CN113677943A - 用于材料的热处理或热化学处理的装置和方法 - Google Patents

用于材料的热处理或热化学处理的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于材料(12)特别是电池阴极材料(14)的热处理或热化学处理特别是煅烧的装置，其包括壳体(16)和位于所述壳体(16)中的工艺室(20)，在该工艺室中在处理时产生工艺室气氛(54)，并且该工艺室限定了输送水平面(116)。通过输送系统(28)，所述材料(12)或装载有所述材料(12)的承载结构(44)在所述输送水平面(116)上沿输送方向(30)被输送到所述工艺室(20)中和/或被输送通过该工艺室。入口闸部(26)限定了入口水平面(118)，并且包括闸部室(62)、闸部入口(64)和闸部出口(66)以及入口输送机(106)，其经过设计，使得所述材料(12)或装载有所述材料(12)的承载结构(44)可在所述入口水平面(118)上被输送通过闸部入口(66)进入所述闸部室(62)中。所述输送水平面(116)和所述入口水平面(118)彼此不同。还提出了一种用于材料(12)特别是电池阴极材料(14)的热处理或热化学处理特别是煅烧的方法，其中，在所述输送水平面(116)和所述入口水平面(118)上在不同的高度上输送所述材料(12)或装载有材料(12)的承载结构(44)。

Description

用于材料的热处理或热化学处理的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于材料特别是电池阴极材料的热处理或热化学处理特别是煅烧的装置，其具有：
a)壳体；
b)位于壳体中的工艺室，在该工艺室中在处理时产生工艺室气氛，并且该工艺室限定了输送水平面(Foerderniveau)；
c)输送系统，通过该输送系统可将材料或装载有材料的承载结构在输送水平面上沿输送方向输送到和/或输送穿过工艺室；
d)入口闸部，它规定了入口水平面，并且，
da)包括闸部室、闸部入口和闸部出口；
db)包括入口输送机，其经过设计，从而可将材料或装载有材料的承载结构在入口水平面上经由闸部入口输送到闸部室中。
本发明还涉及一种用于材料特别是电池阴极材料的热处理或热化学处理特别是煅烧的方法，其中，
a)把材料或装载有材料的承载结构在输送水平面上输送通过用于热处理材料的装置的工艺室，在该工艺室中存在着工艺气体气氛；
b)把材料或装载有材料的承载结构在入口水平面上输送到入口闸部的闸部室中。
背景技术
在这种装置中和采用这种方法，例如在锂离子电池的生产中，在含氧气氛中对粉末状阴极材料进行煅烧。粉末状阴极材料例如是在炉子中煅烧成锂过渡金属氧化物的含锂的过渡金属前体物。在此过程中，根据使用的是氢氧化锂前体物还是碳酸锂前体物而定，从含锂的过渡金属前体物中释放出水或二氧化碳CO2作为废气。
但原则上，开篇所述类型的装置和方法也用于其他材料的热处理，这些材料例如也可以是必须相应地在工艺气体的影响下予以热处理或热化学处理的工件。
这种炉子中的温度可以高达1200℃。下面将以热处理上述阴极材料为例说明本发明。在实践中对这些材料煅烧的温度以本身已知的方式取决于待处理的材料和所用炉子的类型。
由于工艺室中的工艺室气氛，这种材料为了处理只能在经过入口闸部的途中被供应，该入口闸部通常是所谓的双门闸部。
用于将材料或装载有材料的承载结构输送经过工艺室的输送系统，通常包括沿输送方向布置在工艺室入口之前的构件和组件。出于这个原因，入口闸部通常相对于输送方向从旁侧被装料。但在这种情况下，对于输送技术已经需要相对较大的设施面积，在进入入口闸部之前，借助于该设施面积放置材料或装载有材料的承载结构。这将在下面参考图6再次介绍。
发明内容
本发明的目的是，提出开篇所述类型的装置和方法，通过它们可以在安装装置时节省结构空间。
在开篇所述类型的装置中，该目的通过以下方式实现：
e)输送水平面和入口水平面不同。
因此，输送水平面和入口水平面在不同的高度。已经认识到，通过这种方式可行的是，布置输送系统的输送设备既用于输送经过工艺室、又用于输送到闸部区域中，而不会相互干扰，从而也可以在输送方向上给入口闸部装料。
在此特别有利的是，输送水平面低于入口水平面。
入口闸部优选地包括具有输送结构的提升机构，通过该提升机构可将材料或装载有材料的承载结构从入口水平面移动到输送水平面。
在此，输送结构优选地包括至少一个承载台或至少一个夹持单元。
入口输送机有利地经过设计，使得材料或装载有材料的承载结构可在入口水平面上被输送到提升机构的输送结构。
在第一变型中，闸部入口和闸部出口可以被布置为，使得这两者可在相同的方向上被材料或被装载有材料的承载结构穿过。
在这种情况下，闸部入口和闸部出口可优选地在输送方向上被材料或被装载有材料的承载结构穿过。
在第二变型中，闸部入口和闸部出口可以被布置为，使得它们可沿不同方向被材料或被装载有材料的承载结构穿过。
在这种情况下有利的是：
a)至少闸部入口或闸部出口被布置为，使得其可沿输送方向被材料或被装载有材料的承载结构穿过；
和/或，
b)至少闸部入口或闸部出口被布置为，使得其可在竖直方向上被材料或被装载有材料的承载结构穿过。
如果输送系统包括具有驱动组件的驱动机构，则上述方案可以有利地实施，这些驱动组件沿输送方向在装置外部布置在工艺室入口之前。
入口闸部优选地经过设计，从而可在闸部室中进行气氛交换。
在开篇所述类型的方法中，上述目的通过以下方式实现：
c)材料或装载有材料的承载结构在不同高度的输送水平面和入口水平面上被输送。
优选地，在材料或装载有材料的承载结构被引进工艺室中时，在闸部室中进行气氛交换。
有利地，在进行气氛交换期间，材料或装载有材料的承载结构在闸部室中从入口水平面移动到输送水平面。
优选为所述目的使用具有一些或全部上述特征的装置。
附图说明
下面借助附图更详细地介绍本发明的实施例。在这些附图中：
图1示出了根据第一实施例的带有入口闸部的连续炉的入口区域的竖直纵剖视图；
图2示出了图1的连续炉的俯视图；
图3A～3F示出了在将材料引进根据图1的连续炉中期间的不同阶段；
图4示出了根据第二实施例的带有入口闸部的连续炉的入口区域的竖直纵剖视图；
图5A～5F示出了在将材料引进根据图4的连续炉中期间的不同阶段；
图6示出了根据现有技术的连续炉的相应于图2的俯视图；
图5示出了根据图1或图3的连续炉的俯视图；
图6示出了根据现有技术的连续炉的俯视图。
具体实施方式
首先参考图1、2和5。在这些图中，10表示用于对材料12进行热处理的装置。在下文中，为了简单起见，该装置10被称为炉子10。
材料12例如可以是开头所述的电池阴极材料14，其在电池制造时必须在炉子10中通过热处理被煅烧。
炉子10包括限定内室18的壳体16，工艺室20位于该内室中。当前，壳体16限定了工艺室20。必要时，炉子10的内室18可以由单独的围绕壳体16的壳体限定。
工艺室20在壳体16的入口22和出口24之间延伸，其中，出口24仅在图1中示出。在工艺室20的入口22处有入口闸部26。利用入口闸部26确保工艺室20中的气氛与环境气氛分开。在出口24处有出口闸部，但该出口闸部未单独示出，并且可以按本身已知的方式设计。必要时，出口闸部原则上也可以按照如下面针对入口闸部26所述的方式进行设计。
材料12借助输送系统28沿输送方向30被输送通过工艺室20，输送方向30仅在图1、2、4和6中用箭头示出。炉子10设计为连续炉，特别是推料式炉子，其中，输送系统28把材料12输送通过炉子10。为此，输送系统28包括多个输送带32，如本身已知的那样，多个支撑基底34、即所谓的托盘，沿着这些输送带被推动。在这些图中，分别只给一个支撑基底34标上附图标记。从图2中可以看出，在本实施例中存在四个平行的输送带32。但也可以设置仅一个、两个或三个或多于四个例如五个至八个输送带32。
输送系统28包括具有驱动组件的驱动机构36，这些驱动组件沿输送方向30在工艺室20的外部布置在其入口22之前。在本实施例中，驱动机构36被设计为推动机构，其中，马达驱动的推动冲头38通过传动杆40与驱动马达42联接，并且其属于这种驱动组件。根据输送带32的数量，推动冲头38将并排布置的支撑基底34通过入口22推入到工艺室20中。在此，这些支撑基底34中的每一个都顶接相应的输送带32的在输送方向28上的已经位于工艺室20中的第一个支撑基底34，由此把位于工艺室20中的所有支撑基底34都继续推动一个位置，并且把在输送方向28上的最后一个支撑基底34通过出口24从工艺室20中推出。通常，驱动机构36液压地工作，并且驱动马达42是相应的液压缸，其中，传动杆40被设计为一种活塞杆。
在未特意示出的变型中，连续炉的其他本身已知的方案也是可行的，例如所有类型的辊式炉、输送带式炉、链式连续炉、直通炉等。替代地，炉子10也可以设计为只有一个入口的间歇炉。在这种情况下，入口闸部26也构成出口闸部，并且材料12的各个批次经由该入口沿输送方向30被输送到工艺室20中，进行热处理，然后又沿与输送方向30相反的方向经由入口从工艺室20离开，并以此方式整体地被输送通过工艺室20。为此，相应地存在输送机构，从而可以在两个方向上输送各批次的材料12。
材料12可以根据其特性，借助于输送系统28被输送，并且在此例如直接放置到支撑基底34上。这例如当材料12是结构工件时是可能的。
在当前的实施例中，设置了装载有材料12的承载结构44，这些承载结构在电池阴极材料14的情况下构造为燃烧罩46，其在英语术语中被称为Saggar(烤箱)。这些承载结构44可以多层地上下叠置成架子状的输送支架48，其中，在当前的实施例中，每四个装载有电池阴极材料14的承载结构44形成输送支架48，并且每一个支撑基底34都承载有这种输送支架48。也可考虑每个输送支架48有两个、三个或多于四个例如五个、六个或更多个层面；可能的层面数主要取决于工艺室20和承载结构44的结构高度。在一种变型中，输送支架48是单独的构件，例如由金属或陶瓷制成，其在多个层面接纳承载结构44。
承载结构44以及因此还有燃烧罩46经过设计，使得在多个承载结构48彼此上下堆叠时，在输送支架48中保留着流动通道50，从而承载结构44的或燃烧罩46的相应的内室与工艺室20内部的环境在流体技术上保持连接，在该内室中安置着材料12。在这里所示的实施例中，沿输送支架48的环周方向，在四个现有侧面中的每个侧面上分别存在有流动通道50，使得沿着或逆着输送方向的液流和横向于输送方向的液流进入承载结构44或燃烧罩46中。在图1中，部件44～50仅在图1中最右侧所示的输送支架上标有附图标记。
炉子10包括仅在图1中示出的加热系统52，利用该加热系统可加热在工艺室20中存在的工艺室气氛54。为此，加热系统52例如以本身已知的方式包括布置在工艺室20中但未特意示出的多个电加热部件。为清楚起见，也未示出其他必要的和已知的组件。
在热处理材料12时，会产生必须从工艺室20中排出的废气。在煅烧电池阴极材料14时，作为废气例如产生上述水或二氧化碳CO2。此外可以释放含锂相。
为了能够从工艺室20中去除废气，存在同样仅标出的抽吸系统56，其包括在壳体16中例如在其底部的未特意示出的抽吸开口，通过这些抽吸开口可以从工艺室20吸出废气。此处，为了清楚起见，这里也未特意示出必要且本身已知的组件，如鼓风机、管线、过滤器等。
在炉子10中可以热处理材料12，在其热处理时需要工艺气体。对于所提及的电池阴极材料14，为了高效的煅烧，例如需要氧O2，其以经调处空气的形式吹入到工艺室20中。在这种情况下，空气于是形成了这种工艺气体。其中所含的氧气O2在形成金属氧化物时被反应，并产生水或二氧化碳CO2。在其他工艺中可能需要其他工艺气体。对于有些工艺，需要富含氧气的空气或纯氧气；这种工艺气体的氧气份额可能为21％至100％。也可以把惰性气体理解为对于顺利的热处理所必需的工艺气体。
因此，炉子10包括又仅仅标出的工艺气体系统58，借助该工艺气体系统可以将对于热处理材料12所需的工艺气体供应给工艺室20。工艺气体系统58经过设计，使得工艺气体穿过承载结构44的流动通道50到达材料12。
为了保持含氧的气氛，因此借助工艺气体系统58将新鲜的工艺气体供应给工艺室20，并且通过借助抽吸系统56连续地或间歇地抽吸工艺室气氛54而把所产生的水或二氧化碳CO2从燃烧室中去除。
材料12或装载有材料12的承载结构44在通过入口闸部26的途中被输送到工艺室20中。入口闸部26设计为双门闸部60，包括带有闸部入口64和闸部出口66的闸部室62。根据功能，闸部出口66在空间上与工艺室20的入口22重合。于是如果下面提及闸部出口66被关闭或打开，则工艺室20的入口22也同时被关闭或打开。在这里所示的实施例中，闸部室62沿输送方向30在闸部入口64和闸部出口66(所述闸部入口64和闸部出口66在输送方向30上彼此相对)之间延伸。
闸部入口64和闸部出口66被布置为，使得二者沿相同方向被材料12或被装载有材料12的承载结构44穿过。在当前的实施例中，材料12或装载有材料12的承载结构44沿输送方向30既穿过闸部入口64，又穿过闸部出口66。
如在图1中可看出，驱动机构36的推动冲头38布置在闸部室62中。从那里，驱动机构36的传动杆40穿过输入闸部26的用68表示的壁从闸部室62向外延伸到布置在炉子10的外部环境中的驱动马达42。一般而言，驱动机构36不仅包括在工艺室20外部的驱动组件，而且包括布置在炉子10外部的驱动组件；在当前的实施例中，这种驱动组件包括传动杆40的位于外部的部分以及驱动马达42，这些部分由于它们的运动而可变。
在闸部入口64处存在带有闸部入口门72的闸部入口门机构70，通过该闸部入口门机构，闸部入口64可以有选择地气密地关闭或打开。因此，闸部室62能够气密地与炉子10的外部环境分离或与其连接。
在闸部出口66处，以相应的方式存在具有闸部出口门76的闸部出口门机构74，通过该闸部出口门机构可以有选择地气密地关闭或打开闸部出口66。闸部室62因此可以气密地与工艺室20分离或与其连接。
可以使用辊式闸门、升降门或滑动门既作为闸部入口门72，又作为闸部出口门76。这些门也可以是多部分的。这里示范性地示出了一体式的辊式闸门。
入口闸部26经过设计，从而可以在闸部室62中进行气氛交换。
入口闸部26包括循环系统78，该循环系统一方面通过大气管线80将闸部室62与工艺室20连接，另一方面通过空气管线82将闸部室62与炉子10的外部环境连接。在大气管线80上设置有阀84和鼓风机86，鼓风机可以可选地朝向闸部室62或朝向工艺室20输送。空气管线82包括阀88和鼓风机90，鼓风机可以可选地朝向闸部室62或朝向炉子10的外部环境输送。控制器92控制阀84、88和鼓风机86、90。
由于在工艺室20中执行的工艺，工艺室气氛54可能被一些物质加载，这些物质使得工艺室气氛54难以处理。在这种情况下优选的是，不从工艺室20中抽出工艺室气氛54，以便充满闸部室62。确切地说，在一种变型中，闸部室62因此也可以充满对应于未被加载的工艺气体气氛的新鲜辅助气氛，该辅助气氛不是取自工艺室20，而是来自单独的源头94，该源头在图1中通过由虚线示出的管线与大气管线80的阀84连接，该阀在这种情况下被设计为三通阀。
沿输送方向30观察，在闸部入口64的前面有接纳区域96，在该接纳区域中，材料12或装载有材料12的承载结构44在它们被输送进入炉子10中之前，根据现有的输送带32在横向于输送方向30的方向上彼此并排排列。为此，炉子10包括只能在图2中看到的相应的带有进料输送机100的进料系统98。对于这里使用的承载结构44，在进料输送机100和接纳区域96之间设置了堆叠区域102，在该堆叠区域中，各燃烧罩42上下堆叠并且放置到支撑基底34上。进料输送机100平行于输送路段32在炉子10外部延伸。例如，进料输送机100可以设计为辊带式输送机。堆叠区域102在横向于输送方向30的方向上位于接纳区域96的旁侧，使得承载结构44在横向于输送方向30的方向上从堆叠区域102被输送到接纳区域96中，并定位在那里。为此，接纳区域96例如可以配备有滚子104，这些滚子平行于输送方向30延伸，如图1中可见。
入口闸部26包括入口输送机106，该入口输送机经过设计，从而材料12或装载有材料12的承载结构44在输送方向30上经由闸部入口66被输送到闸部室64中。为此，本实施例中的入口输送机106包括入口驱动机构108作为输送装置。在本实施例中，入口驱动机构108——如同输送系统28的驱动机构36——被设计为推动机构，并且包括入口推动冲头110，该入口推动冲头根据输送带32的数量把并排布置的多个支撑基底34经由闸部入口66推入到闸部室64中。入口推动冲头110通过推动杆112与驱动马达114连接。在未特意示出的变型中，入口输送机106也可以根据替代的输送机方案来构造，并且例如设计为辊带式输送机等。
工艺室20限定了输送水平面116，在该输送水平面上，材料12或装载有材料12的承载结构44被输送通过工艺室20。输送水平面116在此由工艺室20中的输送带32规定。入口闸部26限定入口水平面118，材料12或装载有材料12的承载结构44在该入口水平面上穿过闸部入口64被输送到闸部室62中。输送水平面116和入口水平面118仅在图1中示出，并且标有附图标记。
输送水平面116和入口水平面118彼此不同，因此位于不同的高度。闸部入口64和闸部出口66因此在输送方向30上彼此相对，但是参照它们对于材料12或装载有材料12的承载结构44的通过横截面位于不同的高度水平。闸部入口64和闸部出口66在入口水平面118以及输送水平面116的不同高度水平被材料12或被装载有材料12的承载结构44穿过。
在本实施例中，输送水平面116低于入口水平面118。然而，在未特意示出的变型中，输送水平面116也可以高于入口水平面118。
材料12或装载有材料12的承载结构44因此借助入口输送机106在入口水平面118上被输送到闸部室62中。在闸部室62中，材料12或装载有材料12的承载结构44从入口水平面118移动到输送水平面116，然后借助输送系统28被输送通过工艺室20。
为了将材料12或装载有材料12的承载结构44从入口水平面118移动到输送水平面116，入口闸部26包括具有输送结构122的提升机构120，所述输送结构可在入口水平面118与输送水平面116之间移动。为此，输送结构122与升降驱动器124联接。在本实施例中，输送结构122被设计为与提升杆128连接的承载台126，该提升杆可由驱动单元移动。
提升驱动器124还可以具有绳索、链条、压力缸、剪切部件、偏心轮等形式的驱动部件。
承载台126可以补充地配备有用于材料12或用于装载有材料12的承载结构44的接纳部件，其形式例如为滑条、辊体等。也可以设置止挡或其他对准辅助件和引导件，其也可以是可移动的。
提升杆128穿过入口闸部26的底部向下延伸至布置在外部的驱动单元130。提升杆128也可以是一体的，但也可以构造成伸缩杆，并且例如与液压的驱动单元130配合工作。也可以存在有几个平行的提升杆128，它们支撑着承载台126。
在当前的实施例中，材料12或装载有材料12的承载结构44的移动借助于提升机构120在垂直于输送方向30的竖直方向上发生。在未特意示出的变型中，该移动还可以包括向着或逆着输送方向30的运动分量。
图3A～3F现在示出了装载有材料12的承载结构44关进到炉子10的工艺室20中，其中，仅仅下面提到的构件和组件(如果它们在图3A～3F中示出)标有附图标记。为清楚起见，此处并未示出图1中所示的所有构件和组件。下面针对各个流程或过程，说明了一个单独的流程或过程大致需要多少秒的时长[秒]。这些时长只是示范性的，旨在辅助性地说明各个流程和各个过程处于怎样的时间关系。然而，分别所需的时长在实践中可能与此不同，并且取决于特别是输送技术和循环系统78及随之移动的体积的具体的构造特征。
在根据图3A的初始情况下，闸部入口门72在闸部入口64处打开，并且闸部出口门76在闸部出口66处或在工艺室20的入口22处关闭；在闸部室62中存在环境气氛。入口闸部26的提升机构120的输送结构122位于入口水平面118上，并且在接纳区域96中，承载结构44A在每一个支撑基底34上位于相应的输送带32的延伸段中，如上面所述和在图2中可以看出。
现在激活入口输送机106，承载结构44A在大约5秒内从接纳区域96通过闸部入口64移动到闸部室62中，并且在那里移动到输送结构122上，如图3B所示。在具体示出的实施例中，入口推动冲头110在大约2秒内又移动回到其初始位置。
闸部入口门72在大约3秒内关闭，如图3C所示。循环系统78经过控制，使得环境气氛从闸室62挤出，并且被工艺室气氛54或来自源头94的辅助气氛代替。在这里所示的大小比例情况下，该过程持续大约120秒。在闸室的不同尺寸的情况下，该过程的持续时间相应地变化。
优选同时地或必要时也随后地，操纵提升机构120，使得材料12或装载有材料12的承载结构44A从入口水平面118移动到输送水平面116；参见图3D。当前，为此使得输送结构122在大约10秒内下降。
图3E图示，输送结构122现在已经到达输送水平面116，闸部出口门76已经在大约3秒内打开，并且材料12或装载有材料12的承载结构44A借助输送系统28从闸部室62穿过入口22输送到工艺室20中。在此，已经位于工艺室20中的承载结构44分别被进一步推动一个位置，如上所述。
为此，驱动机构36的推动冲头38首先朝向带有承载结构44A的支撑基底34起始移动持续约2秒，然后快速持续进给约19秒，直到承载结构44A到达位于工艺室20中的承载结构44，随后是持续70秒的缓慢进给运动。
同时并且必要时已经从可触及接纳区域96的那一刻起，承载结构44B位于闸部入口64之前。
在承载结构44A已经完全输送到工艺室20中之后，推动冲头38在大约17秒内缩回，闸部出口门76在大约3秒内关闭，并且循环系统78经过控制，从而来自闸部室62的气氛被输送到工艺室20中。替代地，如果闸部室62中的气氛允许的话，可以通过在大约10秒内打开闸部入口门72来进行这种交换。提升机构120的输送结构122又从输送水平面116移动到入口水平面118，并且在当前为此在大约10秒内升高。图3F示出了这一点。这可以相对于在闸部室62中的气氛交换同时地或随后地发生。
当输送结构122又处于入口水平面118上时，再次出现图3A中所示的情况，并且可以执行进一步的闸动过程。
对于这种闸动过程，总共需要大约256秒。
图4和5示出了作为第二实施例的装置10'，其在下文中被称为炉子10'。功能上相互对应的组件具有与在根据图1～3的炉子10的实施例中相同的附图标记。未示出工艺室20的出口24。
与炉子10不同，在炉子10'中，闸部入口64和闸部出口66或与其在空间上重合的工艺室20的入口22在输送方向30上彼此不相对。闸部入口64和闸部出口66被布置为，使得它们可以沿不同方向被材料12或被装载有材料12的承载结构44穿过。
闸部室62设置在闸部出口66上方，或者换言之，闸部出口66设置在闸部室62的底部。闸部出口门76在其关闭位置在水平的层面中延伸。因此，在材料12或装载有材料12的承载结构44被引进时，仅闸部入口64在输送方向30上被穿过；闸部出口66在与输送方向30不同的方向上被穿过。这在本实施例中是竖直方向。
在这里，输送水平面116也因此低于入口水平面118。
在未特意示出的变型中，闸部室62也可以布置在闸部出口66下方，这导致输送水平面116高于入口水平面118。在其他未特意示出的变型中，替代地或补充地，闸部室62也可以布置在闸部入口64之下或之上。在这些情况下，作为入口水平面118，可考虑闸部入口64的水平面作为参考。
对于炉子10'，传动杆40不延伸穿过入口闸部26的壁，而是延伸穿过工艺室20的用132表示的端壁、从工艺室20向外延伸到布置在炉子10'的外部环境中的驱动马达42。
提升机构120的输送结构122包括一个或多个夹持单元134，用于材料12或用于装载有材料12的承载结构44。在本实施例中，对于接纳材料12或装载有材料12的承载结构44的每个接纳基底34，存在一个单独的夹持单元134，该夹持单元可以有选择地将接纳基底34与材料12一起或与装载有材料12的承载结构44一起保持住或松开。
为此，或者对于材料12或装载有材料12的没有支撑基底34的承载结构44，夹持单元134例如可以包括可在保持位置和松开位置之间移动的保持部件136。在保持位置，保持部件136经过布置和定向，使得材料12或装载有材料的承载结构12、或者支撑基底34可以被承载。在放开位置，保持部件136经过定向，使得夹持单元134可以移动经过材料12或装载有材料12的承载结构44。
一个或多个这种夹持单元134可以作为一种夹持悬挂物与提升杆128连接，该提升杆在此向上延伸穿过入口闸部26的顶盖到达驱动单元130。提升杆128在此也可以设计为伸缩杆，并且例如与液压驱动单元130配合工作。也可以存在有多个提升杆128。
图5A～5F现在示出了将装载有材料12的承载结构44引进到炉子10'的工艺室20中，其中，同样仅给下文提到的构件和组件(如果它们在图5A～5F中示出)标有附图标记。为清楚起见，那里并未示出图4中所示的所有构件和组件。对于各个流程和过程所需的时长可以在量级上对应于针对图3A～3F介绍的时长。然而，闸部室62中的气氛交换可以在大约80秒内发生，因此更快，因为炉子10'的闸部室62小于炉子10的闸部室62。
在根据图5A的初始情况下，闸部入口门72在闸部入口64处打开，并且闸部出口门76在闸部出口66处或在工艺室50的入口22处关闭；在闸部室62中存在着环境气氛。入口闸部26的提升机构120的输送结构122位于入口水平面118上；保持部件136处于保持位置。在接纳区域96中，承载结构44A在每一个支撑基底34上都位于相应的输送带32的延伸段中，如上文已经描述的，并且可在以炉子10为例的图2中看出。
现在激活入口输送机106，并且承载结构44A在大约5秒内从接纳区域96通过闸部入口64移动到闸部室62中，并在那里移动到输送结构122上，如图5B所示。在具体示出的实施例中，入口推动冲头110在大约2秒内又移动回到其初始位置。
闸部入口门72在大约3秒内关闭，如图5C所示。循环系统78经过控制，使得来自闸室62的环境气氛被挤出，并且被工艺室气氛54或来自源头94的辅助气氛代替；这大约持续所述的80秒。在闸室的不同尺寸的情况下，该过程的持续时间相应地变化。
如图5D所示，现在闸部出口门76在大约3秒内打开，然后操纵提升机构120，使得材料12或装载有材料12的承载结构44A从入口水平面118移动到输送水平面116。在当前，输送结构122在大约10秒内竖直下降，并且材料12或装载有材料12的承载结构44在此穿过闸部出口66和工艺室20的入口22。
与根据图1～3的炉子10不同，对于炉子10'，材料12或装载有材料12的承载结构44因此不借助输送系统28移动通过工艺室20的入口22，而是借助于入口闸部26的提升机构120。
图5E示出了保持部件136现在移动到它们的放开位置，这需要大约2秒，并且输送结构122经过材料12或装载有材料12的承载结构44向上移动回到闸部室62中；为此大约需要10秒钟。
然后，闸部出口门76在大约3秒内关闭。
现在，材料12或装载有材料12的承载结构44A借助输送系统28在工艺室20中沿输送方向30移动，其中，又有推动冲头38的2秒的起始时间、19秒的快速进给和70秒的缓慢进给。在此，已经位于工艺室20中的承载结构44分别进一步推动一个位置，如上所述；图5F示出了这一点。然后，推动冲头38在大约17秒内又移回。
同时，即在闸部出口门76已经关闭之后，循环系统78经过控制，从而把来自闸部室62的气氛输送到工艺室20中。
同样同时地且必要时已经从接纳区域96可触及的那一刻起，承载结构44B在那里位于闸部入口64之前。
此后，使得周围大气进入闸部室62中，并且打开闸部入口门72；图5A中所示的情况再次出现，并且可以执行进一步的闸动过程。
由于在闸部出口门76关闭之后发生的在闸部室62和工艺室20中的流程和过程并行地进行，因此相比于炉子10，炉子10'中的闸动过程可以在整体上更快地在大约一半的时间内执行。
图6示出了一种市场上已知的炉子，其中，功能上对应的构件和组件为了简单起见具有相同的在图1～5中为此分配的附图标记。闸部室62在那里在垂直于输送方向30的方向上被供料。如图6所示，为此必须在入口闸部26旁侧提供接纳区域96，其具有垂直于输送方向30延伸段，该延伸段对应于现有的输送带32的在垂直于输送方向30的方向上的延伸段。
相比之下，在炉子10和10'的情况下，节省了对于根据图6的现有技术的炉子在垂直于输送方向30的方向上所需的面积。根据本发明，这是通过如下方式来实现的：无论入口闸部26还是工艺室20都可在输送方向30上被供料。这又通过如下方式来实现：入口水平面118和输送水平面116是不同的，由此入口闸部26和工艺室20的布置在炉子10外部的驱动组件同样可以设置在不同的高度水平面，而不会彼此干扰。
原则上，工艺室20可以作为过压系统工作，从而不存在外部大气进入工艺室20中的风险，所述大气会干扰在工艺室20中执行的工艺。
在优选的变型中，特别是关于电池阴极材料的煅烧，入口闸部26被制成不含金属，因为大气中的痕量金属就已经会特别是敏感地干扰煅烧过程。为此，构件和组件已经可以由非金属材料如陶瓷或塑料制成。替代地，入口闸部26的构件和组件也可以涂覆或包覆相应的非金属材料。可移动构件如传动杆40例如可以用波纹管等包围。

Claims (15)

1.一种用于材料(12)特别是电池阴极材料(14)的热处理或热化学处理特别是煅烧的装置，具有：
a)壳体(16)；
b)位于所述壳体(16)中的工艺室(20)，在该工艺室中在处理时存在着工艺室气氛(54)，并且该工艺室限定了输送水平面(116)；
c)输送系统(28)，通过该输送系统，所述材料(12)或装载有所述材料(12)的承载结构(44)在所述输送水平面(116)上沿输送方向(30)被输送到所述工艺室(20)中和/或被输送通过该工艺室；
d)入口闸部(26)，其限定了入口水平面(118)，并且
da)包括闸部室(62)、闸部入口(64)和闸部出口(66)；
db)包括入口输送机(106)，其被设计为，使得所述材料(12)或装载有所述材料(12)的承载结构(44)能够在所述入口水平面(118)上被输送通过闸部入口(66)进入所述闸部室(62)中；
其特征在于，
e)所述输送水平面(116)和所述入口水平面(118)彼此不同。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输送水平面(116)低于所述入口水平面(118)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述入口闸部(26)包括具有输送结构(122)的提升机构(120)，借助该提升机构，所述材料(12)或装载有材料的承载结构(44)能够从所述入口水平面(118)移动到所述输送水平面(116)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述输送结构(122)包括至少一个承载台(126)或至少一个夹持单元(134)。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述入口输送机(106)经过设计，使得所述材料(12)或装载有材料(12)的承载结构(44)能够在所述入口水平面(118)上输送到所述提升机构(120)的输送结构(122)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述闸部入口(64)和所述闸部出口(66)被布置为，使得二者在相同的方向上被所述材料(12)或被装载有材料(12)的承载结构(44)穿过。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述闸部入口(64)和所述闸部出口(66)能够在所述输送方向(30)上被所述材料(12)或被装载有材料(12)的承载结构(44)穿过。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述闸部入口(64)和所述闸部出口(66)被布置为，使得它们在不同的方向上被所述材料(12)或被装载有材料(12)的承载结构(44)穿过。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，
a)至少所述闸部入口(64)和所述闸部出口(66)中的一个被布置为，使得其能够在输送方向(30)上被所述材料(12)或被装载有材料(12)的承载结构(44)穿过；
和/或，
b)至少所述闸部入口(64)和所述闸部出口(66)中的一个被布置为，使得其能够在竖直方向上被所述材料(12)或被装载有材料(12)的承载结构(44)穿过。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述输送系统(28)包括具有驱动组件(40、42)的驱动机构(36)，所述驱动组件沿输送方向(30)在所述装置(10、10')的外部布置在所述工艺室(20)的入口(22)之前。
11.如权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述入口闸部(26)被设计为使得能够在所述闸部室(62)中进行气氛交换。
12.一种用于材料(12)特别是电池阴极材料(14)的热处理或热化学处理特别是煅烧的方法，其中，
a)把所述材料(12)或装载有所述材料(12)的承载结构(44)在输送水平面(116)上输送通过用于热处理所述材料(12)的装置(10)的工艺室(20)，在该工艺室中存在着工艺气体气氛(54)；
b)把所述材料(12)或装载有材料(12)的承载结构(44)在入口水平面(118)上输送到入口闸部(26)的闸部室(62)中，
其特征在于，
c)在处于不同的高度上的所述输送水平面(116)和所述入口水平面(118)上输送所述材料(12)或装载有材料(12)的承载结构(44)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在把材料(12)或装载有材料(12)的承载结构(44)引进所述工艺室(20)中时，在所述闸部室(62)中进行气氛交换。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在进行气氛交换期间，把所述材料(12)或装载有材料(12)的承载结构(44)在所述闸部室(62)中从所述入口水平面(118)移动到所述输送水平面(116)。
15.根据权利要求11的方法，其特征在于，使用根据权利要求1至11中任一项的装置。
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