一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐的製作方法
2023-05-28 15:04:26 1
一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐的製作方法
【專利摘要】一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐，包括依次連接的進料段；預燒段；煅燒鍛；冷卻段；出料段，鋼帶穿過爐管內並與鋼帶張緊裝置的張緊輪和鋼帶的驅動輪傳動連接，投料裝置連接於進料段的爐管上，進料段具有第一導風接口裝置；預燒段與煅燒鍛之間具有第二導風接口裝置；冷卻段具有固定安裝在爐管上的尾氣排放接口裝置；出料段具有可旋轉安裝在機架上驅動鋼帶運動的驅動輪，及與驅動輪傳動連接的驅動裝置。本實用新型提供的鋼帶爐，可使製備四氧化三鈷的原料在被氣氛保護的條件下，通過各個溫度區域的熱量傳遞，達到精確的化學反應和燒制效果。
【專利說明】一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種製備四氧化三鈷電池正極材料的設備，尤其是涉及一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐。
【背景技術】
[0002]隨著移動電子產品、電動汽車等新技術的高速發展和快速普及，鋰電池已得到廣泛應用。四氧化三鈷作為鋰離子電池正極材料鈷酸鋰的主要原料，在電化學領域有著廣泛應用，也隨著鋰離子二次電池的需求量增加而增加。目前對電池的製造原料無論是對數量還是對質量的要求越來越高。製備裝備的優劣關係著四氧化三鈷的質量和生產成本。傳統的四氧化三鈷製備方法有:通過鐘罩爐或箱式爐煅燒製備四氧化三鈷；通過推板窯煅燒製備四氧化三鈷。目前四氧化三鈷的生產仍大部分使用推板窯，生產過程中存在以下問題:生產時間長，能耗高，需在800~950°C下煅燒12~15小時，每噸四氧化三鈷耗電3000~4000 kwh ;窯爐內溫度不均勻，反應後物料也不均勻，所得四氧化三鈷微觀一致性差；裝料匣缽掉渣易帶來矽、鋁、鈣等雜質汙染，使四氧化三鈷產品的化學成分無法達到指標要求；窯爐內物流不暢，導致煅燒效率不高；勞動強度大，難以實現自動化、連續化生產。
[0003]CN201697448U公開了一種迴轉窯爐，用於四氧化三鈷煅燒，包括爐管，爐管外側設置有電加熱元件，爐管內沿軸向設置多個楊料板組，每個楊料板組含有沿爐管周向均勻分布的4~8塊楊料板，每塊楊料板垂直於爐管內壁設置，相鄰兩組楊料板錯位安裝。迴轉窯爐設計要求要有較長的長度，才能發揮迴轉爐的特點和技術效果，用於四氧化三鈷煅燒的迴轉窯爐，爐體內腔若採用金屬鈦等材料則造價高，若採用一般材料，則產品中雜質含量高；此外，迴轉窯爐在運行中有易出現粘結現象，生產過程中出現粘結後，產品的均勻性得不到保障，易出現夾生的煅燒產品，產品質量不高，因而目前的普及率較低。
[0004]總體而言，目前四氧化三鈷的煅燒設備和生產方法都存在能耗高，生產過程無法實現連續生產或只能實現半連續，煅燒過程中容易出現夾生或燒焦現象。因目前的技術煅燒製備四氧化三鈷存在時間長、能耗高、成本也高的缺陷，部分生產者嘗試採取加大舟皿的裝料量來降低生產成本，然而在舟皿舟壁和舟底處容易出現夾生的煅燒產品，在舟皿上部的四氧化鈷卻易燒焦，產品質量難以保障。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，提供一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐，可使製備四氧化三鈷的原料在被氣氛保護的條件下，通過各個溫度區域的熱量傳遞，達到精確的化學反應和燒制效果。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐，包括依次連接的進料段；預燒段；煅燒鍛；冷卻段；出料段，鋼帶穿過爐管內並與鋼帶張緊裝置的張緊輪和鋼帶的驅動輪傳動連接，投料裝置連接於進料段的爐管上，所述進料段具有第一導風接口裝置；所述預燒段與煅燒鍛之間具有第二導風接口裝置；所述冷卻段具有固定安裝在爐管上的尾氣排放接口裝置；所述出料段具有可旋轉安裝在機架上驅動鋼帶運動的驅動輪，及與所述驅動輪傳動連接的第一驅動裝置。工作過程中，生產四氧化三鈷的原料如碳酸鈷，通過投料裝置投料至鋼帶爐的鋼帶上，鋼帶在其驅動輪和張緊輪的作用下，以一定速度運轉，並同時加熱鋼帶爐至生產工藝所需溫度，調節煅燒時的氣氛條件工藝，生產四氧化三鈷的原料在被氣氛保護的條件下，依次經過鋼帶爐的進料段、預燒段、煅燒段、冷卻段及出料段，最後得到四氧化三鈷。
[0007]作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的製備四氧化三鈷的鋼帶爐，所述投料裝置具有兩端與所述進料段連接的投料段爐管；與所述投料段爐管頂部通過輸料管連接的布料鬥；與所述投料段爐管底部連接的第一排汙閥；位於所述布料鬥下部的投料器，及與所述投料器傳動連接的第二驅動裝置。
[0008]優選地，本實用新型提供的鋼帶爐，所述投料器包括至少一個以上由兩片以上葉片構成的葉輪，多個葉輪通過一傳動軸串聯連接，相鄰葉輪的葉片錯位排列。
[0009]更進一步地，本實用新型提供的鋼帶爐，所述布料鬥還具有位於所述投料器下方的放料閥門，和/或與布料鬥連接的振動電機。
[0010]工作過程中，通過生產四氧化三鈷的原料經過布料鬥，投料器，在投料器的驅動裝置作用下，均勻地下落分布到鋼帶上。優選方案中，投料器包括至少一個以上由兩片以上頁片構成的轉頁，多個轉頁串聯連接，相鄰轉頁的頁片錯位排列，在布料鬥上連接振動電機，一方面可以避免生廣四氧化二鑽的原料在進料時堵塞，另一方面有利於提聞進料時的均勻性；投料器下方設有放料閥門，方便設備的維護。投料段爐管底部連接有排汙閥。
[0011]作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的鋼帶爐，所述投料段爐管的至少一側面還具有觀察窗。設有觀察窗方便對鋼帶上的投料狀態進行觀測。
[0012]作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的鋼帶爐，所述鋼帶張緊裝置具有傳動架；可旋轉安裝在所述傳動架上的張緊輪；至少二個位於所述傳動架底部的導向輪；配重架；支承架；配重，所述支承架上表面具有與所述導向輪配合的導向軌，所述導向輪與所述導向軌配合安裝，所述配重架固定連接在所述支承架的遠離鋼帶端，所述配重架至少具有一可旋轉的導輪，所述配重通過鋼絲繩繞過所述導輪後與所述傳動架遠離鋼帶端連接，配重通過鋼絲繩牽引傳動架使鋼帶處於張緊狀態。鋼帶在運動受熱後會出現伸長，設置恆牽引力的鋼帶張緊裝置，在工作過程中能使鋼帶始終處於恆張力狀態，不至出現打滑等現象，也可避免高溫狀態下的鋼帶受到過大的張力，影響鋼帶的使用壽命。在其它實施例中，鋼帶的張緊裝置還可採用恆液壓壓力張緊等方式。只要能提供恆定的張緊力，就可實現本實用新型的技術構思，達到與本實施例中張緊裝置相同的技術效果。
[0013]作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的鋼帶爐所述尾氣排放接口裝置具有兩端與所述冷卻段連接的尾氣排放接口爐管；與所述尾氣排放接口爐管頂部連接的錐形引風管；與所述錐形引風管頂部連接的風量調節器；與所述尾氣排放接口爐管下部連接的倒錐形聚汙鬥，與所述聚汙鬥底端連接的第二排汙閥。
[0014]為了解決鋼帶爐的運行過程中鋼帶跑偏的技術問題，作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的鋼帶爐，所述鋼帶爐具有至少一個鋼帶自動糾偏裝置，所述自動糾偏裝置包括與爐體固定或可拆卸連接的糾偏架；可拆卸安裝在所述糾偏架上的糾偏輪安裝座；通過旋轉軸和軸承安裝在所述糾偏輪安裝座上的糾偏輪，所述糾偏輪安裝座的安裝端具有螺紋張緊杆，所述螺紋張緊杆穿過張緊彈簧後通過鎖緊螺母可拆卸地安裝在所述糾偏架上。
[0015]作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的鋼帶爐，所述出料段還具有出料裝置，所述出料裝置包括固定在機架上承接鋼帶上物料滑落的出料鬥；位於出料鬥下方，安裝在所述機架上的刮料刷；與所述刮料刷傳動連接的第三驅動裝置；位於所述刮料刷下方的散料接盤。更進一步地，所述出料鬥的出料端還具有包裝袋固定器。
[0016]作為本實用新型的進一步改進方案，本實用新型提供的鋼帶爐，所述預燒段和/或煅燒段加熱爐管為波紋爐管。有關波紋爐管的技術請參見CN201293546Y公開的內容。
[0017]本實用新型的有益效果是:本實用新型可使生產四氧化三鈷的原料在被氣氛保護的條件下，通過各個溫度區域的熱量傳遞，達到比較精確的化學反應和燒制效果；其完備的密封結構能夠實現完全的氣氛保護和氣氛控制；物料的均勻供給、鋼帶的勻速運動、合理的加熱模式和加熱元件組合能夠達到更好的節能效果，減少了電能消耗，提高了熱使用效率；裝備整體的結構、設計完善，有效地保證了設備在使用當中的穩定性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1是實施例鋼帶爐結構示意圖；
[0020]圖2是實施例鋼帶爐張緊裝置的結構示意圖；
[0021]圖3是實施例鋼帶爐投料裝置的結構示意圖；
[0022]圖4是圖3的仰視結構示意圖；
[0023]圖5是實施例鋼帶爐尾氣排放接口裝置結構示意圖；
[0024]圖6是實施例鋼帶爐自動糾偏裝置結構示意圖；
[0025]圖7是實施例鋼帶爐出料段結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1至圖7所示的製備四氧化三鈷的鋼帶爐，包括依次連接的進料段I ;預燒段5 ;煅燒鍛6 ;冷卻段7 ;出料段8，預燒段5和/或煅燒段6的加熱爐管為波紋爐管。鋼帶穿過爐管內並與鋼帶張緊裝置2的張緊輪24和鋼帶的驅動輪85傳動連接，投料裝置3連接於進料段I的爐管上，所述進料段I具有第一導風接口裝置4 ;所述預燒段5與煅燒鍛6之間具有第二導風接口裝置；所述冷卻段7具有固定安裝在爐管上的尾氣排放接口裝置；所述出料段8具有可旋轉安裝在機架上驅動鋼帶運動的驅動輪85，及與所述驅動輪85傳動連接的第一驅動裝置81。參見圖3和圖4，所述投料裝置3具有兩端37、38與所述進料段I連接的投料段爐管；與所述投料段爐管頂部通過輸料管連接的布料鬥31 ;與所述投料段爐管底部連接的收集鬥；與所述收集鬥底部出口連接的第一排汙閥36 ;位於所述布料鬥下部的投料器39，及與所述投料器39傳動連接的第二驅動裝置35，所述布料鬥31還具有位於所述投料器39下方的放料閥門33，與布料鬥連接的振動電機32，所述投料段爐管的兩側面還具有觀察窗34，設有觀察窗34方便對鋼帶上的投料狀態進行觀測。實施例中，本實用新型提供的鋼帶爐，所述投料器39包括四個由多頁片構成的葉輪通過傳動軸串聯連接而成，相鄰葉輪的葉片錯位排列。在其它實施例中，投料器39還有其它實施方式與結構，例如:圓盤給料機、振動給料機等，只要能解決投料時的堵塞問題，達到均勻布料的技術效果即可解決本實用新型的技術問題。參見圖2，鋼帶張緊裝置2具有傳動架21 ;可旋轉安裝在所述傳動架上的張緊輪24 ;至少二個位於所述傳動架底部的導向輪25 ;配重架23 ;支承架22 ；配重26，所述支承架22上表面具有與所述導向輪25配合的導向軌，所述導向輪25與所述導向軌配合安裝，所述配重架23固定連接在所述支承架22的遠離鋼帶端，所述配重架23至少具有可旋轉的導輪29和27，所述配重26通過鋼絲繩28繞過所述導輪29和27後與所述傳動架21遠離鋼帶端連接，配重26通過鋼絲繩28牽引傳動架21使鋼帶處於張緊狀態。在其它實施例中，鋼帶張緊裝置2也可有其它實施方式，如恆液壓張緊裝置，能給鋼帶提供一個恆定的張緊力，能達到同樣的技術效果。參見圖5，安裝在冷卻段7的尾氣排放接口裝置，具有兩端與所述冷卻段連接的尾氣排放接口爐管63 ;與所述尾氣排放接口爐管頂部連接的錐形引風管64 ;與所述錐形引風管頂部通過管道連接的風量調節器65 ;與所述尾氣排放接口爐管下部連接的倒錐形聚汙鬥62，與所述聚汙鬥底端通過管道連接的第二排汙閥61 ;風量調節器65的出口管道設有連接法蘭66。
[0027]參見圖6，鋼帶自動糾偏裝置包括與爐體可拆卸連接的糾偏架78 ;可拆卸安裝在所述糾偏架78上的糾偏輪安裝座71 ;通過旋轉軸73和軸承74安裝在所述糾偏輪安裝座71上的糾偏輪72，所述糾偏輪安裝座71的安裝端具有螺紋張緊杆77，所述螺紋張緊杆77穿過張緊彈簧75後通過鎖緊螺母可拆卸地安裝在所述糾偏架78上。
[0028]參見圖7，出料段8具有機架83，鋼帶的驅動輪85可旋轉地安裝在機架83上，驅動輪85的第一驅動裝置81也安裝在機架83上，驅動電機81通過傳動帶與驅動輪85傳動連接，鋼帶包裹在驅動輪85上，在驅動輪85的下方具有壓帶機構，壓帶機構包括一中間鉸接在機架83上的槓桿82，所述槓桿82的第一端可旋轉地連接有壓帶輪84，第一端連接有壓力彈簧，壓力彈簧的彈力使壓帶輪84向上產生一個壓力，壓帶輪84可提高鋼帶在驅動輪85上的包角，提高摩擦力，使鋼帶不致打滑。出料裝置包括固定在機架83上承接鋼帶上物料滑落的出料鬥87 ;出料鬥87的出料端還具有包裝袋固定器89 ;位於出料鬥下方，安裝在所述機架上的刮料刷86 ;與所述刮料刷86傳動連接的第三驅動裝置88 ;位於所述刮料刷86下方的散料接盤810。
[0029]工作過程中，生產四氧化三鈷的原料如金屬鈷粉，通過投料裝置3投料至鋼帶爐的鋼帶上，鋼帶在其驅動輪85和張緊輪24的作用下，以一定速度運轉，並同時加熱鋼帶爐至生產工藝所需溫度，通入空氣或/和氧氣，調節煅燒時的氣氛條件工藝，生產四氧化三鈷的原料經過布料鬥31、投料器39、放料閥門33，投料器39在投料器的驅動裝置35作用下，將生產四氧化三鈷的原料均勻地投入到鋼帶上。生產四氧化三鈷的原料在被氣氛保護的條件下，依次經過鋼帶爐的進料段、預燒段、煅燒段、冷卻段及出料段，讓金屬鈷粉在高溫下充分氧化，最後得到四氧化三鈷。
[0030]顯然，本實用新型不限於以上優選實施方式，還可在本實用新型權利要求和說明書限定的精神內，進行多種形式的變換和改進，能解決同樣的技術問題，並取得預期的技術效果，故不重述。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接或聯想到的所有方案，只要在權利要求限定的精神之內，也屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種製備四氧化三鈷的鋼帶爐，包括依次連接的進料段；預燒段；煅燒鍛；冷卻段；出料段，鋼帶穿過爐管內並與鋼帶張緊裝置的張緊輪和鋼帶的驅動輪傳動連接，投料裝置連接於進料段的爐管上，其特徵在於:所述進料段具有第一導風接口裝置；所述預燒段與煅燒鍛之間具有第二導風接口裝置；所述冷卻段具有固定安裝在爐管上的尾氣排放接口裝置；所述出料段具有可旋轉安裝在機架上驅動鋼帶運動的驅動輪，及與所述驅動輪傳動連接的第一驅動裝置。
2.根據權利要求1所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述投料裝置具有兩端與所述進料段連接的投料段爐管；與所述投料段爐管頂部通過輸料管連接的布料鬥；與所述投料段爐管底部連接的第一排汙閥；位於所述布料鬥下部的投料器，及與所述投料器傳動連接的第二驅動裝置。
3.根據權利要求2所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述投料器包括至少一個以上由兩片以上葉片構成的葉輪，多個葉輪通過一傳動軸串聯連接，相鄰葉輪的葉片錯位排列。
4.根據權利要求2所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述布料鬥還具有位於所述投料器下方的放料閥門，和/或與布料鬥連接的振動電機。
5.根據權利要求2所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述投料段爐管的至少一側面還具有觀察窗。
6.根據權利要求1所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述鋼帶張緊裝置具有傳動架；可旋轉安裝在所述傳動架上的張緊輪；至少二個位於所述傳動架底部的導向輪；配重架；支承架；配重，所述支承架上表面具有與所述導向輪配合的導向軌，所述導向輪與所述導向軌配合安裝，所述配重架固定連接在所述支承架的遠離鋼帶端，所述配重架至少具有一可旋轉的導輪，所述配重通過鋼絲繩繞過所述導輪後與所述傳動架遠離鋼帶端連接，配重通過鋼絲繩牽引傳動架使鋼帶處於張緊狀態。
7.根據權利要求1所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述尾氣排放接口裝置具有兩端與所述冷卻段連接的尾氣排放接口爐管；與所述尾氣排放接口爐管頂部連接的錐形引風管；與所述錐形引風管頂部連接的風量調節器；與所述尾氣排放接口爐管下部連接的倒錐形聚汙鬥，與所述聚汙鬥底端連接的第二排汙閥。
8.根據權利要求1所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述鋼帶爐具有至少一個鋼帶自動糾偏裝置，所述自動糾偏裝置包括與爐體固定或可拆卸連接的糾偏架；可拆卸安裝在所述糾偏架上的糾偏輪安裝座；通過旋轉軸和軸承安裝在所述糾偏輪安裝座上的糾偏輪，所述糾偏輪安裝座的安裝端具有螺紋張緊杆，所述螺紋張緊杆穿過張緊彈簧後通過鎖緊螺母可拆卸地安裝在所述糾偏架上。
9.根據權利要求1所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述出料段還具有出料裝置，所述出料裝置包括固定在機架上承接鋼帶上物料滑落的出料鬥；位於出料鬥下方，安裝在所述機架上的刮料刷；與所述刮料刷傳動連接的第三驅動裝置；位於所述刮料刷下方的散料接盤。
10.根據權利要求9所述的鋼帶爐，其特徵在於:所述出料鬥的出料端還具有包裝袋固定器。
【文檔編號】F27B9/39GK203454724SQ201320462104
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】戴煜, 胡祥龍, 周強 申請人:湖南頂立科技有限公司