隧道窑及其部件套件制造技术

本申请涉及隧道窑。为了实现隧道窑在产品热处理方面的高容量，提供了一种用于隧道窑的部件套件。所述部件套件包括：第一隧道窑段，以及至少第一和第二托盘。所述第一和第二托盘叠置，并且通过传送装置传送穿过所述第一隧道窑段。第一托盘在其侧壁上具有至少一个第一凹口，搁置在第一托盘上的第二托盘的底壁与第一托盘的顶部边缘之间限定至少一个第一托盘开口。所述第一隧道窑段包括至少一个第一新鲜空气注入装置，以便在操作时，从隧道窑段的外部或从隧道窑段的内部隔室内沿横跨所述第一托盘开口的流动方向注入新鲜空气。并且所述第一托盘开口具有足够的尺寸，以使得当在所述流动方向上注入新鲜空气时，从所述第一托盘抽出足量的废气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在生产过程中以连续操作的方式对产品热处理的隧道窑。具体地，本专利技术提出了一种用于生产诸如锂离子电池材料的电池材料的辊道窑。
技术介绍
辊道窑一般包括：多个隧道窑段，其彼此凸缘式连接；和至少一个托盘，其被布置成承载将在窑中处理的产品。在此类上下文中，辊道窑包含至少一个部件套件，所述部件套件包括隧道窑段和至少一个托盘，所述托盘用于承载将热处理的产品。此类部件套件的隧道窑段一般呈现由底壁、侧壁和顶壁限定的内部隔室。所述侧壁包括沿穿过段的产品运输方向对准的第一和第二传送开口，所述底壁包括流体地连接到进气通道的进气开口，所述进气通道被布置成将新鲜空气从隧道窑段的外部朝向内部隔室的内部传送。因此，当隧道窑段系列(所述系列包含至少一个部件套件)彼此凸缘式连接时，第一隧道窑段的第一传送开口与第一邻近隧道段的第二传送开口连通，第一隧道窑段的第二传送开口与第二邻近隧道段的第一传送开口连通，其方式为使得形成隧道窑，并且其中通过经凸缘式连接段的相继内部隔室沿产品运输方向来限定隧道的内部隔室。待处理产品(特别是电池材料前体，其通常为包括含锂碳酸盐(Li2CO3)和过渡金属氢氧化物(所述碳酸锂和过渡金属氢氧化物为所述前体)的粉末的原材料混合物)被布置成通过合适的传送装置沿运输方向运输穿过隧道窑的隧道内部隔室，所述传送装置承载至少一个托盘，在所述托盘中灌注有限定充注体积的产品。随后产品注定在隧道窑中进一步焙烧以使其转化为电池材料。产品的充注体积为由托盘的底壁、侧壁和顶部边缘限定的托盘隔室的体积。通常，装载站和卸载站用于利用托盘来分别对传送装置装载和卸载，所述托盘充注有尚未热处理的产品或充注有已热处理的产品。传送装置可例如为传送带或多个辊，所述多个辊以形成传送带的方式一个接一个进行布置，以用于为窑馈送电池材料前体。常规的辊道窑已知分为产品在其中经历不同处理的至少3个区，这些区中的每一个均由段系列制成。在也称为反应区和烧结区的第一区和第二区(所述烧结区也可由退火区替换，所述烧结区为其中发生退火和/或烧结的区)中，所进入的产品注定进行热反应。所述反应区一般包括介于2至5个之间的段，其中这些段中的至少一个包括排气通道，所述排气通道被布置成将排气从隧道窑段的内部隔室的内部朝向隧道窑段的外部传送。此外，这些段中的至少一个具有加热器，所述加热器可为燃烧器或电加热器。所述加热器被布置成使反应区的段的内部隔室升温到通常大于或等于300℃并且小于或等于1100℃的温度。烧结区包括介于5至10个之间的段，其中这些段中的至少一个包括排气通道，所述排气通道被布置成传送排气，并且其中这些段中的至少一个具有加热器，所述加热器被布置成使烧结区的段的内部隔室升温到至多为隧道窑的反应区的温度的温度。在生产电池材料的上下文中，在反应区和烧结区中相继发生对含有Li2CO3的粉末的干燥、热解和烧结，以及处于气体形式的CO2的生成。将CO2从构成反应区和烧结区的段的内部隔室通过来自窑的底壁 的新鲜空气朝向窑的反应区和/或烧结区中所包含的段中的至少一个的顶壁上的排气通道排出。在第三区(所谓的冷却区)中，使已热处理的产品在到达卸载站之前冷却。当窑操作时，将托盘(其初始已装载有电池前体粉末)放置在传送带上并由传送带传送到窑。所述托盘跨越限定上述三个区的段系列的内部隔室，从而分别穿过反应区，随后到达烧结区，并且在穿过冷却区时结束其路径。最后，在卸载站中，使具有电池材料的托盘在通过隧道窑后，从窑中排出。现今，仍然需要提高诸如上述隧道窑的隧道窑的生产能力。用于实现这一点的众所周知的惯例是将至少两个托盘叠加，在窑中传送这两个托盘之前，第一托盘(底部托盘)搁置在传送带上并且第二托盘(上部托盘)搁置在底部托盘的顶部边缘上。然而，如果此类布置实际上允许按照时间单位来处理较大量的产品，那么这存在以下缺点：不幸的是，这种构造不适合托盘中所含有的前体的涉及脱气(特别是热解)的电池材料的生产。当这些托盘彼此堆叠时，实际上仍然很难从上面搁置有上部托盘的底部托盘除去废气，例如CO2，这是由于以下这一事实：在一些情况下，在两个叠加托盘之间不存在开口，从而使得不可能将底部托盘的废气排空，以及ii)即使在这两个托盘之间存在小的间隙，与隧道窑中的气氛密度相比，废气(诸如CO2)的较高密度也是防止这些气体通过来自隧道窑段的进气开口的新鲜空气流从底部托盘充分喷出的重要因素。由于在前体粉末的热解期间所生成的CO2众所知周会极大地影响电池产品穿过窑结束时所获得的电池产品的质量，因此在这些气体的分压在粉末烧结期间在第一托盘中仍然太高的情况下，第一托盘的Li 材料不会充分热解并且大量的Li2CO3仍可保持处于底部托盘的最终电池材料产品中，以使得产品的质量极大地改变，因为例如，众所周知的是，在电池产品的充电和放电期间，Li2CO3在用作可再充电电池的阴极材料时，是膨胀问题的源头，这使得可再充电电池的循环寿命变得更短。鉴于这一主要缺点，仍然需要提供一种窑设计，所述窑设计实现了就将要热处理的产品数量而言的高容量，同时也适合在产品包含例如碳酸锂时，执行包含所处理产品的脱气的过程，诸如热解，并且为此从底部托盘以及从窑的限定反应区和烧结区的段的内部隔室排空在产品热转化期间所形成的废气仍然是至关重要的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是通过提供如下所述将包含在隧道窑中的第一部件套件来解决这一问题，其中：-第一托盘在其侧壁上具有至少一个第一凹口，其方式为使得，当托盘叠加时，第二托盘即上部托盘搁置在第一托盘上即底部托盘上，在第二托盘的底壁与第一托盘的顶部边缘之间限定至少一个第一托盘开口，所述至少第一托盘开口为由所述第一托盘的侧壁和底壁限定的托盘隔室的第一进入开口；-第一隧道窑段进一步包括至少一个第一新鲜空气注入装置，所述注入装置被布置成使得当操作时，从隧道窑段的外部或从内部隔室的内部并且在被布置成横跨所述至少第一托盘开口的流动方向上注入新鲜空气；并且其中-所述第一托盘开口呈现足够的尺寸，以使得当在所述流动方向上注入新鲜空气时以及当沿运输方向传送所述第一托盘时，从所述第一托盘抽取足量的废气。当结合到隧道窑的反应区和/或烧结区中并且连接到这些区之一或二者的其它隧道窑段(所述其它段中的至少一个呈现排气开口)时， 根据本专利技术的部件套件使得在加热和/或烧结期间，能够从底部托盘抽取足以防止产品在其热转化期间受到任何污染的废气量。当第一托盘的至少第一开口横跨注入装置的流动方向时，发生这种抽取。因此，通过经由注入装置在托盘隔室穿过托盘的侧壁开口的方向上注入新鲜空气来保证废气的抽取。在本专利技术的框架中，将术语“新鲜空气”定义为实质上无由于产品的热处理而产生的废气的空气。在处理包括Li2CO3的粉末的上下文中，新鲜空气为实质上无CO2、或者CO2含量小于或等于外部空气的CO2含量的气体，例如，为并未含在窑段中而是由注入装置注入到第一隧道窑段的内部隔室中的空气。新鲜空气在注入时，不仅从底部托盘隔室，而且从第一隧道窑段的内部隔室并且从邻近于所述第一隧道窑段的段的内部隔室除去废气，从而通过恢复反应区和/或烧结区中包含的段的内部隔室中的反应气氛来改进脱气产率并且较之次要地加速了脱气过程，例如加速了Li2CO3的热解反应。在此类上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种第一部件套件(K)，包括：‑第一隧道窑段(1)，所述第一隧道窑段被布置成连接到多个第二隧道窑段(a1至an)以形成隧道窑(23)，所述第一隧道窑段(1)具有由底壁(3)、侧壁(4)和顶壁(5)限定的内部隔室(2)，所述侧壁(4)包括沿产品穿过所述段(1)的运输方向(D)对准的第一传送开口和第二传送开口(6，7)以用于利用生成的排气对所述产品进行热处理；以及‑至少一个第一托盘和第二托盘(8，9)，所述托盘中的每一个均具有由底壁(11)、侧壁(12)和顶部边缘(13)限定的托盘隔室(10a，10b)，所述托盘被布置成承载将热处理或已热处理的产品，所述至少两个托盘被布置成搁置在传送装置(RN)上并且被布置成由所述传送装置沿所述运输方向(D)传送穿过所述隧道窑段(1)的所述第一开口(6)、所述内部隔室(2)和所述第二开口(7)，所述托盘(8，9)被进一步布置成彼此叠加以使得所述第二托盘(9)的底壁(11a)搁置在所述第一托盘(8)的所述顶部边缘(13)上，其中：‑所述第一托盘(8)在其侧壁(12)上具有至少一个第一凹口，其方式为使得当所述托盘叠加时，在所述第二托盘(9)的所述底壁(11a)与所述第一托盘(8)的所述顶部边缘(13)之间限定至少一个第一托盘开口(O)，所述至少第一托盘开口为所述第一托盘的所述托盘隔室(10a)的第一进入开口；‑所述第一隧道窑段(1)进一步包括至少一个第一新鲜空气注入装置(13)，所述注入装置被布置成使得当操作时，从所述隧道窑段(1)的外部或从所述内部隔室(2)的内部并且在被布置成横跨所述至少第一托盘开口(O)的流动方向(In)上注入新鲜空气；并且其中‑所述第一托盘开口(O)呈现足够的尺寸，以使得当在所述流动方向(In)上注入所述新鲜空气时以及当沿所述运输方向(D)传送所述第一托盘(8)时，从所述第一托盘抽取足量的废气。...

【技术特征摘要】
1.一种第一部件套件(K)，包括：-第一隧道窑段(1)，所述第一隧道窑段被布置成连接到多个第二隧道窑段(a1至an)以形成隧道窑(23)，所述第一隧道窑段(1)具有由底壁(3)、侧壁(4)和顶壁(5)限定的内部隔室(2)，所述侧壁(4)包括沿产品穿过所述段(1)的运输方向(D)对准的第一传送开口和第二传送开口(6，7)以用于利用生成的排气对所述产品进行热处理；以及-至少一个第一托盘和第二托盘(8，9)，所述托盘中的每一个均具有由底壁(11)、侧壁(12)和顶部边缘(13)限定的托盘隔室(10a，10b)，所述托盘被布置成承载将热处理或已热处理的产品，所述至少两个托盘被布置成搁置在传送装置(RN)上并且被布置成由所述传送装置沿所述运输方向(D)传送穿过所述隧道窑段(1)的所述第一开口(6)、所述内部隔室(2)和所述第二开口(7)，所述托盘(8，9)被进一步布置成彼此叠加以使得所述第二托盘(9)的底壁(11a)搁置在所述第一托盘(8)的所述顶部边缘(13)上，其中：-所述第一托盘(8)在其侧壁(12)上具有至少一个第一凹口，其方式为使得当所述托盘叠加时，在所述第二托盘(9)的所述底壁(11a)与所述第一托盘(8)的所述顶部边缘(13)之间限定至少一个第一托盘开口(O)，所述至少第一托盘开口为所述第一托盘的所述托盘隔室(10a)的第一进入开口；-所述第一隧道窑段(1)进一步包括至少一个第一新鲜空气注入装置(13)，所述注入装置被布置成使得当操作时，从所述隧道窑段(1)的外部或从所述内部隔室(2)的内部并且在被布置成横跨所述至少第一托盘开口(O)的流动方向(In)上注入新鲜空气；并且其中-所述第一托盘开口(O)呈现足够的尺寸，以使得当在所述流动方向(In)上注入所述新鲜空气时以及当沿所述运输方向(D)传送所述第一托盘(8)时，从所述第一托盘抽取足量的废气。2.根据权利要求1所述的部件套件，其中所述流动方向(In)与实质上水平的平面(B)形成大于0°并且小于或等于30°的角度(α)，其方式为使得当所述角度大于0℃时，所述流动方向(In)朝向所述至少一个托盘隔室的充注体积的内部定向。3.根据权利要求1或2中任一项所述的部件套件，其中加热元件(21)位于所述隧道窑段(1)的所述内部隔室(2)中，其方式为使得当所述至少第一托盘和第二托盘(8，9)叠加并且搁置在所述传送装置(RN)上时，所述加热元件位于第一水平(L1)，所述第一水平被定位在对应于所述顶壁所处的第一高度(H1)的第二水平(L2)与对应于所述第二托盘(9)的所述顶部边缘(13)所处的第二高度(H2)的第三水平(L3)之间。4.根据权利要求1或2所述的部件套件，其中所述第一段(1)的所述顶壁(5)包括至少一个排气开口(18)，所述排气开口被布置成流体地连接到排气通道(19)，所述排气通道被布置成将排气从所述内部隔室(2)的内部朝向所述隧道窑段的外部传送。5.根据权利要求4所述的部件套件，其中所述底壁(3)包括至少一个进气开口(16)，所述进气开口被布置成流体地连接到进气通道(17)，所述进气通道被布置成将新鲜空气从所述隧道窑段的外部朝向所述内部隔室(2)的内部传送。6.根据权利要求5所述的部件套件，其中所述进气开口(16)和所述排气开口(18)在所述隧道窑段中被布置为使得所述新鲜空气在从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·范登布勒克，崔仁植，
申请(专利权)人：尤米科尔公司，
类型：新型
国别省市：比利时;BE