燒結(jié)“鈷酸鋰”全自動(dòng)隧道式推板電窯
劉俊 郭占臣
江蘇春雷集團(tuán)——宜興市前錦爐業(yè)設(shè)備有限公司
鈷酸鋰(LiCoO2)又名鋰鈷氧，是鋰離子電池目前最主流的正極材料，我國近年來鋰離子電池生產(chǎn)發(fā)展很快，然而鈷酸鋰卻主要依靠進(jìn)口。究其原因在于國內(nèi)廠家的技術(shù)能力較差，生產(chǎn)設(shè)備相對落后，特別是在燒成這一關(guān)鍵工序的設(shè)備——窯爐。為了燒制出高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須實(shí)現(xiàn)整件窯爐的自動(dòng)化。
本電窯為單孔推板電窯，以硅碳棒體為發(fā)熱元件，工作時(shí)由推進(jìn)系統(tǒng)將裝料匣鉢向窯腔均勻推進(jìn)，途經(jīng)預(yù)熱帶、燒成帶、自然冷卻、強(qiáng)制冷卻直至出產(chǎn)品。(根據(jù)該產(chǎn)品的工藝特性，窯爐燒成帶設(shè)有4－6個(gè)工藝進(jìn)氣孔連接泵體)
本電窯為單孔推板電窯，以硅碳棒體為發(fā)熱元件，工作時(shí)由推進(jìn)系統(tǒng)將裝料匣鉢向窯腔均勻推進(jìn)，途經(jīng)預(yù)熱帶、燒成帶、自然冷卻、強(qiáng)制冷卻直至出產(chǎn)品。(根據(jù)該產(chǎn)品的工藝特性，窯爐燒成帶設(shè)有4－6個(gè)工藝進(jìn)氣孔連接泵體)
窯體總長11.52米，分5節(jié)制造，其中預(yù)熱帶一節(jié)，長2.77米；燒成帶2節(jié)，每節(jié)長2.98米，共計(jì)5.96米，4個(gè)溫區(qū)，8點(diǎn)控制，硅碳棒72支；冷卻帶2節(jié)，共長2.77米，不布加熱元件。窯爐外殼表面采用靜電噴漆掛板，美觀大方。
額定溫度 1350℃
使用溫度 1000℃
爐膛尺寸 （L×W×H） 11520×380×170（mm）
推板尺寸 （L×W×H） 320×320×40（mm）
額定功率 66kw
保溫功率 ～35kw
額定電壓 380v
相數(shù) 3相
加熱點(diǎn)數(shù) 8點(diǎn)
控溫精度 ≤±1℃
截面溫差 ≤±5℃
窯爐外側(cè)壁溫差 ≤50℃
推進(jìn)速度（無級調(diào)速） 400～1500mm/h
推桿行程 ≥380mm
最大推力 ≥1500kgf
設(shè)備總長 ～14.5m
推進(jìn)器長1m，推進(jìn)系統(tǒng)為柜體式樣，分機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)兩種形式，有內(nèi)裝電磁離合器、調(diào)速電機(jī)、倒車電機(jī)，具有慢進(jìn)快退及出料提示功能和報(bào)警裝置，工作臺面兩側(cè)有300mm裝料工作臺及限位器。出料軌道長1.5m，軌道兩側(cè)各有寬300mm的工作臺面。
該窯爐爐膛材料采用特一級高鋁，保溫材料分別選用0.4、0.6比重的輕質(zhì)磚、硅藻土保溫磚、硅藻鋁耐火纖維等。近年來，我們公司經(jīng)過給國內(nèi)多條鈷酸鋰生產(chǎn)線配套過程中，得出一條建議性的方案，就是窯爐所用推板應(yīng)采用碳化硅材質(zhì)，而且每塊推板建議開5個(gè)￠45mm導(dǎo)熱氣孔，與4個(gè)凸點(diǎn)。
之所以這樣設(shè)計(jì)，有以下特點(diǎn)：碳化硅材質(zhì)具有較好的導(dǎo)熱性，尤其能使?jié)M裝產(chǎn)品的匣鉢架在有凸點(diǎn)的推板上的燒結(jié)過程中得到較均勻的熱輻射，燒制出的產(chǎn)品性能一致。另外，該材質(zhì)具有較好的耐磨性，運(yùn)行過程中相當(dāng)平穩(wěn)與正常。
該套窯爐控制系統(tǒng)為三相調(diào)壓控制，具有超溫報(bào)警功能。控溫儀表均采用日本RKC系列產(chǎn)品，具PID調(diào)節(jié)、溫度補(bǔ)償功能，三相可分別限幅。各溫區(qū)主回路和控制回路均可獨(dú)立關(guān)斷，以便于不停窯檢修。另在窯爐預(yù)熱、冷卻帶各設(shè)置一個(gè)測溫儀，配熱電偶2支。另外需要補(bǔ)充的是，目前我們公司研發(fā)人員正對“鈷酸鋰”產(chǎn)品的燒成工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套全微機(jī)控制軟件，從而實(shí)現(xiàn)窯爐的全自控。
