適用工藝：富鋰基錳酸鋰材料的連續燒成
設計單位：江蘇前錦爐業設備有限公司 作者：劉俊
前言：電池材料的好壞，沒有界限，一是來自材料工藝本身的處理，另外就是設備選型和設計細節的關鍵所在，本文是作者在鈷酸鋰、錳酸鋰、氧化鈷、三元材料等材料十年以來在一次、二次燒結過程中吸取大量實踐經驗并完全復制日本同類型窯爐而最終投向市場的一種 高端輥道窯。文章內容為設計細節，望作參考，為鋰電貢獻僅有力量。
關鍵詞：鈷酸鋰 錳酸鋰 富鋰基錳酸鋰 高壓鈷酸鋰 高鎳三元材料 四氧化三鈷 氧化鈷 鈦酸鋰 匣缽 坩堝 承燒板 推板 石墨匣缽 石墨坩堝 鋰電池負極材料 鈦酸鋰
一、設備用途及工藝條件簡述
1.1、設備用途：錳酸鋰鋰電粉體材料在氧化性氣氛中的連續性燒成。
1.2、物料特性：堆料密度1.0g/cm3（濕料），燒失率20%，廢氣成分主要為CO2和水蒸氣，弱酸性。
1.3、裝料方式：匣缽在窯內單層三排放置，匣缽容積4.5 dm3（按裝料高度50mm計），裝料4.5kg。
1.4、燒成工藝：燒成周期39h，預熱、保溫和冷卻時間分別約7.5h、22.5h和9.0h，詳見“模擬燒成工藝曲線”（僅供設備調試和驗收之用，不作為產品燒成依據）。
二、主要技術參數
2.1、 長期使用溫度： 1100ºC
2.2、 額定功率： 320 KW
2.3、 保溫功率： ～160 KW
2.4、 供電電源： 3φ－380V
2.5、 加熱區數： 20區
2.6、 控溫點數： 39點
2.7、 測溫點數： 2點
2.8、 控溫精度： ≤±1 ºC
2.9、 截面溫差（恒溫段）： ≤±4 ºC
2.10、表面溫升： ≤±45 ºC
2.11、爐膛尺寸（L×W×H）： 31200×1120×115mm
2.12、工作區尺寸（L×W×H）： 31200×1060×90mm
2.13、匣缽尺寸（L×W×H）： 320×320×75mm（用戶自備）
2.14、設備外形尺寸（L×W×H）： ~34800×2430×1450mm
2.15、傳送速度： 400—1600 mm/h
2.16、參考速度： 800 mm/h
三、結構說明
本電窯主要由窯體、傳動系統、進料輥道、出料輥道、加熱元件和電控系統等幾部分組成。
3.1、窯體
3.1.1、窯體長31.2m，采用模塊化設計，分13節制造，每節長2.4m。
3.1.2、爐殼由鋼板和型鋼焊接而成，分段制造，各節之間用螺栓聯接。
3.1.3、爐膛由一級高鋁非標定型磚拼裝而成，結構堅固、使用壽命長（3-5年）。
3.1.4、爐襯由莫來石聚輕磚和耐火纖維材料，節能效果顯著。
3.1.5、在正常運行過程中，爐膛的變形量控制在正常范圍內，保證設備正常使用。
3.2、進、出料輥道
3.2.1、進料輥道長1.2m，裝于窯體前端，輥棒上方加不銹鋼防護罩，工作臺面鋪不銹鋼板。
3.2.2、出料輥道長2.4m，裝于窯體后端，輥棒上方加不銹鋼防護罩，工作臺面鋪不銹鋼板。
3.3、傳動系統
3.3.1、傳動系統共分3組，采用變頻調速、斜齒輪傳動、模塊化設計。
3.3.2、輥棒直徑φ45mm，中心距75mm。窯體和出料輥道選用陶瓷輥棒。
3.3.3、陶瓷輥棒平均使用壽命≥18月。
3.3.4、供方承諾窯爐使用過程中不發生跑偏。
3.4、加熱元件
3.4.1、加熱元件選用電阻絲加熱管，其中上層為電阻絲內絲管（防腐），下層為電阻絲外絲管（方便接線）；電阻絲材料為0Cr27Al7Mo2高溫電熱合金絲，襯管材料為剛玉莫來石管。
3.4.2、分20區排布，每區加熱管數量12-24支，共364支，上、下層加熱管數量相同。
3.4.3、加熱元件水平橫插棒，第1溫區單點控溫，2-20溫區上、下層分別控溫。
3.4.4、電阻絲平均使用壽命≥1年。
3.5、溫控系統
3.5.1、溫控系統采用可控硅單相調壓方式控制電爐溫度，共39組。各組均為單相控制，分別接于不同相序，使三相電流基本平衡。
3.5.2、冷卻段設測溫點2個，用于冷卻段溫度監測，為調節風冷系統提供參考。
3.5.3、控溫元件選用德國SEMIKRON公司的SKKT-106/16E型可控硅模塊。
3.5.4、控溫儀表選用日本島電SR10系列智能溫度調節儀，該表具有連續PID調節、超溫報警、斷偶指示、溫度補償等功能。另配40點無紙記錄儀記錄溫度參數。
3.5.5、控制柜內配三相電度表，供用電計量之用。
3.6、進、排氣系統
3.6.1、預熱段設4支排氣管，用于排出窯內廢氣；窯尾設4支排氣管，用于出窯工件的強制冷卻；排氣量大小由陶瓷抽板閥控制，抽板閥口徑φ100mm；排氣支管外徑Φ194mm，內襯高鋁耐火管；每4支排氣支管用1支外徑為Φ245mm的不銹鋼排氣總管連成一體，并采用射流引風強化排氣效果；供方提供的排氣管高出窯體1000mm，接出車間外部分由需方負責，供方提供連接法蘭。
3.6.2、預熱段和燒結段設36支進氣管，用于向窯內補充空氣；窯尾設14支進氣管，用于出窯工件的強制冷卻；進氣系統采用高壓鼓風機供氣（由供方配套提供）；每支進氣管配1只LZB－10型玻璃轉子流量計（2.5m3/h）。
3.6.3、窯體側面預留9個氧含量檢測點，位置：①升溫段2個；②第6-17溫區3個；③第18-20溫區2個；④冷卻段2個。以上檢測點盡量均勻分布。
四、質量保證
4.1、設備質保期壹年（易損件除外，人為因素除外。易損件包括輥棒、加熱管和快熔等）。
4.2、質保期內凡屬供方設計、制造原因引起的質量問題，由供方負責免費維修。若因需方使用不當而引發設備故障，供方負責維修，費用由需方承擔。
4.3、質保期滿后設備出現故障，供方負責維修，費用由需方承擔。
4.4、配件數量：
（1）陶瓷輥棒： 實需464支，備件36支，計500支；
（2）電阻絲管： 實需364支，備件36支，計400支；
（3）快速熔斷器：實需39只， 備件9只， 計48只；
（4）常用低壓電器配件按實際使用量的10%提供備件。
五、安裝調試
5.1、需方負責設備安裝基礎施工（地溝走線），一次動力線（控制柜之前）由需方承擔。
5.2、供方負責設備的安裝調試工作，二次動力線（控制柜到窯體間距離≤4m）由供方承擔。
5.3、在供方調試過程中，需方派操作人員協同，供方對需方操作人員提供免費培訓。
5.4、設備調試結束后，需方應及時組織驗收，并出具驗收報告。驗收標準為本“技術協議書”。
六、隨機文件
6.1、設備使用說明書， 1份
6.2、儀表使用說明書， 1套
6.3、平面布置圖， 1份
6.4、安裝基礎圖， 1份
6.5、電氣控制原理圖， 1份
6.6、加熱元件接線圖， 1份
聯系電話：13771375139、0510-87560011 |
