墨负极材料推板炉必须具备过温、断电、漏电、短路等安全保护装置,以确保操作人员和设备的安全。操作人员应穿戴适当的防护设备,严禁接触加热元件和高温表面。
一、设备用途
石墨负极材料推板炉用于石墨负极材料的烧成。
二、工艺简述
2.1、在99.99%的氮气氛保护下对石墨进行烧结。
2.2、产品中含有沥青等挥发物,不含有洗油,洗油己由定作方先期处理。
2.3、烧成周期:约22小时各温区划分、进气管路、烟囱位置详见工艺曲线图。
三、窑具的材质及要求
3.1、产品材质:粉体材料。
3.2、匣钵材质:(需方自备)。
3.3、推板尺寸:340×340×30(L×W×H)mm。(刚玉莫来石)
3.5、码放高度:≤210mm,每板承重≤18.5公斤(不含推板)。
四、主要技术指标
4.1、炉膛尺寸:25000×720×270(含推板厚度)(L×W×H)mm(双推板)。
4.2、窑口有效尺寸:680mm×210mm(W×H)
4.3、设备尺寸:29800mm×3800mm×2450mm(L×W×H)(参考值)。
4.4、设计温度:1300℃(以进口测温块测定为准)。
4.5、常用温度:1100℃。
4.6、加热元件:硅碳棒
4.7、测温元件:S型热电偶
4.8、控温组数:16个温区27点控温,其中1、2、3、4、16温区为单点控温,其它温区为上下分别控温。
4.9、炉温稳定度:±3℃/24h(以仪表显示为准)。
4.10、恒温区有效截面温差:±5℃(以测温块测定为准)。
4.11、炉体表面温升:≤60℃(以表面测温仪测定为准)。
4.12、推进速度:600-2500mm/h。
4.13、装机容量:240KVA。
五、炉体部分
5.1、炉体分升温区、恒温区、降温区三部分,外壳采用钢型材、钢板、分段全密封焊接组成。
5.2、炉膛要求:同一温区加热元件上下均匀分布,炉膛材料选用一级高铝,(在正常使用条件下不得出现变形和烧坏现象),隔梁砖采用刚玉莫来石制品。高温区导轨支撑砖采用80刚玉制品,保证荷重下不变形,不收缩。炉床采用五点式耐磨刚玉莫来石导轨条结构。
5.3、炉膛为单通道双推板,炉膛结构稳固,炉温及气氛均匀,节能耐用,结构设计合理。
5.4、炉衬耐火材料选用优质轻质保温复合材料砌筑,降低能耗和炉体外表面温度。
5.5、为了防止废气腐蚀加热棒,加热棒要求用瓷管保护,在窑炉的烧结区的碳棒下加隔焰板,用以阻止石墨中挥发的物质对陶瓷管的浸蚀,提高碳棒的使用寿命,另一方面当陶瓷管或碳棒发生断裂时,断裂的碳棒和陶瓷管不会掉到窑道里,提高了窑炉运行的可靠性。
5.6、碳棒接线腔采用硅橡胶泥密封,接线柱采用陶瓷绝缘柱,其中窑炉一、二、三节接线腔不密封。
5.7、水冷夹套能承受一定压力,使循环水闭环带压运行,降温区采用水冷结合的方式,冷却效果好,确保出口温度小于120度。
5.8、在炉膛底部设进气口,进气量大小可通过流量计调节;进风口的数量、大小、位置设计等,根据需方产品工艺确定。
5.9、在炉体升温段300℃~700℃设有2个可调节烟囱,排出胶体及有害气体引出室外,并通过点火点燃排出物,尽量减少对环境的污染。
5.10、炉体入口出口要求密封,前后进出炉口各设密封炉门。在炉体前后部设置有置换室,产品经置换室进出炉膛,保证炉口的密封性。
5.11、炉体采用干法砌筑,炉体外壳为全密封焊接结构,确保炉体具有良好的密封性,硅碳棒接头采用卡子压紧,夹套密封。
六、电气部分:
6.1、电气部分可分为:电控部分、温控部分、微机监控系统及自动循环控制部分。整个配电通过空气开关配送,空气开关容量按各部分功率选择;每个温区采用独立的空气开关控制。
6.2、控温仪表选用数显智能温控仪表,控温仪表设有手动及自动PID调节,可自动跟踪设定PID值,同时具有温度补偿、超温、断偶等声光报警功能。
6.3、控温方式:采用晶闸管模块移相触发,0~98%功率输出可调节。其中1、2、3、4温区采用单相控制,其中温区采用3相控制。
6.4、加热元件:加热元件采用等直径硅碳棒。
6.5、控制柜面板上装有总电源开关、电压表、电流表,智能数显控温仪表、开关、按钮、指示灯等,并有相应的中文指示标牌。
6.6、自动送料系统的控制采用三菱可编程控制器(PLC)控制,安全可靠;PLC系统有计时和计数功能。在电炉两端设有手动操作按钮台,自动手动调节方便。
6.7、液氮的供气有低压报警装置。
6.8、控制柜内散热采用带隔网的换气扇,在控制柜底侧采用百叶窗作为进气通道,柜内设有照明装置。
6.9、配电柜尺寸:1300×720×1860(L×W×H)mm,单柜双开门。
6.10计算机监控系统
6.10.1、采用工控计算机对电炉的温度、速度、报警事件等进行全面监控。
6.10.2、硬件:工控计算机硬件系统,主板采用台湾研华产品。数据传送:RS485/RS422/RS232通讯。
6.10.3、软件:采用北京昆仑通态组态软件二次开发系统,丰富、美观的控制界面。烧成曲线直接显示。
6.10.4、对电炉的温度控制点进行温度设定、记录。100条工艺曲线记忆。对推板推进的数量记录。工艺时间的设定。报表、外接打印。打印机选配。
七、机械部分
7.1、推进系统采用液压推进,设置一个液压站,9个液压缸,其中主推采用两个推进缸,可快进、慢进和快退;主推速度500-2800mm/h,无级调速;系统额定压力6.3Mpa。
7.2、液压系统中精密调速阀、节流阀、电磁阀、调速阀选用台湾朝田配件。
7.3、系统设计合理,主要行程开关选用欧姆龙产品,坩埚入口增加限高位、限超宽报警装置。
7.4、炉门及回转部分自动开门、自动进料、自动出料、自动补给。
7.5、传动系统设有超行程、电机过载、动作超时等声光报警保护装置。
7.6、炉体进出口设有密封舱和置换室,在制做时保证其密封性能。
7.7、回转轨道旋转方向为顺(或逆)时针。
7.8、液压系统增加塑钢、有机玻璃防尘装置(要求美观、密封、有进气口,与
窑体协调)。
八、设备对动力源及安装条件的要求
8.1、供电能源:~380V/220V±10%50Hz
8.2、供电能力大于260KVA。
8.3、电炉室地面应平整,室内无较大的空气对流,无腐蚀性气体,无大振动。
8.4、电气控制室环境温度为0~40℃。
九、设备外观要求
9.1、炉体外表面喷银粉漆,外挂板喷塑,双色搭配、简洁美观。
9.2、电气控制柜外表面喷塑,双色搭配、简洁美观。
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