CN213873745U - 一种连续窑 - Google Patents

Abstract

一种连续窑，属于锂离子电池材料加工领域。连续窑包括窑炉、气流送排装置和气流控制装置。其中气流送排装置和气流控制装置配合，以控制窑炉的炉腔内的气氛。由于气流送排装置中的送气嘴和抽气嘴对置，因此可以形成垂直于窑炉长度方向的横向气流，从而可以使内部气氛保持稳定。

Description

一种连续窑

技术领域

本申请涉及锂离子电池材料加工领域，具体而言，涉及一种连续窑。

背景技术

连续窑是生产锂离子电池正极材料的重要设备之一。连续窑主要由耐火材料与保温材料以及建筑材料砌筑而成，并且是两端开口的隧道结构的窑炉。

在锂离子电池正极材料的生产过程中，通常需要在连续窑内通入特定的气体(例如干燥空气、氧气或氮气等)以形成正极材料在热处理或者热化学处理时所需要的工艺气氛，这种特定的气体称之为工艺气体。同时，正极材料在窑内进行热处理或者热化学处理时，在反应过程中的一些气态的副产物(废气)会释放出来，例如水汽和二氧化碳，常常还包含一些残余腐蚀性物质或气体。这些废气需要尽快从窑内排出，否则会严重影响窑内的气氛控制，导致煅烧后的正极材料的性能恶化。

实用新型内容

为改善现有窑内气氛控制问题，本申请提出了一种连续窑。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种连续窑，其包括窑炉、气流送排装置以及气流控制装置。

其中窑炉具有沿炉头至炉尾的第一方向延伸而成的炉腔。气流送排装置用于在炉腔内形成能够沿窑炉的一侧炉墙至另一侧炉墙的第二方向流动的定向气流。并且，气流送排装置具有送排组，送排组具有连接于炉墙且相互匹配对置的送气嘴和抽气嘴，送气嘴和抽气嘴沿窑炉的炉顶至炉底的第三方向布置。气流控制装置与气流送排装置匹配连接，从而控制送气嘴和抽气嘴。

配合于气流控制装置的操控，气流送排装置通过送气嘴和抽气嘴的配合，在窑炉的炉腔内形成定向流动的气流，从而可以实现使炉腔内持续地保持所需要的工艺气氛，例如使得煅烧气氛的气体浓度或压力达到所需要程度。并且，不断地通过送气嘴输入工艺气体还可以将连续窑内的气氛更新，将其中的废气排出。同时，通过对如气体流速等的控制还能够控制热量的损耗。

在本申请的一些示例中，炉墙在连接送气嘴处设置有气体分配器，送气嘴与气体分配器的气腔连通。

气体分配器可以达到简化气体输送结构的效果，同时还能够降低气流控制装置的控制难度。

在本申请的一些示例中，炉墙在连接抽气嘴处具有吸气口，吸气口沿第三方向布置，抽气嘴与吸气口连通。

可选地，吸气口呈狭长状。

狭长状的吸气口可以提供更大的气体抽气面积，与更多的送气嘴对应，从而进一步提高对各个位置的抽气排气的均匀性。

在本申请的一些示例中，连续窑包括用于盛装物料的匣钵，匣钵的侧壁具有豁口，豁口构成定向气流经过匣钵的通道，豁口分别朝向吸气口和送气嘴。

可选地，送气嘴的嘴口接近豁口。

匣钵设置豁口有助于气流的流动，使得气流更容易将废气带走，且减小气流的紊乱流动。

在本申请的一些示例中，连续窑包括检测装置，检测装置包括用于检测窑炉的炉压传感器和/或气体浓度传感器。

可选地，检测装置包括压力传感器和/或流量传感器，抽气嘴和送气嘴的中的一者或两者匹配设置有压力传感器和/或流量传感器。

炉压传感器和气体浓度传感器可以反映窑炉的炉腔内的气氛浓度、压力，从而便于使用者检测炉腔内的气氛情况。压力传感器和流量传感器则可以反映送气嘴和抽气嘴的工况以及送入炉腔的气流和排出炉腔的气流的情况，从而使得对炉腔内的气氛的控制更有效、更高效。

在本申请的一些示例中，气流控制装置包括送气阀和排气阀，送气阀与送气嘴匹配连接，排气阀与抽气嘴连接，且送气阀和排气阀被配置于响应于检测装置而被操控。

在本申请的一些示例中，气流控制装置被配置为能够联动地控制送气嘴和抽气嘴，从而可以联动地控制窑炉内的进气量和排气量，使窑炉内的定向气流的强弱更加稳定。

在本申请的一些示例中，多个送排组中的全部抽气嘴位于一侧炉墙，多个送排组中的全部送气嘴位于另一侧炉墙；

或者，一侧炉墙和另一侧炉墙均设置抽气嘴和送气嘴，并且在第三方向，同一侧的炉墙上的抽气嘴和送气嘴间隔交替布置；

或者，气流送排装置的数量为多个且沿第一方向排布，同一个气流送排装置的送气嘴位于其中一个炉墙、抽气嘴位于其中另一个炉墙，并且在第一方向，相邻两个气流送排装置中的抽气嘴和送气嘴间隔交替布置。

气流送排装置的不同构造方式可以满足以连续窑的不同方式，且还能够实现对炉腔内的气氛的不同程度的更新和温度调节效果。

在本申请的一些示例中，连续窑包括加热器，加热器连接于窑炉。

在本申请的一些示例中，加热器沿第三方向布置，且连接于窑炉的炉墙。可选地，加热器沿第三方向布置，并且相邻两个加热器之间设置送气嘴或抽气嘴。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请示例的连续窑中的窑体的结构示意图；

图2示出了本申请示例中的连续窑在第一视角的结构示意图；

图3示出了本申请示例中的连续窑在第二视角的结构示意图；

图4示出了示例中的用于连续窑中的匣钵的结构示意图；

图5示出了示例中的一种具有切口的送气嘴的结构示意图。

图标：101-窑炉；1011-炉头；1012-炉尾；1013-炉腔；1014-炉墙；1015-炉顶；1016-炉底；11-加热器；32-送气嘴；202-注射装置；203-排气装置；31-气体分配器；2-匣钵；38-豁口；39-吸气口；40-排气阀；42-送气阀；18-工艺气体；37-抽气嘴；44-废气。

具体实施方式

作为锂离子电池的核心材料之一，正极活性材料(下文简称正极材料)对电池的安全性、综合性能及成本起到至关重要的作用。

在生产过程中，正极材料的热处理或者热化学处理，特别是高温煅烧环节是决定材料性能的一个核心环节。而且在煅烧过程中，很多正极材料需要在煅烧的窑炉内通入特定的工艺气体以维持特殊的气氛，并对特殊的气氛进行严格控制。例如，对于三元正极材料，特别是高镍三元材料，需要通入氧气；对于磷酸铁锂需要使用氮气气氛保护。对于这一类在煅烧时需要特殊气氛的正极材料，煅烧过程的气氛控制是非常重要的条件之一，会影响到煅烧后的正极材料的性能，所以正极材料的生产企业和相关研究人员一直在努力提高正极材料煅烧时窑炉的气氛控制能力。

目前，正极材料的煅烧一般通过连续式的窑炉实现。例如推板式隧道窑(简称推板窑)和辊道式隧道窑(简称辊道窑)等。所谓的隧道窑是由耐火材料与保温材料以及建筑材料砌筑而成的一条两端开口的隧道结构的窑炉。根据温度和功能的不同，隧道窑一般分段形成升温区、保温区和冷却区。隧道窑内通过电加热器或喷入燃料(例如天然气、重油等)燃烧的方式加热窑体。由运载工具装载着待热处理或热化学处理的物料或者承载物料的载具(如匣钵)，从隧道的一端(窑头)进入隧道窑，移动通过升温区、保温区和冷却区，从隧道窑的另一头(窑尾)出窑，完成热处理的过程。

然而，经过实践，本申请发明人发现，现有的窑炉均存在不同程度的缺陷，从而导致正极材料的煅烧不能满足需求。

经过分析，发明人认为这主要是因为：

在煅烧过程中，正极材料与工艺气体参与反应。只有当工艺气体与煅烧的物料充分接触，才能促进反应的充分进行。另外，大量的工艺气体流过物料的表面，也可以尽快地带走反应所产生的气体副产物，促进反应的进行。然而现有煅烧正极材料的连续式窑炉，例如推板窑或辊道窑的进、排气系统不能充分地满足这两个关键的需求。

例如，锂离子电池正极材料在煅烧前一般是粉末状的材料，通常将待煅烧的粉末材料放入载具。而为了提高窑炉的产能，承载物料的匣钵以堆叠起来方式放置在运载工具上，从而严重地影响气流的送排。

以现有典型技术中从窑炉的底部和侧墙进气、从窑顶排气为例，从窑炉侧墙的进气口进入的工艺气体会在窑顶排气口负压的吸引下，向上流动，从窑顶的排气口排出窑炉。

底部进气口进入的工艺气体，由于受到下层匣钵底部的阻挡，大部分只能沿匣钵的周边流动，汇入向上流动的气流；还有一小部分从匣钵间空隙穿过，向上进入排气口。

上层匣钵中的物料由于匣钵顶部没有遮挡物，与工艺气体能够有相对充分的接触；同时上层匣钵内物料释放的废气也可以相对顺畅地随着主气流从顶部排气口排出。

但是下层匣钵由于受上层匣钵的遮挡，工艺气体无法顺畅进入，物料释放的废气也无法顺畅地被气流带走。下层匣钵内外的气体交换主要通过扩散完成：下层匣钵周围有少部分工艺气体通过扩散作用，从匣钵边缘的豁口进入匣钵。同样，从下层匣钵内物料释放出的废气，也是通过扩散作用，从匣钵边缘的豁口逸出匣钵，然后随匣钵周边的气流向窑顶汇集，从排气口排出。

同样，现有典型技术中从窑炉顶部进气、底部排气的方式也无法解决下层匣钵物料排气受阻和与新鲜工艺气体接触不充分这一问题。

简而言之，在匣钵堆叠的情况下，由于上层匣钵遮挡了下层匣钵，造成无论是工艺气体进入下层匣钵，还是废气逸出下层匣钵，都主要是依靠扩散作用。

所以，下层匣钵内外的气体交换效率很低。而且这两种气体的扩散方向相反，更减弱了气体的交换，使得下层匣钵内的工艺气体的浓度要远远低于上层匣钵，而下层匣钵内废气的积聚要远远高于上层匣钵。

这使得上、下层匣钵内的物料所接触的气氛产生了很大的差异，进一步造成了煅烧后上、下层匣钵内的正极材料的性能也产生了很大的差异，产品的一致性变差。更糟糕的是，随着成本降低的压力，正极材料生产企业在窑炉内堆叠更多的匣钵，而随着匣钵堆叠的层数增加，这一问题愈发严重。

此外，由于窑炉的进气口的气压不高，工艺气体从进气口进入窑体内更大的空间后，气流的速度会大大降低，使得废气排放和工艺气体的均匀分布受阻。另一方面，过高的进气压可能导致对正极材料粉末的过大扰动，使其飞扬，不便于正常输送。

针对于现状，发明人提出通过在窑炉内形成有序的高指向性的气流，从而使正极活性材料能够充分地与工艺气体接触，以便进行反应，同时还能够及时地将反应产生的废气排出，以抑制废气对反应造成的不利影响。

为了实现上述效果，在本申请中，发明人提出了一种连续窑。连续窑包括窑炉101、气流送排装置和气流控制装置，以下将进行详述。

窑炉101

示例中的窑炉101的结构参阅图1，其具有炉墙1014、炉底1016以及炉顶1015。特别地，为了便于对其中的工艺气体18进行控制、减少无效的工艺气体18消耗，窑炉101内部的截面可以设计为瘦高型，窑炉101内部拱顶/炉顶1015(图2中顶部的弧形结构)的自由空间(没有匣钵2的空间)所占的比例小(炉腔在弧形顶区域的面积小于炉腔在炉墙区域的面积)。

本申请的连续窑中的工艺气体18的流向如图2和图3所示。为了方便进行阐述和理解，窑炉101定义有三个方向，分别为第一方向、第二方向以及第三方向。具体地，由炉头1011至炉尾1012限定第一方向，如图1中方向B所示(或称长度方向)；由一侧炉墙1014至另一侧炉墙1014限定第二方向，如图1中的方向C所示(或称宽度方向)；由炉顶1015至炉底1016限定第三方向，如图1中的方向A所示(或称高度方向)。

窑炉101构成连续窑的主体结构，如热处理或热化学处理等操作也主要在该窑炉101内进行。作为提供热处理或热化学处理的场所，窑炉101具有由炉墙1014约束的炉腔1013。在实际使用过程中，热处理或热化学处理物料从窑炉101的炉头1011进入，依次进行炉腔1013的不同区段(例如依次分布的升温段、保温段、降温段)，最后从其炉尾1012离开。需要说明的是，窑炉101作为热处理或热化学处理的设备，其通常需要保持一定的气密性和封闭性，因此，其炉头1011和炉尾1012通常需要设置可选择性开启和关闭的闸门等，同时窑炉101还可通过外壳进行气密性构造。本申请示例中未对此进行图示说明。本领域技术人员可以理解，上述的设备可以由现有技术中提供，为了避免不必要的赘述，本申请对此予以简述。

为了进行加热操作，窑炉101通常需要配置加热设备。如前述，加热设备可以通过喷射燃料而直接对窑炉101内的选定位置进行加热。但是考虑到可能引入的异物和对煅烧反应的影响。一般选择使用电加热器11，例如加热棒，或者使用带热辐射管的燃烧加热方式。加热棒可以是电阻加热器11等具体产品。

在本申请示例中，连续窑设置加热器11，并且该加热器11连接于窑炉101(如图3所示)。一些示例中，加热器11可以从炉顶1015插入到炉腔1013内，或者加热器11也可以通过炉底1016或炉墙1014插入到炉腔1013内。考虑到，加热器11可能阻碍在炉腔1013内输送的待煅烧物料，在本申请示例中，加热器11插接固定于炉墙1014附近，并且是沿着炉顶1015至炉底1016的方向A插接，请参阅图1和图3。

在图3的公开内容中，在窑炉101的两侧的炉墙1014均设置有加热器11。两侧的炉墙1014的加热器11数量相等，且在方向C上是一一相对的。在同一侧的炉墙1014中，相邻两个加热器11彼此间隔适当的距离。当然，加热器11的安装位置和方式也可以有其他选择，本申请对此不做具体的限定。

此外，根据不同的需要，还可以有选择地为窑炉101配置各种适当的装置和设备，例如，检测装置。

例如，在不同的使用方式中，如果需要向窑炉101的炉腔1013内提供其他的气氛，也可以选择设置其他的气体供应管路设备。

例如，为了对窑炉101的炉腔1013内的温度进行监测，以便适时地调整温度，还可以在窑炉101设置温度检测装置，例如温度传感器，具体可以是红外线温度检测器等等。

由于炉腔1013内进行煅烧需要提供工艺气体18，因此，还可以对应于此在窑炉101设置气体监测设备。其中的气体监测设备可以是气压检测器，也可以是浓度检测器，或者二者兼而有之。其中的气压检测器可以是用于检测窑炉101的炉压传感器；其中的浓度检测器可以是用于检测窑炉101内的工艺气体18(如氧气)的浓度的气体浓度传感器。

除此之外，连续窑还可以配置用以盛装和输送煅烧物料(如正极材料)的设备，例如匣钵2，如图4所示。为便于气流经过匣钵2，匣钵2的侧壁开设豁口38。因此，当多个匣钵2堆放时，不同的匣钵2的豁口38可以构成供定向气流经过匣钵2的通道。

气流送排装置

在本申请示例中，气流送排装置主要包括气流输入部分和气流排出部分。并且，该两部分相互配合，可以在窑炉101内形成连续且定向的气流。其中的“定向”是指与窑炉101的方向B相互交错(如纵横交叉)的方向C，即从窑炉101的一侧炉墙1014，至另一侧炉墙1014。换言之，在煅烧物料在炉腔1013内从窑头向窑尾的纵向输送过程中，通过该气流送排装置可以形成横向的气流。

其中，气流输入部分，用于向窑炉101的炉腔1013内输送工艺气体18，以供煅烧过程中的反应需要。其中的气流排出部分，用于将窑炉101的炉腔1013内的废气44排出到窑炉101之外。

利用该气流送排装置可以实现对窑炉101的炉腔1013内的气氛的更新，例如增加新鲜的工艺气体18，同时排出废气44。并且，通过对气流的如流速、流量等输送状态的控制，也能够在一定程度上控制炉腔1013内的温度。因为废气44可以携带走部分热量，新鲜输入的工艺气体18的温度也可能吸收部分的热量。

气流送排装置具有送排组。送排组包括任意数量的送气嘴32和抽气嘴37。并且送气嘴32和抽气嘴37相互间隔并对置、且送气嘴32和抽气嘴37均连接在炉墙1014上，因此，两者之间的间隔区域即是炉腔1013用于输送煅烧物料的通道。

送排组中的送气嘴32和抽气嘴37沿着窑炉101的炉顶1015至炉底1016的第三方向布置。即送气嘴32和抽气嘴37沿着窑炉的高度方向排布。因此，当窑炉101的炉腔1013内放置高度较大的煅烧对象时，送气嘴32和抽气嘴37沿着第三方向布置可以有效地覆盖煅烧对象，使得其均匀地受到定向气流的作用和影响。作为一种改进的方案，用于盛放煅烧物料的匣钵2的豁口38朝向送气嘴32。进一步地，送气嘴32的嘴口(气体出口)接近豁口38(以不阻碍匣钵的正常输运为限)，从而更易于将气体准确地输送至匣钵2。

图2为连续窑的断面结构示意图，其中，示出了一个送排组，其包括8个送气嘴32和3个抽气嘴37。在其他的示例中，一个送排组的送气嘴32和抽气嘴37的数量也可以是相等的，或者送气嘴32的数量小于抽气嘴37的数量。换言之，送气嘴32和抽气嘴37也可以一对一的布置，也可以是一对多或者多对一布置。

上述以连续窑仅具有一个气流送排装置为例进行说明。当其他示例中的连续窑具有多个气流送排装置时，其相应具有多个送排组。因此，在具有多个送排组的情况下，全部的送排组可以沿着窑炉101的长度方向布置，例如图3所示。

上述图2和图3仅仅公开了本申请中的送排组的一种排布方式，在其他示例中，送排组还可以具有其他的排布方式，以下将对此详述。

情况一、在窑炉101的方向A，在一个送排组中，送气嘴32全部设置于其中一个炉墙1014，抽气嘴37全部设置于其中的另一个炉墙1014。

情况二、在窑炉101的方向A，在一个送排组中，部分送气嘴32设置于其中一个炉墙1014、剩余部分送气嘴32位于其中另一个炉墙1014。相应地，在该送排组中，部分抽气嘴37设置于其中一个炉墙1014，剩余的抽气嘴37设置于其中的另一个炉墙1014。

对于仅存在一个气流送排装置，相应地具有一个送排组的连续窑，其中的送气嘴32和抽气嘴37可以任意地选择以上述情况一或情况二的方式进行结构的构造。

对于存在多个(如两个以上)的气流送排装置，对应也具有多个送排组的连续窑。全部的送排组沿着窑炉101的方向B排布。并且每个送排组中的送气嘴32和抽气嘴37既可以选择全部以情况一的方式排布，也可以选择全部以情况二的方式排布，或者全部的送排组以情况一和情况二组合的方式排布。

本申请图示方案中，具有多个送排组，并且采取的是上述情况一和情况二组合方式排布其中的送气嘴32和抽气嘴37。特别地，同一侧炉墙1014的相邻的两个送排组以送气嘴32和抽气嘴37交替的方式排布。通过这样的方式，当窑炉101内的煅烧物料的运载工具上堆叠多于一列(图3中示出了两列)的匣钵2从窑内通过时，每一侧的匣钵2都有相等的机会面向气体注射装置202或者排气装置203，即运载工具等机率地面对送气嘴32和抽气嘴37。这样可以提高不同列的匣钵2内的物料煅烧的一致性，使每个匣钵2都会有气流交替从两侧通过。为了保证更好的一致性，本申请示例中的匣钵2堆叠为两列，如图3所示。

在考虑送气嘴32和抽气嘴37的排布方式的时候，还可以针对性根据炉窑中的加热器11进行位置和结构调整。例如，相邻两个加热器11之间设置送气嘴32或抽气嘴37。即对于多个送排组的示例，相邻两个送排组的送气嘴32和抽气嘴37交替排布，因此，可以将加热器11设置于送气嘴32和抽气嘴37之间。相应地，两个加热器11之间也交替“夹持”送气嘴32或抽气嘴37。其中交替方式既可以是一个间隔一个(一个加热器11、一个送气嘴32、一个加热器11、一个送气嘴32)所示的方式，或者也可以是两个加热器11、两个送气嘴32、两个加热器11、两个送气嘴32等方式进行间隔。在喷射工艺气体18时既防止气体直接喷射至相邻加热器11上影响加热器11的加热功率，又能够使工艺气体18再次充分预热。

以上对送排组的排布方式进行了阐述，对于其中的送气嘴和抽气嘴的具体结构，将在下文中被详述。

在示例中，送气嘴32以圆柱形的中空管进行构造。并且其一端插接到炉墙1014中，另一段伸入到炉腔1013内。送气嘴32可以通过在炉墙1014的埋设的管路作为气流通道(此管路可以是中空的耐火砖拼接起来，或是一根陶瓷管，或是耐高温金属管金属管内衬陶瓷)，以便通过送风机输送工艺气体18。在其他的示例中，送气嘴32也可以置于窑炉101外，通过在炉墙1014上的孔将与送气嘴32的连接的注射管插入炉内；或者，炉腔1013不加装插入炉内的注射管，而是由炉外的送气嘴32通过炉墙1014上的孔洞注气。或者，采用中空砖堆叠炉窑，然后在中空砖开设与中空结构连通的气孔，通过气孔注入气体。

当送气嘴32的数量较多时，为每个送气嘴32设置独立的管路可能导致工艺和结构复杂。因此，示例中选择在炉墙1014内预留一个腔体，其可以直接有管路供气。而送气嘴32则也可以直接与该腔体连通。在功能上而言，该腔体实质上构成一个气体分配器31。该气体分配器31内还可以设置加热板，用于对进入其中的工艺气体18进行加热，以避免冷的工艺气体18直接进入到炉腔1013内。当然，工艺气体18也可以在连续窑之外进行预热，然后再通入到气体分配器31内，然后通过送气嘴32喷入到炉腔1013内。

此外，作为一种改进的方案，还可以对中空管形式的送气嘴32的结构进行改进，并配合于气体分配器31。例如部分示例中，送气嘴32伸入到气体分配器31中的一端设置缺口，从而形成“L”的端部结构。并且，工艺气体18进气到气体分配器31中的入射方向远离送气嘴32的缺口且彼此相背，如图5所示。由此，气体分配器31内的工艺气体18可以被延迟进入到喷嘴的时间，从而使得工艺气体18在分配器内获得更长的加热时间，提高加热效果。

与之相似地，抽气嘴37也可以中空的管道进行构造。抽气嘴37也可以通过在炉墙1014内设置槽体结构，用于供抽气管路从炉腔1013内排放废气44。本申请示例中，炉墙1014在抽气嘴37处设置吸气口39，显然地，抽气嘴37与该吸气口39连通。并且该吸气口39沿第三方向布置(即炉腔1013的深度方向)。部分示例中，吸气口39呈狭长状，例如可以是断面为矩形的结构，或者断面为椭圆形的结构。当炉墙1014设置有吸气口39时，抽气嘴37的一端可以插入到吸气口39内，其另一端可以伸出到窑炉101外。

另外，作为送气嘴32和抽气嘴37输送气体的动力源，气流送排装置还可以匹配地配置抽风机、鼓风机、排风机、气泵等设备。本申请示例中，对应于送气嘴32，连续窑配置注射装置202；对应于抽气嘴37，连续窑配置排气装置203。

气流控制装置

气流控制装置是与气流送排装置匹配工作的设备。其能够控制送气嘴32和抽气嘴37，并且使送气嘴32和抽气嘴37同时匹配地工作。即送气嘴32的工作状态与抽气嘴37的工作状态关联。在调整送气嘴32的工作状态时，对应地调整抽气嘴37的状态。原则上，通过气流控制装置的调整，使送气嘴32的进气量与抽气嘴37的排气量匹配，例如，使进气量等于排气量。

换言之，在一些工况下，气流控制装置可以联动地控制送气嘴32和抽气嘴37。当然，在另一些示例中，气流控制装置也可以分别独立地控制送气嘴和抽气嘴。例如，当联动机制内某一自动控制失灵或是自动控制调节范围无法满足实际需求的情况下或是某些特殊情况下需要改为手动操作，系统可以通过程序切换至手动模式，依靠现场仪表(流量计和差压计以及压力变送器的值)，通过手动调节进气控制阀和手动调节排气控制阀来达到炉内气体平横，气体是否平衡通过氧分压值的显示来判断。

通过对进气量和排气量的控制，使进气量与排气量相匹配，这样可以使形成的定向气流的强弱更加稳定。另外，这样做既不会造成由于排气量相对过大产生过度的烟气把窑炉101内大量热量带走造成无谓的能量损耗，同时可以避免排气量相对过小造成窑炉101内废气44残余量太高。

作为一种示例，气流控制装置包括送气阀42(可以是自动控制阀，其可以具有带手动调节手柄)和排气阀40(可以是自动控制耐腐蚀高温阀，其可以具有带手动调节手柄)。

其中，送气阀42与送气嘴32匹配连接，排气阀40与抽气嘴37连接。通过对两个阀门的开度的调整可以实现对工艺气体18输送状态和废气44输送状态的控制。阀门可以采用各种蝶阀、球阀、调节阀、节流阀等等。为了提高控制的精确度和方便于操作，排气阀40和送气阀42可以选择使用比例电磁阀。

进一步地，连续窑还可以设置检测装置，从而使送气阀42和排气阀40被配置为响应于检测装置而被操控。换言之，通过检测装置所检测到的连续窑的工作情况，对应地对送气阀42和排气阀40进行调节，从而实现对送气嘴32和排气嘴的操作。

其中的检测装置可以包括压力传感器、流量传感器。其中，压力传感器和流量传感器可以连接在送气管路系统中，且位于送气嘴32的上游。或者，压力传感器和流量传感器也可以连接在抽气管路系统中，且位于抽气嘴37的下游。

此外，对应于窑炉101，其中所设置的炉压传感器和工艺气体18的气体浓度传感器也可以作为检测装置的组成部分。因此，通过检测装置可以真实地反映注入气体和排出气体以及窑炉101的炉腔1013内的气体的各种状态，从而能够使气流控制装置的操作更加准确。

基于提高控制的自动化的需要，可以选择使用控制器对送气阀42和排气阀40进行控制，并且将检测装置与控制器匹配连接，从而使得检测信息的采集、处理以及控制信息发出互相配合。其中的控制器可以是各种能够进行一定数据存储和处理的电子元器件或其集合。例如，中央处理器(CPU)、微控制单元(MCU)、可编辑逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、工业控制计算机(IPC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、专门应用的集成电路芯片(ASIC芯片，Application Specific IntegratedCircuit)等等。通过这样的结构设计，连续窑能够实现气体注入和排出的闭环操作。

控制器的工作原理可以是：

通过炉压传感器和气体浓度传感器采集，炉腔1013中的工艺气体18的分压数据。控制器判断炉内的气体交换效率，然后对送气嘴32的送气阀42的进气流量设置一个目标进气量来调节实际的进气量。同时，控制器还以送气阀42的流量数据为参数，计算出排气系统的排气阀40的目标开度，用于调节排气系统的排气量，实现排气量与进气量的联动控制。

当工艺气体18分压低于设定值一定的百分比时，送气阀42开度加大同时排气控制阀开度变大；当工艺气体18分压高于设定值一定的百分比时，进气流量控制阀关小同时排气控制阀开度变小；当工艺气体18分压维持在设定值一定的百分比之内时，进气流量控制阀和排气控制阀保持不变。此外，为了使这个反馈系统平稳运行不至于动作过大或过慢，窑炉101的炉腔1013内的炉压作为一个中间平衡常数使任何调整都需要把炉压维持在设定的波动范围内。

综上，本申请提出的连续窑可以达到较好的使用效果，使窑内的工艺气体18浓度均匀分布，从而使煅烧物料能够与工艺气体18均匀、一致地接触，进而提高煅烧后产品性能的一致性。

作为一种应用示例，本申请还提出了一种热处理或热化学处理的方法，其包括：

步骤1、在窑炉101的炉腔1013内提供热处理或热化学处理的温度。

其中，热处理或热化学处理的温度可以连续窑的设置于窑炉101的加热器11提供。针对窑炉101的不同温度区段(升温段、加热段以及降温段等等)，处于工作状态的加热器11的数量和位置可以适应性地进行调整。

步骤2、将待热处理或热化学处理对象通过装载工具沿第一方向在炉腔1013内输送，并且在输送过程中，在气流控制装置的操控下通过气流送排装置向炉腔1013内输入工艺气体、并且同步地通过气流控制装置从炉腔1013中排出气体，以维持炉腔1013内的所需的工艺气氛。

其中的装载工具例如是匣钵2，并且通过辊道、推板或者窑车等运输工具进行输送。为了提高产量，同时兼顾对工艺气体18的利用，运输工具上的匣钵2以两列排列，且每列八层的方式排布。窑车从窑头逐渐经过升温区、保温区和冷却区对匣钵2进行输送，在该过程中工艺气体18不断地注入且废气44也连续地排放，直至匣钵2从窑尾出窑完成煅烧的过程。

利用本申请提出的连续窑，对于匣钵2堆叠较高层数的情况下的热处理或热化学处理作业，下层的匣钵2能够接触提高浓度的工艺气体18浓度，且下层匣钵2的废气44的积聚减少，从而使上、下层匣钵2内的气氛一致性，以及煅烧后产品性能的一致性改善。另外，通过将进气量和排气量可选地联动控制，稳定了定向气流的强弱；通过将气体注射装置202和排气装置203在每侧窑墙上交错布置，保证了堆叠多列匣钵2时，最外侧的匣钵2可以等机率地面对气体注射装置202和排气装置203，也提高了两侧匣钵2内气氛的一致性。

需要说明的是，虽然本申请示例中，连续窑是被用以作为通过煅烧生产锂离子电池的正极材料而被提出，但是，这并不意味着本申请意在限制其只能用于此。在其他的示例中，该连续窑也可以用以烧制其陶瓷材料或者其他合金材料等等。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连续窑，其特征在于，包括：

窑炉，具有沿炉头至炉尾的第一方向延伸而成的炉腔；

气流送排装置，用于在所述炉腔内形成能够沿所述窑炉的一侧炉墙至另一侧炉墙的第二方向流动的定向气流，所述气流送排装置具有送排组，所述送排组具有连接于炉墙且相互匹配对置的送气嘴和抽气嘴，所述送气嘴和所述抽气嘴沿所述窑炉的炉顶至炉底的第三方向布置；

气流控制装置，与所述气流送排装置匹配连接，从而能够控制所述送气嘴和所述抽气嘴。

2.根据权利要求1所述的连续窑，其特征在于，所述炉墙在连接所述送气嘴处设置有气体分配器，所述送气嘴与所述气体分配器的气腔连通。

3.根据权利要求1或2所述的连续窑，其特征在于，所述炉墙在连接所述抽气嘴处具有吸气口，所述吸气口沿所述第三方向布置，所述抽气嘴与所述吸气口连通。

4.根据权利要求3所述的连续窑，其特征在于，所述连续窑包括用于盛装物料的匣钵，所述匣钵的侧壁具有豁口，所述豁口构成所述定向气流经过所述匣钵的通道，所述豁口分别朝向所述吸气口和所述送气嘴。

5.根据权利要求4所述的连续窑，其特征在于，所述吸气口呈狭长状，和/或，所述送气嘴的嘴口接近所述豁口。

6.根据权利要求1所述的连续窑，其特征在于，所述连续窑包括检测装置，所述检测装置包括用于检测所述窑炉的炉压传感器和/或气体浓度传感器；

和/或，所述连续窑包括检测装置，所述检测装置包括压力传感器和/或流量传感器，所述抽气嘴和所述送气嘴的中的一者或两者匹配设置有所述压力传感器和/或流量传感器。

7.根据权利要求6所述的连续窑，其特征在于，所述气流控制装置包括送气阀和排气阀，所述送气阀与所述送气嘴匹配连接，所述排气阀与所述抽气嘴连接，且所述送气阀和所述排气阀被配置为响应于所述检测装置而被操控。

8.根据权利要求7所述的连续窑，其特征在于，所述气流控制装置被配置为能够联动控制所述送气嘴和所述抽气嘴，从而联动地控制窑炉内的进气量和排气量。

9.根据权利要求1所述的连续窑，其特征在于，所述送排组中的全部抽气嘴位于所述一侧炉墙，所述送排组中的全部送气嘴位于所述另一侧炉墙；

或者，所述一侧炉墙和所述另一侧炉墙均设置所述抽气嘴和所述送气嘴，并且在所述第三方向，同一侧的炉墙上的所述抽气嘴和所述送气嘴间隔交替布置；

或者，所述气流送排装置的数量为多个且沿所述第一方向排布，同一个气流送排装置的送气嘴位于其中一个炉墙、抽气嘴位于其中另一个炉墙，并且在所述第一方向，相邻两个所述气流送排装置中的抽气嘴和送气嘴间隔交替布置。

10.根据权利要求1所述的连续窑，其特征在于，所述连续窑包括加热器，所述加热器连接于所述窑炉；

或者，所述连续窑包括加热器，所述加热器沿所述第三方向布置，且连接于所述窑炉的炉墙；

或者，所述连续窑包括连接于所述窑炉的炉墙的加热器，所述加热器沿所述第三方向布置，并且相邻两个加热器之间设置送气嘴或抽气嘴。

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