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氣氛研磨燒結(jié)一體爐的制作方法

文檔序號:3470146閱讀:123來源:國知局
專利名稱:氣氛研磨燒結(jié)一體爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰電池正極材料磷酸鐵鋰粉體生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
目前工業(yè)上生產(chǎn)鋰電池正極材料磷酸鐵鋰粉體,普遍采用的是各種成份原料混合 在一起由球磨機混合細化,經(jīng)中轉(zhuǎn)設備轉(zhuǎn)到燒結(jié)爐中在氣氛保護下燒結(jié)而成。燒結(jié)爐又分 靜態(tài)爐,主要為推板爐,如鋰離子動力電池材料磷酸鐵鋰制備設備的研究(陳國紅等,電子 工業(yè)專用設備,2006總第141期);磷酸鐵鋰燒結(jié)設備 一 全纖維材料氣氛雙推板窯的研制 (李爭,電子工業(yè)專用設備,2007總第150期)。動態(tài)爐,主要為回轉(zhuǎn)爐,如多邊形截面爐管 連續(xù)式回轉(zhuǎn)爐(中國專利號ZL200720031926.2.);耐熱金屬爐管連續(xù)外熱式氣氛保護回 轉(zhuǎn)爐(中國專利號:ZL200720032095. 0.)。 這些靜態(tài)爐,物料燒結(jié)時放在缽體中,物料處于相對靜止狀態(tài),熱傳導從外到內(nèi), 傳熱速度慢,內(nèi)外受熱不均,吸熱不充分,物料各成份不能得到充分反應,物料燒制周期長, 物料放在缽體中受污染機會大,純度不高,設備效能低;超細的物料受熱易團聚成大顆粒, 燒成的產(chǎn)品粒度不均;且連續(xù)推板爐的持續(xù)進出料使得爐體密封較差。動態(tài)回轉(zhuǎn)爐,雖然能 夠通過轉(zhuǎn)動爐管和在爐管內(nèi)設置刮板并將爐管做成截面多邊形,使物料得以翻轉(zhuǎn),但由于 爐體進出料段與加熱段動靜密封接口的限制,爐管轉(zhuǎn)速低(小于10轉(zhuǎn)/分鐘),物料翻轉(zhuǎn)仍 不是很快,物料團聚現(xiàn)象仍不能很好解決,燒成的產(chǎn)品仍然粒度不均;物料傳熱速度,內(nèi)外 受熱吸熱仍不理想,物料各成份仍不能得到充分反應,易出現(xiàn)夾燒,同時由于爐管管身長, 物料在管內(nèi)移動速度并不一致,從進管到出管的受熱時長也就不一致,易出現(xiàn)生燒、過燒, 并且旋轉(zhuǎn)的爐管與兩頭進出料段動靜密封接口實際常常密封較差,這樣燒成的產(chǎn)品仍然純 度不高,物料燒制周期仍然較長,設備效能低;整個生產(chǎn)流程經(jīng)過研磨,中轉(zhuǎn),加熱等多套設 備,也使得物料受污染和浪費的概率大。

發(fā)明內(nèi)容
要想進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高設備效能,必須解決上述如下技術(shù)問題1.物料
燒結(jié)時傳熱速度慢,受熱不均勻吸熱不充分問題;2.物料易團聚顆粒變大問題;3.現(xiàn)有燒
結(jié)設備密封效果差問題;4.整個生產(chǎn)過程必須使用研磨、中轉(zhuǎn)、加熱多套設備問題。 按本發(fā)明,上述技術(shù)問題是這樣解決的,這種氣氛研磨燒結(jié)一體爐,有爐體系統(tǒng)包
括密封的爐管,爐管上的進出料口,爐管安置在彈性支架上;氣氛系統(tǒng)包括爐管上的進排
氣口和與之相聯(lián)的氣閥,供氣源或真空泵;其特征在于還有爐體系統(tǒng)附有加熱器,研磨系
統(tǒng);所述研磨系統(tǒng)包括爐管內(nèi)移動的研磨介質(zhì)及與爐管相聯(lián)的驅(qū)動裝置。 按上述方案就制成氣氛研磨燒結(jié)一體爐,首先對爐管內(nèi)用真空泵抽真空或通入所
需氣體,開動與爐管相聯(lián)的驅(qū)動裝置使爐管內(nèi)研磨介質(zhì)產(chǎn)生高速不規(guī)則運動,對物料產(chǎn)生
強大的沖擊力和剪切力將物料研磨到適當程度后,打開加熱器同時對物料進行加熱,物料
在爐管內(nèi)受到振動和撞擊而高速運動,與受熱的管壁和研磨介質(zhì)充分接觸,使得物料快速均勻充分受熱。并且高速運動的研磨介質(zhì)產(chǎn)生強大沖擊力和剪切力將團聚的物料中大顆粒剪切打散變小同時將快速均勻受熱的物料進一步磨細。在本發(fā)明中無爐管進出料段與加熱段動靜密封接口,且一次性投料,故整個爐管密封性好。物料研磨、燒結(jié)、氣氛控制共同在本發(fā)明的同一爐管內(nèi)進行,解決了整個生產(chǎn)流程中必須使用研磨、中轉(zhuǎn)、加熱等多套設備問題。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的驅(qū)動裝置可為剛性安裝在爐管外壁的偏心輪式振動器,其通過聯(lián)軸器與變頻電機相聯(lián),變頻電機安裝在支架上或爐管上。聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器, 變頻電機也可以改為普通電機,如變頻電機安裝在爐管上也可以用剛性聯(lián)軸器與振動器聯(lián)結(jié)。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的驅(qū)動裝置也可以為剛性安裝在爐管外壁的電磁式振動器。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的驅(qū)動裝置也可以為剛性安裝在爐管外壁的氣動式振動器,其通過導氣管與氣泵相聯(lián)。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的驅(qū)動裝置也可以為剛性安裝在爐管外壁的液動式
振動器,其通過水管與液壓泵循環(huán)相聯(lián)。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的驅(qū)動裝置也可以為安裝在爐管內(nèi)的攪拌器,攪拌器通過聯(lián)軸器與爐管外的變頻電機相聯(lián),變頻電機外有密封罩,變頻電機固定在密封罩內(nèi),密封罩固定在爐管一端。所述的攪拌器為柵欄式結(jié)構(gòu),也可以為葉片式結(jié)構(gòu)。變頻電機也可以改為普通電機加變速器。聯(lián)軸器可以為彈性聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的驅(qū)動裝置也可以為安裝在爐管外支架上的變頻電機,變頻電機通過彈性聯(lián)軸器與穿過爐管的中心轉(zhuǎn)軸相聯(lián),整個爐管隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。變頻電機也可以改為普通電機加變速器。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的爐管為耐火耐磨密封的柱形合金容器,耐火耐磨金屬可選310s不銹鋼或含有少量鉭、鋯、鉻的鉬合金,截面可以為圓形,橢圓形或多邊形,爐管內(nèi)壁可以裝有氧化鋁或氧化鋯陶瓷耐火耐磨內(nèi)襯。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐爐管中移動的研磨介質(zhì)為若干個硬度摩氏6. 5級以上、熔點攝氏1000度以上、體積100立方厘米以下的球體、橢圓體或多面體。通常選氧化鋁或氧化鋯球,裝球量約爐管總?cè)萘恳话搿?本發(fā)明采用偏心輪式振動器;電磁式振動器或氣動式振動器驅(qū)動的氣氛研磨燒結(jié)
一體爐加熱器可以為在爐管軸心線安置一根耐火金屬管,兩端固定爐管外壁,里面放置若
干根電熱管由氧化鎂粉填實密封。所述電熱管為內(nèi)置電阻絲的電熱管。 本發(fā)明采用偏心輪式振動器;電磁式振動器或氣動式振動器驅(qū)動的氣氛研磨燒結(jié)
一體爐加熱器也可以為在爐管外壁上環(huán)繞或沿軸心線方向平行固定內(nèi)置電阻絲的電熱管。 本發(fā)明采用偏心輪式振動器、電磁式振動器或氣動式振動器驅(qū)動的氣氛研磨燒結(jié)
一體爐加熱器也可以為在爐管軸心線安置一根耐火金屬管,兩端固定爐管外壁,里面放置
若干根內(nèi)置電阻絲的電熱管由氧化鎂粉填實密封,和在爐管外壁上環(huán)繞或沿軸心線方向平
行固定內(nèi)置電阻絲的電熱管。 本發(fā)明采用內(nèi)置攪拌器的氣氛研磨燒結(jié)一體爐加熱器為在爐管外壁上環(huán)繞或沿
5軸心線方向平行固定內(nèi)置電阻絲的電熱管;或沿軸心線方向平行固定的電熱棒,所述電熱 棒為含鴇、鉬、硅、或鉻的電阻加熱棒。 本發(fā)明采用爐管旋轉(zhuǎn)的氣氛研磨燒結(jié)一體爐加熱器為在爐管外不隨爐管一起轉(zhuǎn) 動的電熱棒,環(huán)繞爐管周圍有安置在支架上的保溫層,所述的電熱棒固定在保溫層內(nèi)壁上, 所述電熱棒為含鎢、鉬、硅、或鉻的電阻加熱棒。 本發(fā)明采用內(nèi)置攪拌器或爐管旋轉(zhuǎn)的氣氛研磨燒結(jié)一體爐加熱器為在爐管外安 置燃氣加熱器或燃油加熱器,所述燃氣加熱器或燃油加熱器包括環(huán)繞爐管的燃燒室;均勻 安置在燃燒室內(nèi)的噴火嘴和燃燒室外的控制器。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的爐管外壁裝有降溫水套或降溫水管。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的爐管的進料口在爐管上方,進料時加有漏斗;爐管
的出料口在爐管下方,出料口裝有耐火耐磨濾片,進出料口非工作時裝有密封蓋。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐在出料口另一端的支架上裝有升降裝置,可以為液壓
式或螺旋式結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐與排氣口相聯(lián)的氣閥為兩個以上串聯(lián)。氣閥可以采用 止回閥或微壓安全閥,兩個氣閥的壓力是相等的。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐中所用的振動器可以為單個使用,也可為上下左右多 個一組同步驅(qū)動。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐如采用振動器偏心的安裝在爐管一側(cè),則爐管另一側(cè)
裝有平衡部件,平衡部件可以是平衡塊,平衡塊也可以改為質(zhì)量相等的爐體。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐如采用振動器偏心的安裝在爐管一側(cè),則爐管另一側(cè)
裝有平衡部件,它們安置在支架的支撐彈簧上, 一側(cè)支撐彈簧的軸線位于爐管與振動器的
重力軸線之間,另一側(cè)支撐彈簧的軸線位于爐管與平衡部件的重力軸線之間。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐如采用振動器驅(qū)動,也可以在振動器的水平兩側(cè),平
行安置兩個質(zhì)量相等的爐體。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐中變頻電機可為水冷式或油冷式電機,變頻電機也可 為其它調(diào)速電機。 本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的爐體熱脹冷縮通過彈性支架上的彈簧調(diào)節(jié)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下四大優(yōu)勢 — 產(chǎn)品品質(zhì)提高。在本發(fā)明裝置中,物料混合受熱均勻反應充分,可減少雜相的 產(chǎn)生。而且團聚現(xiàn)象得以控制和長時間持續(xù)的研磨使得物料粒徑相對更小更均一。對于鋰 電池正級材料磷酸鐵鋰來說,它的粒徑越小,電池比容量越大,性能越優(yōu)異。
二 效能產(chǎn)能提高。物料受熱迅速,吸熱充分,混合快速均勻,而且物料在受熱反應 的同時對其進行機械研磨,降低了物料固相反應所需的活化能,使得物料反應加快,所需溫 度降低,反應時間縮短,爐管容量可以從數(shù)升到數(shù)千升,效能產(chǎn)能提高,節(jié)能效果明顯。
三運行成本低。從本說明中可以看到,本發(fā)明無回轉(zhuǎn)爐動靜密封接口,無回轉(zhuǎn)爐, 推板爐的專門進.送.出料系統(tǒng),無研磨機與燒結(jié)爐之間缽體,缽架,搬運機等中轉(zhuǎn)設備,故 無這些部件和設備的維護與更換,節(jié)省費用。從上述流程中可以看到,物料從投料到出成品 都在本發(fā)明一臺設備中完成,無物料多次中轉(zhuǎn),極大節(jié)省了勞動力。同時也就沒有了物料的 大量沾,跑浪費和對環(huán)境選成的粉體污染。本發(fā)明采用物料一次性整體進出,可選擇在每天
6谷電時段生產(chǎn),能降低一半左右電耗成本。 四設備投資低。傳統(tǒng)的鋰電池正級材料磷酸鐵鋰生產(chǎn)制備需要研磨設備,中轉(zhuǎn)設備,燒結(jié)設備三種。而本發(fā)明只需要氣氛研磨燒結(jié)一體爐一種,所以投資成本只是傳統(tǒng)設備的一半左右。


圖1 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐內(nèi)置電加熱器偏心輪式振動器驅(qū)動的剖示圖。
圖2 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐內(nèi)置電加熱器偏心輪式振動器驅(qū)動的側(cè)示圖。
圖3 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐電磁式振動器驅(qū)動的剖示圖。
圖4 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐氣動式振動器驅(qū)動的剖示圖。
圖5 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐外置電加熱器偏心輪式振動器驅(qū)動的示意圖。
圖6 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐內(nèi)外都安置電加熱器的示意圖。
圖7 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用外置電加熱器爐管內(nèi)安裝攪拌器的剖示圖。 圖8 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用外置電加熱器爐管內(nèi)安裝攪拌器的側(cè)示圖。 圖9 :本發(fā)明研磨燒結(jié)氣氛一體爐采用電熱棒固定在保溫層內(nèi)壁爐管旋轉(zhuǎn)的剖示圖。 圖10 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用電熱棒固定在保溫層內(nèi)壁爐管旋轉(zhuǎn)的側(cè)示圖。
圖11 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用燃氣或燃油外加熱的剖示圖。
圖12 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用燃氣或燃油外加熱的側(cè)示圖。
圖13 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的振動裝置采用多個振動器的示意圖。
圖14 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用將平衡塊置換成質(zhì)量相等的平衡爐管示意圖。
圖15 :本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用質(zhì)量相等的兩個爐管的示意圖。
上述各圖中標記分別為保溫層1、降溫水管2、耐火金屬管3、電熱管4、平衡部件
5、支撐彈簧6、支架7、剛性連接件8、偏心輪式振動器9、研磨介質(zhì)10、爐管11、升降裝置12、
變頻電機13、彈性聯(lián)軸器14、供氣管道15、氣體流量表16、熱電偶17、進料口 18、進氣口 19、
進水口 20、出水口 21、出氣口 22、氣閥23、真空泵24、氣體檢測儀25、出料口 26、耐火耐磨濾
片27、電磁式振動器28、氣動式振動器29、柵欄式攪拌器30、密封罩31、刮板32、軸承33、噴
火嘴34、燃燒室35、降溫水套36、中心轉(zhuǎn)軸37、間隙38、電熱棒39。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐作進一步說明 實施例1 :如圖1和圖2所示內(nèi)置電加熱器偏心輪式振動器驅(qū)動氣氛研磨燒結(jié)一
體爐,有爐體系統(tǒng)包括密封的爐管,爐管上的進出料口 ,爐管安置在彈性支架上,爐體系統(tǒng)
附有加熱器;氣氛系統(tǒng)包括爐管上的進排氣口和與之相聯(lián)的氣閥,供氣源或真空泵;還有
研磨系統(tǒng)包括爐管內(nèi)流動的研磨介質(zhì),與爐管相聯(lián)的驅(qū)動裝置。
7
盛裝物料的爐管11為封閉的柱形容器,可用310s不銹鋼或含有少量鉭、鋯、鉻的 鉬合金做成,截面可以為圓形,橢圓形或多邊形,它是耐火耐磨合金容器,爐管內(nèi)壁可以裝 有耐火耐磨內(nèi)襯。爐管內(nèi)有若干個移動的研磨介質(zhì)IO,為硬度摩氏6. 5級以上、熔點攝氏 1000度以上、體積100立方厘米以下的球體、橢圓體或多面體。通常選氧化鋁或氧化鋯球,
裝球量約爐管總?cè)萘恳话搿?爐管ll一端上側(cè)開有進料口 18,另一端下側(cè)開有出料口26,進料口進料時加不銹 鋼漏斗,出料口 26上裝有可拆卸的耐火耐磨濾片27,可以為鉬合金片或氧化鋁、氧化鋯陶 瓷片。出料口出料時連接料袋,進出料口非工作時裝有密封蓋。在出料口26另一端的支架 7上裝有升降裝置12,可以為液壓式或旋轉(zhuǎn)式。 爐管11內(nèi)進行加熱的加熱器,包括安置在爐管11內(nèi)軸心線位置的一根耐火金屬 管3,其直徑與爐管11直徑之比為三分之一到四分之一,兩端固定爐管11外壁,如果其長 度超過1米,則可以每O. 5米長設置一支架固定于爐管11內(nèi)壁,根據(jù)加熱功率要求,內(nèi)置數(shù) 根電熱管4,由氧化鎂粉填實密封。這樣的內(nèi)加熱設置熱能利用充分且避免研磨時爐管11 內(nèi)出現(xiàn)中央惰性區(qū),爐管11外壁裝有降溫水套36,降溫水套上開有進水口 20和出水口 21, 降溫水套外加裝保溫層1。從爐管11兩端和爐管11上下多處插入熱電偶17,實行多點測 溫,安裝在控制柜中的溫度控制器與電熱器4,熱電偶17用柔性電纜連接。受熱爐體11的 熱脹冷縮由其下面的彈性支架上的支撐彈簧6調(diào)節(jié)。 對爐管11內(nèi)氣體狀態(tài)進行控制的氣氛控制裝置,包括在爐管11 一端上側(cè)開口的 進氣口 19和與之相連的氣體流量表16,儲氣瓶或供氣管道15。開口在爐管11另一端上側(cè) 出氣口 22用四通分為三路,一路與氣閥23相聯(lián);一路與真空泵24相聯(lián);一路與氣體檢測儀 25相聯(lián)。與排氣口 22相聯(lián)的氣閥23為兩個以上串聯(lián),這樣可以保證避免在工作時單只氣 閥的突然失靈而使爐管11外空氣進入爐管11內(nèi)致氣氛狀態(tài)遭到破壞。氣閥23可以采用 止回閥或微壓安全閥,它們的壓力可以是相等的。研磨燒結(jié)時爐管ll內(nèi)受熱膨漲的氣體和 反應生成的氣體可以通過與排氣口 22相聯(lián)的氣閥23排出,但爐管11外的空氣卻無法進入 爐管11內(nèi)。 對于爐管11內(nèi)的氣氛狀態(tài),可以通過關(guān)閉進氣管道,用與出氣口相聯(lián)的真空泵24 對爐管11內(nèi)持續(xù)抽真空來達到,也可以不用真空泵24,只通過對爐管11內(nèi)持續(xù)通入氮氣、 氬氣或氫氣等所需氣體來達到。當然更可以通過先抽真空再通所需氣體,這樣反復幾次效 果會更好。 對爐管11產(chǎn)生激烈振動的驅(qū)動裝置,包括安裝在管體一側(cè)的偏心輪式振動器9和 與偏心輪式振動器9用彈性聯(lián)軸器14相聯(lián)的變頻電機13,變頻電機13可以采用水冷式或 油冷式,由軟電纜線與控制柜中的變頻器相聯(lián),通過變頻改變變頻電機13轉(zhuǎn)速來調(diào)整偏心 輪式振動器9振動頻率,以謀求與爐管11的最佳共振效果,達到較好的研磨效果和節(jié)電目 的。聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器14,可以減小偏心輪式振動器9的振動和爐管11的熱脹冷縮對 變頻電機13的影響。管體11另一側(cè)配有平衡部件5,平衡部件5可以是平衡塊。偏心輪 式振動器9,爐管11,平衡部件5三者軸心線平行于同一水平線上,它們安置在裝有支撐彈 簧6的彈性支架上,一側(cè)支撐彈簧6的軸線位于爐管11與偏心輪式振動器9的重力軸線之 間,另一側(cè)支撐彈簧6的軸線位于爐管11與平衡部件5的重力軸線之間,偏心輪式振動器 9與爐管11之間;平衡部件5與爐管11之間,用剛性連接件8固定于支撐彈簧6上。偏心
8輪式振動器9可以通過市場購買。 當然,上述驅(qū)動裝置中的變頻電機13也可以改為普通電機,只是相對電耗較高和振動效果較差。 按上述方案就制成氣氛研磨燒結(jié)一體爐,工作時加入物料后密封料口,開啟真空泵24,抽真空后通入保護性氣體,開啟驅(qū)動裝置對爐管ll產(chǎn)生激振,爐管11內(nèi)研磨介質(zhì)10對物料產(chǎn)生強大的沖擊力和剪切力將物料粒度研磨到適當程度后,開啟電熱器4同時對物料進行加熱,物料在爐管11內(nèi)受到振動和撞擊而高速運動,同時因與管壁和研磨介質(zhì)io接觸增多,使得物料快速均勻受熱;并且高速運動的研磨介質(zhì)IO產(chǎn)生的強大沖擊力和剪切力將團聚的物料中大顆粒剪切打散變小同時將快速均勻受熱的物料進一步磨細,加熱結(jié)束后降溫水套36通水將爐管11降到常溫,調(diào)節(jié)底座7 —端上的升降裝置12傾斜出料口 26,振動爐管11將物料振落到與出料口 26相接的袋中。在本發(fā)明中無爐管進出料段與加熱段動靜密封接口 ,且一次性投料,故整個爐管密封性好。物料研磨,加熱,氣氛控制共同在氣氛研磨燒結(jié)一體爐的同一爐管ll內(nèi)進行。解決了整個生產(chǎn)流程中必須使用研磨,中轉(zhuǎn),加熱等多套設備問題。 實施例2 :如圖3所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐電磁式振動器驅(qū)動的情況,對爐管11產(chǎn)生激烈振動的驅(qū)動裝置,改為安裝在管體一側(cè)的電磁式振動器28,在控制柜中裝有變頻器,用軟電纜線相聯(lián),通過變頻器改變供給電磁式振動器28的交流電頻率,來控制振動頻率,以達到最佳振動研磨效果。爐管11另一側(cè)配有平衡部件5,平衡部件5可以是平衡塊。電磁式振動器28,爐管11,平衡部件5三者軸心線平行于同一水平線上,它們安置在裝有支撐彈簧6的支架上,其一側(cè)支撐彈簧6的軸線位于爐管11與電磁式振動器28的重力軸線之間,另一側(cè)支撐彈簧6的軸線位于爐管11與平衡部件5的重力軸線之間,電磁式振動器28與爐管11之間;平衡部件5與爐管11之間,用剛性連接件8固定于支撐彈簧6上。電磁式振動器28可以通過市場購買。 實施例3 :如圖4所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐氣動式振動器驅(qū)動的情況,對爐管產(chǎn)生激烈振動的驅(qū)動裝置,改為安裝在爐管一側(cè)的氣動式振動器29,配有高壓氣泵,用柔性的導氣管相聯(lián),通過改變供給振動器的氣體壓力和流量,來控制振動頻率,以達到最佳振動研磨效果。爐管另一側(cè)配有平衡部件5,平衡部件5可以是平衡塊。氣動式振動器29,爐管11,平衡部件5三者軸心線平行于同一水平線上,它們安置在裝有支撐彈簧6的支架上,其一側(cè)支撐彈簧6的軸線位于爐管11與氣動式振動器29的重力軸線之間,另一側(cè)支撐彈簧6的軸線位于爐管11與平衡部件5的重力軸線之間,氣動式振動器29與爐管11之間;平衡部件5與爐管11之間,用剛性連接件8固定于支撐彈簧6上。氣動式振動器29可以通過市場購買。 當然,本例中的氣體壓力驅(qū)動也可以改為液體壓力驅(qū)動,將氣動式振動器29改為結(jié)構(gòu)類似的液動式振動器,將氣管改為水管,高壓氣泵改為高壓水泵,它們循環(huán)相聯(lián),也能起到類似的效果。 實施例4 :如圖5所示氣氛研磨燒結(jié)一體爐外置電加熱器偏心輪式振動器驅(qū)動的情況,包括安置在爐管11外壁平行爐管11軸線走向的電熱管4,降溫水管2,覆蓋在電熱管4和降溫水管2上的保溫層1,爐管一側(cè)偏心輪式振動器9,爐管11另一側(cè)平衡部件5,偏心輪式振動器9和爐管11之間、爐管11和平衡部件5之間用剛性聯(lián)結(jié)件8固定在支撐彈簧6上。 實施例5 :如圖6所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐內(nèi)外都安置電加熱器的情況,包 括安置在爐管11內(nèi)軸心線位置的一根耐火金屬管3,兩端固定爐管11外壁,內(nèi)置數(shù)根電熱 管4,由氧化鎂粉填實密封。和安置在爐管11外壁環(huán)繞或平行爐管11軸線走向的電熱管 4,降溫水管2,覆蓋在電熱管4和降溫水管2上的保溫層1。對于大管徑大容量的爐管11, 這種設置加熱速度將更快。 實施例6 :如圖7圖8所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用外置電加熱器爐管內(nèi)
安裝攪拌器的情況,爐管外置電加熱器為電熱管4沿爐管外壁環(huán)繞或沿軸心線方向平行固
定在爐管外壁上,在電熱管4間沿著其走向裝有降溫水管2,降溫水管2外加裝保溫層1 。爐
管內(nèi)裝有柵欄式攪拌器30,用彈性聯(lián)軸器14外接水冷式或油冷式變頻電機13,其與控制柜
中變頻器相聯(lián),使用變頻電機13可以達到負荷狀態(tài)下電機軟起動和節(jié)電目的,爐管為外置
加熱器,變頻電機13外部裝有密封罩31,變頻電機13固定在密封罩31內(nèi),密封罩31固定
在爐管11 一端。通過軸承間隙,密封罩31內(nèi)氣氛狀態(tài)和爐管11內(nèi)氣氛狀態(tài)保持一致。工
作時變頻電機13帶動攪拌器30高速旋轉(zhuǎn),爐管內(nèi)的研磨介質(zhì)和物料得以高速運動而達到
研磨和燒結(jié)效果。受熱爐體的熱脹冷縮由其下面的彈性支架上的支撐彈簧調(diào)節(jié)。 當然本實施例中變頻電機13也可以改為普通電機加變速器,只是使用不太方便
和無節(jié)電效果。聯(lián)軸器也可以為剛性聯(lián)軸器。攪拌器也可以為葉片式結(jié)構(gòu)。 實施例7 :如圖9圖10所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用爐管旋轉(zhuǎn)的情況,爐
管裝有中心轉(zhuǎn)軸37,通過軸承33安置在彈性支架上,中心轉(zhuǎn)軸37 —端通過彈性聯(lián)軸器14
與變頻電機13相聯(lián),變頻電機13可為水冷式或油冷式,與變頻控制器連接對其進行變頻調(diào)
速控制,以達到負荷狀態(tài)下電機軟起動和節(jié)電目的,爐管內(nèi)裝有流動的研磨介質(zhì),爐管內(nèi)壁
上裝有與爐管軸心線平行的刮板32,工作時高速旋轉(zhuǎn)的爐管和刮板使管中的物料和研磨介
質(zhì)高速運動而產(chǎn)生較好的研磨和燒結(jié)效果。電熱管4和降溫水管2固定于爐管外的保溫層
1內(nèi)壁靜止不動,爐管與保溫層之間留有適當?shù)拈g隙38,受熱爐體的熱脹冷縮由其下面的
彈性支架上的支撐彈簧調(diào)節(jié)。 當然本實施例中變頻電機13也可以改為普通電機加變速器,只是使用不太方便 和無節(jié)電效果。 本實施例氣氛控制為,當爐管內(nèi)抽真空通氣體達到要求后,關(guān)閉進氣閥,取下進排 氣軟管,研磨燒結(jié)時爐管內(nèi)受熱膨漲的氣體和反應生成的氣體通過排氣口的止回閥或微壓
閥排出,但爐管外的空氣卻無法進入爐管內(nèi)。 本實施例中的爐管上進排氣接口為類似于洗衣機進水管與水龍頭接口那樣,爐管 上的接口帶外卡槽,進排氣管上的接口內(nèi)帶彈性卡珠和彈性襯墊,套上去和取下來都很方 便的活接頭。 實施例8 :如圖11圖12所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用燃氣或燃油外加熱
的的情況,爐管裝有中心轉(zhuǎn)軸37,通過軸承33安置在彈性支架上,中心轉(zhuǎn)軸37 —端上裝有
變頻電機,整個爐管和爐管中的刮板32隨中心轉(zhuǎn)軸37—起轉(zhuǎn)動,變頻電機可為水冷式或油
冷式,與變頻控制器連接對其進行調(diào)速控制,爐管外壁裝有降溫水套36。 當然本實施例中變頻電機也可以改為普通電機加變速器,只是使用不太方便和無
節(jié)電效果。
燃燒室35環(huán)繞在爐管11周圍,燃燒室內(nèi)四周均勻安有噴火嘴34,噴火嘴34與燃 燒室35外控制器相聯(lián),燃燒室35外裝有保溫層l,控制器可以根據(jù)設定要求動態(tài)的調(diào)節(jié)燃 燒狀況,加熱時降溫水套36中無水為空氣,受熱的空氣流動起來將熱均勻傳遞給爐管,這 樣可以使爐管內(nèi)溫度均勻,猶如雙層鍋一樣,避免爐管燃氣或燃油加熱時受熱不易均勻現(xiàn) 象。加熱結(jié)束后降溫水套36通入冷水使爐管迅速冷卻。受熱爐體的熱脹冷縮由其下面的 彈性支架上的支撐彈簧調(diào)節(jié)。 本實施例氣氛控制為,當爐管內(nèi)抽真空通氣體達到要求后,關(guān)閉進氣閥,取下進排 氣管,研磨燒結(jié)時爐管內(nèi)受熱膨漲的氣體和反應生成的氣體通過排氣口的止回閥或微壓閥 排出,但爐管外的空氣卻無法進入爐管內(nèi)。 本實施例中的爐管上進排氣接口和降溫水套36上進排水接口均為類似于洗衣機 進水管與水龍頭接口那樣,爐管上的接口帶外卡槽,導管上的接口內(nèi)帶彈性卡珠和彈性襯 墊,套上去和取下來都很方便的活接頭。 實施例9 :如圖13所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐的振動裝置采用多個振動器的 情況,對于大容量的爐管,可以將多個偏心輪式振動器9用聯(lián)軸器串聯(lián)起來用1至2臺電機 帶動偏心輪同步疊加驅(qū)動,也可以采用電磁式振動器或氣動式振動器上下左右多個一組同 步驅(qū)動爐管,以增加激振力。 實施例10 :如圖14所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用將平衡塊置換成質(zhì)量相 等的平衡爐體的實施情況,平衡部件可以是平衡塊也可以改為質(zhì)量相等的平衡爐管,以充 分利用振動力。偏心輪式振動器9、爐管、平衡爐管三者軸心線平行于同一水平線上,它們 安置在裝有支撐彈簧的彈性支架上,一側(cè)支撐彈簧的軸線位于爐管與振動器的重力軸線之 間,另一側(cè)支撐彈簧的軸線位于爐管與平衡爐管的重力軸線之間,振動器與爐管之間;平衡 部件與爐管之間,用剛性連接件固定于支撐彈簧上。平衡爐管內(nèi)裝有流動的研磨介質(zhì),當然 平衡爐管上也有加熱和氣氛控制裝置。 實施例11 :如圖15所示本發(fā)明氣氛研磨燒結(jié)一體爐采用質(zhì)量相等的兩個爐管的 情況,可以在振動器9的水平兩側(cè),平行安置兩個質(zhì)量相等的爐管,以增加容量。它們安置 在裝有支撐彈簧6的支架上,其一側(cè)支撐彈簧的軸線位于爐管與振動器的重力軸線之間, 另一側(cè)支撐彈簧的軸線位于另一爐管與振動器的重力軸線之間。管體,振動器,支撐彈簧三 者之間用剛性連接件連接。爐管內(nèi)裝有流動的研磨介質(zhì),當然這兩個爐管都有加熱和氣氛 控制裝置。
權(quán)利要求
氣氛研磨燒結(jié)一體爐,有爐體系統(tǒng)包括密封的爐管,,爐管上的進出料口,爐管安置在彈性支架上;氣氛系統(tǒng)包括爐管上的進排氣口和與之相聯(lián)的氣閥,供氣源或真空泵;其特征在于還有爐體系統(tǒng)附有加熱器,研磨系統(tǒng);所述研磨系統(tǒng)包括爐管內(nèi)移動的研磨介質(zhì)及與爐管相聯(lián)的驅(qū)動裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述驅(qū)動裝置包括剛性安裝在 爐管外壁的偏心輪式振動器,所述偏心輪式振動器通過聯(lián)軸器與變頻電機相聯(lián),變頻電機 安裝在支架上或爐管上。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述驅(qū)動裝置包括剛性安裝在 爐管外壁的電磁式振動器。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述驅(qū)動裝置包括剛性安裝在 爐管外壁的氣動式振動器,所述氣動式振動器通過導氣管與氣泵相聯(lián)。
5. 如權(quán)利要求1所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述驅(qū)動裝置包括安裝在爐管 內(nèi)的攪拌器,攪拌器通過聯(lián)軸器與爐管外的變頻電機相聯(lián),變頻電機外有密封罩,變頻電機 固定在密封罩內(nèi),密封罩固定在爐管一端,所述的攪拌器為柵欄式或葉片式結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述驅(qū)動裝置包括安裝在爐管 外支架上的變頻電機,變頻電機通過聯(lián)軸器與穿過爐管的中心轉(zhuǎn)軸相聯(lián),整個爐管隨中心 轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。
7. 如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述研磨介質(zhì)為 若干個硬度摩氏6. 5級以上、熔點攝氏1000度以上、體積100立方厘米以下的球體、橢圓體 或多面體。
8. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述加熱器為在爐管 內(nèi)軸心線安置一根耐火金屬管,兩端固定爐管外壁,里面放置若干根電熱管由氧化鎂粉填 實密封,所述電熱管為內(nèi)置電阻絲的電熱管。
9. 如權(quán)利要求1、2、3、4、或5所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述加熱器為在爐 管外壁上環(huán)繞或沿軸心線方向平行固定內(nèi)置電阻絲的電熱管。
10. 如權(quán)利要求1、2、3或4所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述加熱器為在爐管 內(nèi)軸心線安置一根耐火金屬管,兩端固定爐管外壁,里面放置若干根內(nèi)置電阻絲由氧化鎂 粉填實密封的電熱管和在爐管外壁上環(huán)繞或沿軸心線方向平行固定內(nèi)置電阻絲的電熱管。
11. 如權(quán)利要求1、5或6所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述加熱器為爐管外的 電熱棒,所述的電熱棒固定在不轉(zhuǎn)動的爐管外壁上或環(huán)繞爐管周圍有安置在支架上的保溫 層,所述的電熱棒固定在不轉(zhuǎn)動的保溫層內(nèi)壁上,所述電熱棒為電阻加熱棒。
12. 如權(quán)利要求1 、5或6所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述加熱器為在爐管外 安置燃氣加熱器或燃油加熱器,所述燃氣加熱器或燃油加熱器包括環(huán)繞爐管的燃燒室;均 勻安置在燃燒室內(nèi)的噴火嘴和燃燒室外的控制器。
13. 如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述爐管上的進 出料口的進料口在爐管上方,進料時加有漏斗;所述爐管上的進出料口的出料口在爐管下 方,出料口裝有濾片,進出料口非工作時裝有密封蓋。
14. 如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是在出料口另一端 的支架上裝有液壓式或螺旋式升降裝置。
15.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的氣氛研磨燒結(jié)一體爐,其特征是所述爐管上的進排氣口和與之相聯(lián)的氣閥中的排氣口氣閥為兩個以上串聯(lián)。
全文摘要
氣氛研磨燒結(jié)一體爐,主要用于鋰電池正極材料等粉體生產(chǎn)領(lǐng)域,目前的生產(chǎn)設備功能單一,效能低,產(chǎn)品品質(zhì)低。本發(fā)明主要有爐體系統(tǒng)包括密封的爐管,爐管上的進出料口,爐管安置在彈性支架上,爐體附有加熱器;氣氛系統(tǒng)包括爐管上的進排氣口和與之相聯(lián)的氣閥,供氣源或真空泵;還有研磨系統(tǒng)包括爐管內(nèi)流動的研磨介質(zhì),與爐管相聯(lián)的驅(qū)動裝置。可以對爐管中的物料在氣氛控制下同時進行研磨、燒結(jié)處理。這樣可以使設備功能增多,效能提高,物料在爐管中受熱均勻快速,產(chǎn)品粒度小而均一純度高,產(chǎn)品品質(zhì)提高。
文檔編號C01B25/45GK101786616SQ20091004568
公開日2010年7月28日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者吳俊亞 申請人:吳俊亞
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