CN108050834A - 一种高温气氛回转炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温气氛回转炉，包括安装平台、进料器、炉头密封箱、炉管、炉管支承装置、保温体、加热装置、测温装置、水冷装置和炉尾密封箱，炉管的两端分别装设于炉头密封箱和炉尾密封箱内，通过炉管支撑装置承托，进料器穿过炉头密封箱伸入至炉管内部，保温体围绕在炉管外部，水冷装置设于保温体与炉尾密封箱之间，且水冷装置内设有多个朝向炉管外壁的喷头，加热装置设于炉管外壁与保温体内壁之间，进料器、炉头密封箱、炉管支承装置、保温体、水冷装置、炉尾密封箱均设于安装平台上，炉管内壁设有陶瓷内衬，测温装置设于保温体上，并穿过炉管与陶瓷内衬接触。本发明具有炉内气氛稳定、测温精度高、可提高产品一致性的优点。

Description

一种高温气氛回转炉
技术领域
本发明涉及锂电池烧结设备，尤其涉及一种高温气氛回转炉。
背景技术
目前锂电池市场持续火爆，用于锂电池正极材料烧结的设备主要有推板炉、辊道炉、钟罩炉、回转炉等。推板窑、辊道窑是现成烧结锂电池正极材料比较成熟的炉型，其烧结温度从800℃到1400℃不等。烧结过程包括升温、恒温、降温、冷却等阶段。根据烧结时粉体是否翻动，可以将上述烧结设备分成静态烧结炉和动态烧结炉。静态烧结炉主要包括推板炉、辊道炉、钟罩炉等，即粉体在炉内烧结时相对静置不动，烧成后，靠近载体外部的粉体直接受热且直接与炉内气氛接触，而靠近载体中心的粉体通过外部粉体热传导受热且不与炉内气氛接触，因此两者质量不一。动态烧结炉目前只有回转炉一种炉型，虽然其能够实现动态烧结，即粉体在炉管内一边煅烧一边翻滚，所有粉体受热均匀一致，然而由于锂电池正极材料烧结工艺对铁元素掺入的禁忌、对炉内烧结温度的敏感性以及炉内气氛的严格要求，普通回转炉还不能直接用于锂电池正极材料的烧结。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种炉内气氛稳定、测温精度高、专门用于锂电池正极材料的烧结的高温气氛回转炉。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高温气氛回转炉，包括安装平台、进料器、炉头密封箱、炉管、炉管支撑装置、保温体、加热装置、测温装置、水冷装置和炉尾密封箱，所述炉管的两端分别装设于炉头密封箱和炉尾密封箱内，并通过炉管支撑装置承托，所述进料器穿过炉头密封箱伸入炉管内部，所述保温体套于炉管外部，所述水冷炉壳装置设于保温体与炉尾密封箱之间，且所述水冷装置设有多个朝向所述炉管外壁的喷头，所述加热装置设于炉管外壁与保温体内壁之间，所述进料器、炉头密封箱、炉管支撑装置、保温体、水冷装置、炉尾密封箱均设于安装平台上，所述炉管内壁设有陶瓷内衬，所述测温装置设于保温体上，并穿过炉管与陶瓷内衬接触，所述炉尾密封箱设有卸料口。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述炉尾密封箱内设有补气管，所述补气管至少设置两根，一根通入炉管内，另一根通入卸料口，所述炉头密封箱的顶部设有排气口。
所述炉管内设有多个挡火隔板，所述多个挡火隔板沿轴向间隔布置于陶瓷内衬上，相邻两个挡火隔板之间错开180°。
所述炉头密封箱与炉管之间设有密封组件，所述密封组件包括第一摩擦环、第二摩擦环、摩擦片、压盘、导杆和弹簧，所述摩擦片固定套于设于炉管上，所述压盘套于炉管外周，且通过导杆固定在炉头密封箱上，所述第一摩擦环设于炉头密封箱与摩擦片之间且紧贴摩擦片，所述第二摩擦环设于摩擦片与压盘之间且紧贴于摩擦片，所述导杆的尾部设有调节螺母，所述弹簧套于导杆上，并抵设于压盘与调节螺母之间。
所述导杆通过连接板固定于炉头密封箱朝向炉管一端的端面，所述连接板与炉头密封箱朝向炉管一端的端面之间形成第一空腔，所述摩擦片与炉头密封箱朝向炉管一端的端面之间设有隔热圈，所述隔热圈位于第一空腔下方，所述第一空腔与隔热圈内均用散棉填充。
所述测温装置包括测温热偶探头和耐温触头，所述测温热偶探头贯穿于炉管上并与陶瓷内衬外壁接触，所述耐温触头穿设于保温体上，并指向测温热偶探头。
所述加热装置为螺旋状绕设于炉管外的电阻丝，所述电阻丝嵌设于保温体内壁上，所述电阻丝设置为多段，沿炉管轴向均匀布置。
所述水冷装置底部设有用于收集炉管外壁冷却水的接水槽，所述卸料口设有卸料交替阀，所述卸料交替阀包括两个上下布置的蝶阀。
所述进料器通过波纹管与炉头密封箱连接，所述炉头密封箱可移动的设于安装平台上。
所述安装平台下端设有底座，所述安装平台一端铰接于底座上，另一端通过升降组件与底座连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的高温气氛回转炉，利用回转炉动态烧结的特性，将回转炉运用到锂电池正极材料的烧结工艺，并根据锂电池正极材料的烧结特点，对普通的回转炉进行改进，获得的专用于锂电池正极材料的烧结的回转炉，该高温气氛回转炉采用陶瓷非金属内衬结构，将进料器和炉管的金属部分与粉体隔离，避免了铁元素混入粉体提高回转炉密封效果，确保炉内气氛稳定保障；采用炉管外壁测温技术，提高测温精度；该设备相对于其他锂电池正极材料烧结设备具有体积小、能耗低、产量高、能连续生产等优点，最重要是该设备能够实现动态烧结，提高粉体固相反应活性，提高产品一致性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的密封组件的结构示意图
图中各标号表示：
1、安装平台；2、进料器；3、炉头密封箱；4、炉管；5、炉管支承装置；6、保温体；7、加热装置；8、测温装置；81、测温热偶探头；82、耐温触头；9、水冷装置；91、接水槽；10、炉尾密封箱；11、陶瓷内衬；12、卸料口；13、补气管；14、排气口；15、挡火隔板；16、蝶阀；17、波纹管；18、底座；19、升降组件；20、密封组件；21、第一摩擦环；22、第二摩擦环；23、摩擦片；24、压盘；25、导杆；26、弹簧；27、调节螺母；28、隔热圈；29、连接板；30、第一空腔；31、散棉；32、喷头；34、观察口；35、测压阀；36、卸灰口；37、铰链座。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明高温气氛回转炉主要用于锂电池烧结。
如图1和图2所示，本实施例的高温气氛回转炉，包括安装平台1、进料器2、炉头密封箱3、炉管4、炉管支承装置5、保温体6、加热装置7、测温装置8、水冷装置9和炉尾密封箱10，炉管4的两端分别装设于炉头密封箱3和炉尾密封箱10内，并通过炉管支承装置5承托，进料器2穿过炉头密封箱3伸入炉管4内，保温体6套于炉管4外部，水冷装置9设于保温体6与炉尾密封箱10之间，且水冷装置9设有多个朝向炉管4外壁的喷头32，加热装置7设于炉管4外壁与保温体6内壁之间，进料器2、炉头密封箱3、炉管支承装置5、保温体6、水冷装置9、炉尾密封箱10均设于安装平台1上，炉管4内壁设有陶瓷内衬11，测温装置8设于保温体6上，并穿过炉管4与陶瓷内衬11接触，炉尾密封箱10设有卸料口12。
本实施例中，进料器2用于将粉体从外部输送至炉管4内部，炉管4相对炉头密封箱3和炉尾密封箱10转动，设置两个密封箱实现炉管4旋转时两端的密封，水冷装置9的喷头32向炉管4喷洒冷却水，对炉管4进行散热，炉管4内壁设有陶瓷内衬11，可避免粉体与金属接触，避免锂电池正极材料烧结工艺对铁元素掺入，测温装置8直接穿过炉管4与陶瓷内衬11接触，可直接获取陶瓷内衬11外壁(代表炉管4内的温度)的温度，从而使得测温更加精准。
本发明的高温气氛回转炉，利用回转炉动态烧结的特性，将回转炉运用到锂电池正极材料的烧结工艺，并根据锂电池正极材料的烧结特点，对普通的回转炉进行改进，获得的专用于锂电池正极材料的烧结的回转炉，该高温气氛回转炉采用陶瓷非金属内衬结构，将进料器2和炉管4的金属部分与粉体隔离，避免了铁元素混入粉体提高回转炉密封效果，确保炉内气氛稳定保障；采用炉管4外壁测温技术，提高测温精度；该设备相对于其他锂电池正极材料烧结设备具有体积小、能耗低、产量高、能连续生产等优点，最重要是该设备能够实现动态烧结，提高粉体固相反应活性，提高产品一致性。
本实施例中，炉尾密封箱10内设有补气管13，补气管13至少设置两根，一根通入炉管4内，不与炉管4内的陶瓷内衬11接触，为炉管4内补充气体，另一根通入卸料口12，卸料口12设有卸料交替阀，卸料交替阀包括两个上下布置的蝶阀16。两个蝶阀16上下布置、交替开启，蝶阀16开启时，补气管13会向卸料口12提供(惰性)气体，提高炉管4内气氛稳定性。炉头密封箱3的顶部设有排气口14。补气管13为耐热管，每只耐热管单独进气，单独控制流量。
本实施例中，炉管4内设有多个挡火隔板15，多个挡火隔板15沿轴向间隔布置于陶瓷内衬11上，相邻两个挡火隔板15之间错开180°。挡火隔板15用于增强炉管4内温区划分，和减弱炉管4内气氛串通。
本实施例中，炉头密封箱3与炉管4之间设有密封组件20，密封组件20包括第一摩擦环21、第二摩擦环22、摩擦片23、压盘24、导杆25和弹簧26，摩擦片23固定套于设于炉管4上，压盘24套于炉管4外周，且通过导杆25固定在炉头密封箱3上，第一摩擦环21设于炉头密封箱3与摩擦片23之间且紧贴摩擦片23，第二摩擦环22设于摩擦片23与压盘24之间且紧贴于摩擦片23，导杆25的尾部设有调节螺母27，弹簧26套于导杆25上，并抵设于压盘24与调节螺母27之间。导杆25通过连接板29固定于炉头密封箱3朝向炉管4一端的端面，连接板29与炉头密封箱3朝向炉管4一端的端面之间形成第一空腔30，摩擦片23与炉头密封箱3朝向炉管4一端的端面之间设有隔热圈28，隔热圈28位于第一空腔30下方，第一空腔30与隔热圈28内均用散棉31填充。
摩擦片23与两侧第一摩擦环21和第二摩擦环22相摩擦接触，构成密封面，形成一重密封；压盘24通过导杆25和弹簧26施压于第二摩擦环22一侧，使得第二摩擦环22与摩擦片23紧密接触。隔热圈28和散棉31位于摩擦片23内侧(靠近炉头密封箱3一侧)，起到隔热作用，散棉31填充于隔热圈28内部，且部分与摩擦片23相接触，用于隔热、阻挡气流，同时具有二重密封效果。隔热圈28可设置多个，本实施例隔热圈28设置两个，隔热圈28固定在炉头密封箱3朝向炉管4一端的端面上。
本实施例中，测温装置8包括测温热偶探头81和耐温触头82，测温热偶探头81贯穿于炉管4上并与陶瓷内衬11外壁接触，耐温触头82穿设于保温体6上，并指向测温热偶探头81，测温热偶探头81通过耐温触头82将信号传递至加保温体6外部。这种测温结构，测温热偶探头81可直接获取陶瓷内衬11外壁的温度，从而使得测温更加精准。
本实施例中，加热装置7为螺旋状绕设于炉管4外的电阻丝，电阻丝嵌设于保温体6内壁上，电阻丝设置为多段，沿炉管4轴向均匀布置。每段可以单独加热控温。电阻丝通过镶嵌于保温体6内壁的沟槽(图中未示出)内进行固定。
本实施例中，水冷装置9底部设有用于收集炉管4外壁冷却水的接水槽91，喷头32为喷淋管，喷淋管上沿炉管4轴向方向均布有喷水孔，喷水流量可以通过阀门控制，喷淋水喷洒在炉管4外壁带走热量后，顺流汇集在接水槽91内，再排至外部。
本实施例中，进料器2通过波纹管17与炉头密封箱3连接，炉头密封箱3可移动的设于安装平台1上。波纹管17可以弥补炉头密封箱3轴向移动引起的位置误差。
本实施例中，炉尾密封箱10内还设有观察口34、测压阀35，主要用于观察炉管4内部粉体运行情况、测量箱体内部压力情况。炉头密封箱3内设有卸灰口36，主要用于排出炉管4内粉体烧结后的灰尘。
本实施例中，炉管支承装置5包括两组，其位于炉管4下侧，用于承托和支撑炉管4的旋转运动，且保证炉管4不沿轴向滑脱。除本实施例外，炉管支承装置5还可以设置三组及三组以上。保温体6由上下两半构成，上半部分可以通过连接在下半部分的铰链开合。
本实施例中，安装平台1下端设有底座18，安装平台1一端通过铰链座37铰接于底座18上，另一端通过升降组件19与底座18连接。底座18设于安装平台1下方，起到承托安装平台1的作用。升降组件19可以调节安装平台1与地面的倾角，升降组件19通过电动推板(或者手动丝杆、或者气缸、液压缸等)的顶升或下降使得安装平台1绕着铰链座37转动，从而调节倾角。
本实施例中，底座18内还设有电气控制装置(图中未示出)。升降组件19通过电气控制装置控制，可以根据烧结工艺要求，按照既定的时间节点改变倾角。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高温气氛回转炉，其特征在于：包括安装平台(1)、进料器(2)、炉头密封箱(3)、炉管(4)、炉管支承装置(5)、保温体(6)、加热装置(7)、测温装置(8)、水冷装置(9)和炉尾密封箱(10)，所述炉管(4)的两端分别装设于炉头密封箱(3)和炉尾密封箱(10)内，并通过炉管支承装置(5)承托，所述进料器(2)穿过炉头密封箱(3)伸入至炉管(4)内部，所述保温体(6)套于炉管(4)外部，所述水冷装置(9)设于保温体(6)与炉尾密封箱(10)之间，且所述水冷装置(9)设有多个朝向所述炉管(4)外壁的喷头(32)，所述加热装置(7)设于炉管(4)外壁与保温体(6)内壁之间，所述进料器(2)、炉头密封箱(3)、炉管支承装置(5)、保温体(6)、水冷装置(9)、炉尾密封箱(10)均设于安装平台(1)上，所述炉管(4)内壁设有陶瓷内衬(11)，所述测温装置(8)设于保温体(6)上，并穿过炉管(4)与陶瓷内衬(11)接触，所述炉尾密封箱(10)设有卸料口(12)。
2.根据权利要求1所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述炉尾密封箱(10)内设有补气管(13)，所述补气管(13)至少设置两根，一根通入炉管(4)内，另一根通入卸料口(12)，所述炉头密封箱(3)的顶部设有排气口(14)。
3.根据权利要求1所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述炉管(4)内设有多个挡火隔板(15)，所述多个挡火隔板(15)沿轴向间隔布置于陶瓷内衬(11)上，相邻两个挡火隔板(15)之间错开180°。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述炉头密封箱(3)与炉管(4)之间设有密封组件(20)，所述密封组件(20)包括第一摩擦环(21)、第二摩擦环(22)、摩擦片(23)、压盘(24)、导杆(25)和弹簧(26)，所述摩擦片(23)固定套于设于炉管(4)上，所述压盘(24)套于炉管(4)外周，且通过导杆(25)固定在炉头密封箱(3)上，所述第一摩擦环(21)设于炉头密封箱(3)与摩擦片(23)之间且紧贴摩擦片(23)，所述第二摩擦环(22)设于摩擦片(23)与压盘(24)之间且紧贴于摩擦片(23)，所述导杆(25)的尾部设有调节螺母(27)，所述弹簧(26)套于导杆(25)上，并抵设于压盘(24)与调节螺母(27)之间。
5.根据权利要求4所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述导杆(25)通过连接板(29)固定于炉头密封箱(3)朝向炉管(4)一端的端面，所述连接板(29)与炉头密封箱(3)朝向炉管(4)一端的端面之间形成第一空腔(30)，所述摩擦片(23)与炉头密封箱(3)朝向炉管(4)一端的端面之间设有隔热圈(28)，所述隔热圈(28)位于第一空腔(30)下方，所述第一空腔(30)与隔热圈(28)内均用散棉(31)填充。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述测温装置(8)包括测温热偶探头(81)和耐温触头(82)，所述测温热偶探头(81)贯穿于炉管(4)上并与陶瓷内衬(11)外壁接触，所述耐温触头(82)穿设于保温体(6)上，并指向测温热偶探头(81)。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述加热装置(7)为螺旋状绕设于炉管(4)外的电阻丝，所述电阻丝嵌设于保温体(6)内壁上，所述电阻丝设置为多段，沿炉管(4)轴向均匀布置。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述水冷装置(9)底部设有用于收集炉管(4)外壁冷却水的接水槽(91)，所述卸料口(12)设有卸料交替阀，所述卸料交替阀包括两个上下布置的蝶阀(16)。
9.根据权利要求1至3任意一项所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述进料器(2)通过波纹管(17)与炉头密封箱(3)连接，所述炉头密封箱(3)可移动的设于安装平台(1)上。
10.根据权利要求1至3任意一项所述的高温气氛回转炉，其特征在于：所述安装平台(1)下端设有底座(18)，所述安装平台(1)一端铰接于底座(18)上，另一端通过升降组件(19)与底座(18)连接。
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