烧结“钴酸锂”全自动隧道式推板电窑
刘俊 郭占臣
江苏春雷集团——宜兴市前锦炉业设备有限公司
钴酸锂(LiCoO2)又名锂钴氧,是锂离子电池目前最主流的正极材料,我国近年来锂离子电池生产发展很快,然而钴酸锂却主要依靠进口。究其原因在于国内厂家的技术能力较差,生产设备相对落后,特别是在烧成这一关键工序的设备——窑炉。为了烧制出高质量的产品,必须实现整件窑炉的自动化。
本电窑为单孔推板电窑,以硅碳棒体为发热元件,工作时由推进系统将装料匣鉢向窑腔均匀推进,途经预热带、烧成带、自然冷却、强制冷却直至出产品。(根据该产品的工艺特性,窑炉烧成带设有4-6个工艺进气孔连接泵体)
本电窑为单孔推板电窑,以硅碳棒体为发热元件,工作时由推进系统将装料匣鉢向窑腔均匀推进,途经预热带、烧成带、自然冷却、强制冷却直至出产品。(根据该产品的工艺特性,窑炉烧成带设有4-6个工艺进气孔连接泵体)
窑体总长11.52米,分5节制造,其中预热带一节,长2.77米;烧成带2节,每节长2.98米,共计5.96米,4个温区,8点控制,硅碳棒72支;冷却带2节,共长2.77米,不布加热元件。窑炉外壳表面采用静电喷漆挂板,美观大方。
额定温度 1350℃
使用温度 1000℃
炉膛尺寸 (L×W×H) 11520×380×170(mm)
推板尺寸 (L×W×H) 320×320×40(mm)
额定功率 66kw
保温功率 ~35kw
额定电压 380v
相数 3相
加热点数 8点
控温精度 ≤±1℃
截面温差 ≤±5℃
窑炉外侧壁温差 ≤50℃
推进速度(无级调速) 400~1500mm/h
推杆行程 ≥380mm
最大推力 ≥1500kgf
设备总长 ~14.5m
推进器长1m,推进系统为柜体式样,分机械传动或液压传动两种形式,有内装电磁离合器、调速电机、倒车电机,具有慢进快退及出料提示功能和报警装置,工作台面两侧有300mm装料工作台及限位器。出料轨道长1.5m,轨道两侧各有宽300mm的工作台面。
该窑炉炉膛材料采用特一级高铝,保温材料分别选用0.4、0.6比重的轻质砖、硅藻土保温砖、硅藻铝耐火纤维等。近年来,我们公司经过给国内多条钴酸锂生产线配套过程中,得出一条建议性的方案,就是窑炉所用推板应采用碳化硅材质,而且每块推板建议开5个¢45mm导热气孔,与4个凸点。
之所以这样设计,有以下特点:碳化硅材质具有较好的导热性,尤其能使满装产品的匣鉢架在有凸点的推板上的烧结过程中得到较均匀的热辐射,烧制出的产品性能一致。另外,该材质具有较好的耐磨性,运行过程中相当平稳与正常。
该套窑炉控制系统为三相调压控制,具有超温报警功能。控温仪表均采用日本RKC系列产品,具PID调节、温度补偿功能,三相可分别限幅。各温区主回路和控制回路均可独立关断,以便于不停窑检修。另在窑炉预热、冷却带各设置一个测温仪,配热电偶2支。另外需要补充的是,目前我们公司研发人员正对“钴酸锂”产品的烧成工艺特点,设计一套全微机控制软件,从而实现窑炉的全自控。