正極材料磷酸鐵鋰氣氛輥道爐高溫?zé)Y(jié)的設(shè)計細(xì)節(jié)

時間：2016-04-02作者：江蘇前錦爐業(yè)設(shè)備有限公司瀏覽：64

	關(guān)鍵詞：鋰電正極材料、高溫?zé)Y(jié)、磷酸鐵鋰、磷酸鐵、窯爐、電爐、推板爐、輥道爐、氣氛爐、輥道窯爐、氮?dú)獗Ｗo(hù) 
	用于鋰電池磷酸鐵鋰正極材料在氮?dú)鈿夥障碌臒Y(jié)及熱處理工藝，具體說明如下：
	一、用戶需求
	1）  燒結(jié)材料：磷酸鐵鋰正極材料；2）  材料特性：粉體，燒失率20%；
	3）  匣缽規(guī)格：320×320×160mm；4）  工藝時間：Rt-720℃（4h），720℃保溫（6-8h），720℃-60℃（7h）；5）  工作溫度：較高950℃，長期750℃；
	6）  爐膛氣氛：氮?dú)猓?）  四列單層；
	二、設(shè)計計算
	1）  工藝參考時間：17h；2）  單缽產(chǎn)量：12×80%=9.6kg/b；3）  傳動速度：30000/17=1764mm/h；4）  每小時出缽：1764/320×4=22b/h；
	5）  日產(chǎn)量：22×9.6×24=5t/d；6）  區(qū)域劃分：
	三、技術(shù)指標(biāo)與基本配置
	產(chǎn)品型號：RDG**20-9 
	額定溫度：950℃；工作溫度：750℃ 
	主傳動：碳化硅輥道（輥棒規(guī)格Φ35mm，輥棒間距78mm）；
	進(jìn)出口傳動：金屬軸陶瓷輥道；
	主傳輸速度：500～2500mm/h，變頻調(diào)速，數(shù)字顯示；
	加熱元件：石英內(nèi)穿絲管；
	爐口尺寸（輥道上表面到爐**）：1400×200mm；
	有效承載高度：200mm；
	匣缽尺寸：320×320×160mm（客戶自備）；
	燒結(jié)氣氛：氮?dú)猓?
	排膠處理：加熱保溫，防止冷凝回滴；
	冷卻方式：鋼制水冷套；
	爐體結(jié)構(gòu)劃分：進(jìn)口過渡區(qū)：2500mm 
	加熱區(qū)：15000mm（833*6+2500*3+1667+833）
	降溫區(qū)：2500mm 
	進(jìn)口平臺：500mm（有動力）
	出口平臺：1000mm（無動力）
	控溫穩(wěn)定度：±1℃ 
	水冷區(qū)：10000mm 
	爐體總長：30000mm 
	進(jìn)口氣室：1800mm 
	出口氣室：1800mm 
	 爐膛溫度均勻度：±3℃（恒溫區(qū)700℃，檢測方法：每5m爐體預(yù)留單排4個熱偶檢測孔） 
	溫區(qū)個數(shù)：11個
	控溫點(diǎn)數(shù)：11點(diǎn)（每溫區(qū)中點(diǎn)控溫，左右2點(diǎn)測溫，比例輸出）+1點(diǎn)（煙囪加熱）
	報警保護(hù)：**溫、斷偶、速度、缽位、氧含量、氣壓等聲光報警保護(hù)（指示燈指示）；
	斷棒指示：機(jī)械棒位指示，端頭玻璃窗人工觀測
	表面溫升：＜35℃
	出料料溫（正常裝料量情況下）：＜60℃
	最大功率：372.6kw+16kw=388.6kw 
	典型保溫功率：≤200Kw（正常工藝）
	工作壓力：0.2-0.4Mpa；
	氣氛耗量：工作壓力下氮?dú)廨^大耗量：230m3/h，常用150m3/h 
	爐膛壓力監(jiān)測：爐體共1點(diǎn)在爐膛前部。
	氧含量控制：（滿缽空載熱態(tài)）
	進(jìn)水溫度：≤30℃；
	重量：約30000Kg（不含循環(huán)線）
	安裝尺寸：35100mm×4500m×1920mm（不含控制柜） 
	進(jìn)水壓力：0.15-0.2Mpa；
	回水壓力：無壓回水；
	電源：3相5線，380/220VAC，50Hz；
	四、總體技術(shù)說明
	整個窯爐主要分為四大部分，即窯體、氣氛控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)。
	4.1 窯體設(shè)計
	設(shè)備總長33.6m，爐體長30m，分成過渡、加熱、降溫和冷卻區(qū)。爐膛內(nèi)輥道采用碳化硅制品，進(jìn)出口輥道采用金屬軸陶瓷輥道，延長輥道壽命和均勻磨損。爐體外密封設(shè)計，保證燒成氣氛要求。
	采用上下加熱，左中右3點(diǎn)比例控制，分別檢測控制爐膛寬度的左中右三個區(qū)域，實(shí)現(xiàn)溫度高均勻性，采用鐵鉻鋁合金加熱絲，高表面負(fù)荷，高電阻率，高壽命。
	過渡區(qū)長2.5m，為自然過渡區(qū)，不布置加熱元件。加熱區(qū)長15m，布置11個溫區(qū)。功率分布如下表：
					溫區(qū) 
					1-6 
					7到9
					10 
					11 
					合計 
					單溫區(qū)長度（mm） 
					833 
					2500
					1667
					833
					23.75
					上溫區(qū)加熱功率（kw） 
					10.8
					16.2
					16.2
					9 
					下溫區(qū)加熱功率（kw） 
					21.6
					21.6
					21.6
					18 
					單溫區(qū)加熱功率（kw） 
					32.4
					37.8
					37.8
					27 
					372.6
					單溫區(qū)加熱棒根數(shù)（根） 
					12 
					21 
					21 
					9 
					165 
	 約有20%的熱能是通過碳化硅輥棒的端頭散失的。
	為此，該氣氛輥道爐專門設(shè)計了獨(dú)立傳動密封腔，正對每根輥棒端頭安裝有氮?dú)鈬娮?，直接氣吹冷卻輥棒兩端，同時密封腔內(nèi)的氮?dú)鈴妮伆舭惭b孔的間隙壓入爐膛內(nèi)，一方面對氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)熱，另一方面由于正壓作用，有效防止棒孔散熱！ 
	爐膛側(cè)壁噴涂柔性陶瓷涂料，避免水汽對爐膛保溫材料的侵蝕。 
	加熱元件采用陶瓷內(nèi)穿絲防止水汽侵蝕，爐膛全部采用日本伊索產(chǎn)輕質(zhì)莫來石耐火磚，采用日本原版拱形結(jié)構(gòu)砌筑而成，窯爐保溫內(nèi)層為1260機(jī)制板，外層為普通纖維制品. 
	由于完全采用了**輕質(zhì)材料保溫，熱容小，升降溫快，因此溫度控制靈敏，并且有明顯的節(jié)能效果。
	在升溫段設(shè)置4排煙囪，手閥控制廢氣排放，保證爐膛內(nèi)部氣氛為正壓。配合高**大腔結(jié)構(gòu)，保證膠質(zhì)有效及時的排出。陶瓷煙囪管外套保溫加熱器（總功率16kw），防止膠質(zhì)遇冷回滴。
	降溫區(qū)長2.5m，不布置溫區(qū)，在該段爐膛**/底部開有許多小孔，大量氮?dú)馔ㄟ^小孔吹入爐膛，對匣缽和工件進(jìn)行降溫。
	水冷段長10m，為多節(jié)蛇形水道鋼制水套。利用水冷換熱進(jìn)行降溫。水套底部設(shè)有進(jìn)氣氣盒，可以輔助降溫冷卻。
	4.2 氣氛控制系統(tǒng)設(shè)計
	通入氣氛共分成12路。
	4.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計
	RGDN-520-9型氣氛輥道爐采用德國倍福嵌入式計算機(jī)控制系統(tǒng)，安裝在獨(dú)立的電氣控制柜內(nèi)，通過電纜和熱偶補(bǔ)償導(dǎo)線與爐體連接，對窯爐進(jìn)行控制。該系統(tǒng)基于PC控制技術(shù)和現(xiàn)場總線、總線端子模塊以及Twincat自動化軟件。 
	倍福模塊化控制器將工業(yè)PC和PLC**融合在一起，可以完全取代溫控儀表，直接通過計算機(jī)屏幕對各個溫區(qū)實(shí)施PID控制；同時作為PLC，它還可以操控輥道的邏輯循環(huán)動作
	本設(shè)備加熱區(qū)由11個溫區(qū)組成，分別由多組交流接觸器分組供電，這樣可以減小設(shè)備對電網(wǎng)的瞬時電流沖擊，結(jié)合恒力專門研發(fā)的不等功率分布單管加熱器，分別檢測控制爐膛寬度的左中右三個區(qū)域，通過調(diào)節(jié)每個區(qū)域的設(shè)定溫度及上下加熱輸出比，保證爐膛有效空間的均勻度小于±3℃。 
	并且當(dāng)某個溫區(qū)溫度發(fā)生**溫現(xiàn)象時，相應(yīng)區(qū)域的溫度**溫報警系統(tǒng)立即發(fā)出聲光報警信號，面板上的對應(yīng)溫區(qū)報警信號燈點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)出斷續(xù)的報警聲。
	控制方式為K分度熱偶檢測區(qū)域溫度，固態(tài)繼電器過零觸發(fā)方式，并實(shí)現(xiàn)平衡加熱，以減少對電網(wǎng)和周遍設(shè)備的干擾，并延長控制器件的壽命。
	4.3.1 軟件功能
	（一）分級登錄功能
	計算機(jī)系統(tǒng)采取分級管理和登錄機(jī)制，一般操作人員只能觀察和記錄顯示數(shù)據(jù)，無法修改；只有*系統(tǒng)人員才可以操作軟件的所有功能，包括可以新建用戶、分配用戶等級、修改用戶密碼等功能；管理和調(diào)用真實(shí)數(shù)據(jù)。
	（二）實(shí)時顯示信息功能
	主控界面可以實(shí)時顯示各溫區(qū)實(shí)測溫度（PV）、設(shè)置溫度（SV）、輥道和匣缽速度、并且有指示各種報警狀態(tài)、匣缽運(yùn)行狀態(tài)到位等。
	（三）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置功能
	本軟件具有參數(shù)設(shè)置界面，操作員級用戶登錄后進(jìn)入此窗口操作。通過填表格的方式輸入各溫區(qū)設(shè)定溫度、PID參數(shù)、報警限、自整定和循環(huán)周期等控制參數(shù)，可以作為工藝設(shè)置文件存儲以供下次方便調(diào)用。
	（四）數(shù)據(jù)記錄查看功能
	本軟件具有歷史數(shù)據(jù)和報警記錄查看窗口，在此窗口可查看較近一天的溫度、動作和事件情況，這些歷史數(shù)據(jù)均保存在硬盤上，可以單獨(dú)打印任何時間記錄的數(shù)據(jù)。
	4.3.2 軟件窗口組成
	本軟件具有5個功能界面：
	1、主界面：信息顯示和溫度設(shè)置。
	 2、用戶管理窗口：用戶分級管理和登錄。
	3 、工藝設(shè)置窗口：工藝參數(shù)顯示、保存和文件存儲。
	4、系統(tǒng)設(shè)置窗口：通訊和設(shè)備參數(shù)設(shè)置。
	5、數(shù)據(jù)查看窗口：查看和打印歷史記錄數(shù)據(jù)。
	4.4 傳動循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計
	主傳輸系統(tǒng)采用分段式人字齒輪，驅(qū)動碳化硅輥道直接帶動匣缽運(yùn)動，速度變頻器無級可調(diào)。
	為防止匣缽在整個循環(huán)運(yùn)動的過程中跑偏造成卡爐，在輥道入口端設(shè)計有匣缽自動找正對齊機(jī)構(gòu)；在輥棒被動端安裝有指示，當(dāng)輥棒正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，所有指示角度一致，當(dāng)某個指示與其他不一致時，可以通過爐膛傳動密封腔側(cè)面玻璃觀察窗觀察到，說明此處輥棒運(yùn)動出現(xiàn)問題。
	本文感謝北大**、深圳貝特瑞、深圳比亞迪、安徽國軒、湖南升華、天津斯特蘭、貴州安達(dá)、湖北萬潤、湖南杉杉、中信國安、北京當(dāng)升科技等公司給予的技術(shù)支持和幫助！ 
	備注：可根據(jù)客戶要求設(shè)計制造，更多規(guī)格、參數(shù)以及詳細(xì)技術(shù)方案可來電索取。


	
		聯(lián)系作者：周生    
	
	
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  詞條說明

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