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镍钴铝（NCA）高镍三元材料氧气炉的优化设计

作者：87569388 来源：江苏前锦炉业设备有限公司时间：2016/3/21 点击：5772

    适用工艺：8：1：1、镍钴铝、高镍三元材料、NCA等材料的连续烧成
    关键词：钴酸锂锰酸锂富锂基锰酸锂高压钴酸锂高镍三元材料四氧化三钴氧化钴钛酸锂匣钵坩埚承烧板推板   石墨匣钵   石墨坩埚   锂电池负极材料
 设计单位：江苏前锦炉业设备有限公司    作者：刘俊

前言：2013年是锂电三元材料不寻常的一年，产量和市场需求突飞猛进，其中NCA和811高镍三元材料似乎更是有一些企业在不断研发烧成中，由于其烧成工艺较普通三元材料特殊，所以对设备也有特殊要求，今天就对该材料的专用烧结设备全自动氧气保护推板炉（氧气氛保护隧道炉）做全面介绍。

烧成原料

1）原料形态三元高镍粉体材料

2）装料匣钵尺寸 320×320×75mm,

3）烧成时间升温时间~5小时，恒温时间~10-18小时，降温~5小时

4）烧结气氛氧气，炉内氧气含量95%以上

5）最高设计温度 1100℃

6）长期使用温度 1000℃

7）单个推板上装料 2个匣钵

8）堆放形式双板双层

9）平均推送速度 1000mm/h （500-2200mm/h无极可调）

10）产量要求 ~ 700Kg/24h

11）物料特性松装密度1.2g/cm³;每钵装料3.5Kg;产品烧蚀率 30%

12）排放气体较强碱性，氢氧化锂和碳酸锂分解所产生的水汽、二氧化碳气体等

设备用途及结构简述

设备用途	锂电三元高镍材料（NCA）的烧成。根据烧成工艺特别设计。
结构简述	此电炉为隧道式、双推、全自动回转、双门带置换仓气氛保护推板式电阻炉。隧道内上下布置加热元件加热，根据工艺设定各温区温度，推板上装料钵在隧道内连续推进，推板外回转道全自动辊道回转。

工艺条件简述

4-5h升到1000℃,1000℃保温10-18h，降温至100℃以下~5h

主要技术参数

设备名称	全自动气氛保护推板窑
型号	RTB-320-11型
炉膛尺寸	24000L×760W×260H（mm），炉口高度含推板厚。要求炉膛长度24000mm。
推板尺寸	340L×340W×30H（mm）材质为刚玉莫来石（1200℃）
匣钵尺寸	320×320×75H（mm），每推板装2个匣钵。（定作方自备）
装载高度	推板以上装载高度≤220（mm）
设备外形尺寸	约26000L×3500W×2000H（mm）
推板离地面高度	850（mm）
回转方向	□ 顺时针 □ 逆时针（定作方定）

基本参数

最高温度	1100℃	常用温度	1000℃
额定功率	约320 KW	保温功率	约180 KW
电源电压	3相380V
窑体外侧壳壁温升	≤25ºC。远离测温点元件及加热元件的距离≥150mm。
控温精度	≤±1ºC
炉膛温度均匀度	≤±3-5ºC
产品出口温度	≤80ºC

温区、加热元件、控温点及氧含量检测点分布

温度曲线图要求16个区、32个温控点（每个温区均为上下单独控温，中间测温）
区间	1	2	3	4	5----16	降温
设定温度(℃)	300	500	800	1000	1100
区间长度（mm）	1500	1500	1200	1200	每个区间长度1200，共14400	4200（含2米水冷段）
温区	16温区
加热方式	上下加热
加热元件	康泰尔电热丝
控温点	32个，测温点16个
热电偶	K 型热电偶24 支N 分度号24 支
氧含量检测点	设置5个巡检测点，（升温区1个，高温区2个，降温区1个，冷却区1个）配备氧化锆分析仪3个.每个检测通道电磁阀控制切换，以此切换检测点位置。

进排气系统

进气共16路，排气共16路，

每个温区均配备进排气管道，每个温区底部配备与炉膛等宽的陶瓷进气管，形成横截面均匀进气。每路氧气管均埋在炉体保温层内，使气体充分预热后进入炉膛，每个温区配1-50m³/h流量计显示控制流量，使用面板流量计集中控制。

炉体每个温区排气管道到炉体内部的不锈钢管加陶瓷内衬，并加陶瓷球阀控制排气量。

采用非接触式管道，上部排气管道为圆形喇叭口形状（喇叭口径是炉体烟囱直径的2.5倍），喇叭口下部炉体烟囱处于水平面上，喇叭口上面变径直管（直径为炉体烟囱的1.5倍）配有阀门，炉顶汇集2路排气主管道（800℃之前温区和800℃之后温区），配备出气接口（距离炉顶高度1.5米），客户自行接出室外。

配套离心耐高温引风机，变频调速，风量为最大进风量的1.5倍设计。

总进气管道之前配备气体精密过滤器，前端预留1寸内丝口

进排气管道均采用304不锈钢

耐火保温结构

炉膛结构及炉膛材质根据材料烧成工艺过程进行特别设计。

炉膛材料采用抗碱性镁铝异型砖+优质轻质耐火保温材料 + 陶瓷纤维板砌筑。防腐蚀，隔热效果极佳，热容量小，节能环保。

滑道采用刚玉材质，采用异型耐火砖支撑。

炉体结构

炉体主架	长22000（mm），由国标型材、板材分段密封焊接，炉体主架分8段
冷却部分	长度~2000，采用水冷或风冷（配备轴流风机）的结构形式，以此来降低物料的出口温度。
进料端	主要由液压主推+进料横推
出料端	主要由出料横推+回推+切离装置
外回转道	由无动力滚筒支撑，以减少阻力
置换仓	入口与出口置换仓各一个。
密封门	进口端和出口端各设置两道密封门
	进出料口段正面、侧面、上面均设置透视窗，侧面与上面尽量大。

全自动推进系统

推进方式	均为液压推进，液压泵站安装防护罩。
推进控制	PLC自动控制，具有互锁及报警功能，提高其安全性、可靠性。电炉两端设手动按钮操控台
推进行程	约1000（mm）。
主推推力	6T
主推进速度	500-2200mm/h（无极调速）	常用速度	1000mm/h

温度控制系统

系统组成	采用触摸屏上位机显示+温控表方式控温。温控表具有连续PID调节、超温报警、断偶指示、温度补偿等功能；
控温方式	采用可控硅移相调压方式控温，控温仪表采用MR13智能调节仪，PID参数自整定。
控温精度	≤±1ºC（稳态后）

触摸屏 + PLC自动控制监控系统

系统组成	昆仑通态触摸屏+三菱PLC
控制范围	全自动推进全部操作、推进过程设超行程、电机过载、动作超时等声光报警。另设有炉膛超压报警及油压超低等报警（以上为指示灯指示）
数据监控	触摸屏可以进行各温控点、各测温点，工艺曲线、温控模块的操作，报警记录及查询、曲线配方及工艺时间的配方，不同管理层操作权限，软件操作帮助，并记录显示，可采用U盘导出历史数据。

电气配置

主要电器元件	电气柜内主要安装有：触摸屏、空气开关、接触器、PLC、温控表、互感器、指示灯、按钮开关等。
电气柜	4台。
程控柜	800L×650W×2000H（mm）1台。

设备外观

外观要求	制造精细，美观气派。挂板喷塑（包括回流线）
外观颜色	炉体高温银粉漆，回流线挂板电脑灰色，电气柜橘纹灰色。

现场安装条件

供电能力	三相四线380V±10%，50Hz，350KVA。
现场设施	电炉安装应有相配套的电炉基础（基础承重要求2.5T/m²）及电缆布放电缆沟或桥架。
现场环境	窑炉使用场所温度：0~40℃。室内无较大的空气对流、无腐蚀性气体。

用户安装责任

1	定作方负责窑炉安装基础和一次电源到位。炉体到控制柜的二次连接导线（长度小于4米）由承揽方负责提供和安装。
2	负责窑炉就位及起重，窑炉的组装
3	负责调试人员的食宿

备品备件

康泰尔电热丝10支、K 型热电偶6支，N 型热电偶6支，可控硅备件10个，日本岛电MR13温控仪表1个，快速熔断器5只

技术文件提供

1	电炉说明书	1份
2	电炉出厂检验合格证	1份
3	电气原理图	1份
4	仪表说明书	1套
5	电炉发货清单	1份

质量保证

1	设备质保期壹年（易损件：推板、加热元件等除外，人为因素除外）
2	质保期内凡属承揽方设计、制造原因引起的质量问题，由承揽方负责免费维修若因定作方使用不当而引发设备故障，承揽方负责维修，费用由定作方负担
3	质保期满后设备出现故障，承揽方负责维修，费用由定作方负担

设备运输及安装调试

1	承揽方负责承办运输及包装，定作方负责设备运输费用，定作方负责设备卸车和就位
2	设备基础由定作方负责，承揽方于合同生效45天内向定作方提供设备安装基础图
3	承揽方负责设备的安装调试工作，定作方对此提供必要的协助，定作方自行完成工艺调试
4	在承揽方调试过程中，定作方派操作人员协同，承揽方对定作方操作人员提供免费培训
5	设备安装调试后，定作方应在六天内及时组织验收工作，并出具验收报告。验收标准为本“方案”
6	以上未尽事宜，由双方友好协商解决

协议补充说明
本协议书可能在窑炉的具体设计过程中产生变更。如果有变更的情况，将会同定作方及时联系，并取得定作方的确认。更改部分双方建立补充技术协议并签字盖章生效。

联系电话：13771375139、0510-87560011

苏公网安备 32028202000207号

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