一种锂正负极材料高温一体化设备的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种锂正负极材料高温一体化设备及其制造方法，包括耐高温钢管、对夹式陶瓷纤维炉膛，所述耐高温钢管上方设置有烟气管道口和进料口，所述耐高温钢管下方设置有出料口，所述耐高温钢管内部设置有螺带搅拌浆叶，所述螺带搅拌浆叶中心轴线上设置有搅拌轴，所述耐高温钢管一侧设置有循环冷却水套，所述循环冷却水套一侧设置有机械密封件，所述搅拌轴两端设置有轴承座，所述出料口通过管道连接到冷凝罐。有益效果在于：采用定制化卧式高镍铬贵金属耐高温炉管以及高温炉管同材质的轴和螺带搅拌浆叶搅拌，运行温度温度高、效率快，占地面积小机械密封增加了水循环冷却设备，延长设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种锂正负极材料高温一体化设备的制造方法
本专利技术涉及电极材料包覆碳化领域，具体涉及一种锂正负极材料高温一体化设备的制造方法。
技术介绍
目前主流高端负极材料的工艺为原料粉碎-包覆二次造粒-石墨化-筛分磁选-包装。包覆工艺一般采用304/310S材质的立式不锈钢捏合搅拌反应釜2-4立方，直径1.2-1.8米左右，以4立方的反应釜为例，设备一套装置：一般为4立方高温釜配3立方冷却釜各一台，整体设备高度加上行车车间高度要12-14米，一套设备投入固定资产接近80万-100万，产量40吨/月，温度600度，由于反应釜的外形导致体积的增大相对增加直径多些，直径1.8米4立方的温差相对较大，物料反应时间大大延长。由于温度低包覆造粒后的二次颗粒的挥发分没有到达900度左右的排放温度始点，物料挥发物基本没有排除，导致材料的振实密度偏低0.65g/cm3和真密度低1.6g/cm3，在下道石墨化工序时候成本会增加25%以上（因为同样坩埚内的装料量低温处理会比高温处理低50%，直径500mm高度950mm的石墨坩埚一般装料值为65kg），产品的综合成本很高，以市场主流的340g/mah克容量，1.55g/cm3压实的二次颗粒产品估算整体吨成本在3.5万（自己有石墨化炉的成本）。产品成本高，固定资产投资高。如果想提升产品性能目前就是用传统的1100度高温氮气保护推板窑炉进行再次烧结排挥发分提高真密度，用来降低石墨化工艺阶段的成本，但是增加推板窑炉（100万/条窑炉，月产能80吨）需要增加固定资产投资，吨成本同时上升2000元/吨。同样正极材料烧结材料的温度在700-1100度，目前使用的大部分为推板。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锂正负极材料高温一体化设备。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：提供了一种锂正负极材料高温一体化设备，包括耐高温钢管、对夹式陶瓷纤维炉膛，所述耐高温钢管上方设置有烟气管道口和进料口，所述耐高温钢管下方设置有出料口，所述耐高温钢管内部设置有螺带搅拌浆叶，所述螺带搅拌浆叶中心轴线上设置有搅拌轴，所述耐高温钢管一侧设置有循环冷却水套，所述循环冷却水套一侧设置有机械密封件，所述搅拌轴一侧设置有轴承座，所述搅拌轴另一侧端口处设置有齿轮盘，所述出料口通过管道连接到冷凝罐，所述冷凝罐连接有缓存罐，所述耐高温钢管通过钢管支撑架支撑在所述对夹式陶瓷纤维炉膛内部，所述对夹式陶瓷纤维炉膛下方设置有炉膛支撑架。在本实施例中，所述搅拌轴远离所述轴承座的一端设置有齿轮驱动装置便于带动所述搅拌轴转动，所述齿轮盘通过链条连接到卧室减速电机。在本实施例中，所述对夹式陶瓷纤维炉膛为对称式的两个半炉体拼接而成。在本实施例中，所述对夹式陶瓷纤维炉膛内温度通过PLC控制箱控制。在本实施例中，所述一种锂正负极材料高温一体化设备制造方法包括如下步骤：（1）将钢材里中采用细晶体结构材料以及添加高铬、镍合金、钛含量添加剂，提升钢材碳含量到0.2%；（2）所述耐高温钢管生产，使用整体铸造浇筑方法制作无缝钢管，钢管长度5米，壁厚15毫米，内径770mm，炉管正中位置的上部和下部以管中心点为圆心开DN200mm的料口，上端料口为进料口，下端料口为出料口，炉管左端法兰盘向右50cm处正中位置开DN50排气口，炉管设3点控温高温耐1300度热电偶，2点氮气保护管路；（3）将（1）中所选型材制造两头长度650mm实心轴，中间5000mm长、壁厚15mm空心轴的所述搅拌轴，所述螺旋桨叶单页片宽100mm，厚度10mm，左右方向排列具有捏合功能的桨叶有利于粉体材料包覆时候的捏合有利于形成二次颗粒；（4）所述耐高温钢管两侧焊接内径为800mm的法兰盘，法兰盘与炉管盲板螺丝对接，盲板中间开直径101mm搅拌轴口；设直径800mm、高度200mm的冷却循环水套用于炉管盲板降温和轴降温，法兰盘对接盲板上，设内径100mm机械密封；（5）将（3）中的所述搅拌轴两端顶部焊接轴承支座，确保轴和桨叶搅拌时候的动平衡；（6）将（5）中的所述搅拌轴一端轴承支座外设齿轮转动，配置15KW减速电机,速度0-60转/分；（7）设冷凝管和缓冲罐，挥发性物质经冷凝后进入缓冲罐集中收集装置内；（8）安装压力表、泄压阀、抽负压装置、气动闸阀进出料装置、氧含量检测装置。在本实施例中，所述步骤（1）中的材料比传统310S不锈钢耐高温提升20%，长期使用温度保证1200度，含量铬Cr：24.00～26.00%，镍Ni：35-40%，钛1%-3%。在本实施例中，所述步骤（2）中的所述耐高温钢管为保障材料的温差相对较小，设计小于直径1.2米。有益效果在于：采用定制化卧式高镍铬贵金属耐高温炉管以及轴和螺带搅拌浆叶搅拌，运行温度1100度，设备高温炉及冷却炉总高度不超6米投资小，由于炉管直径小温差相对小传热快，物料反应时间降低，同样体积4立方的炉管一月产能约54吨；机械密封增加了水循环冷却设备，延长设备的使用寿命。附图说明图1是本专利技术所述一种锂正负极材料高温一体化设备的耐高温钢管立体图；图2是本专利技术所述一种锂正负极材料高温一体化设备的耐高温钢管结构示意图；图3是本专利技术所述一种锂正负极材料高温一体化设备的对夹式陶瓷纤维炉膛的结构视图；图4是本专利技术所述一种锂正负极材料高温一体化设备的缓存罐结构视图。1、耐高温钢管；2、烟气管道口；3、进料口；4、出料口；5、搅拌轴；6、机械密封件；7、循环冷却水套；8、螺带搅拌浆叶；9、氮气管；10、热电偶；11、轴承座；12、对夹式陶瓷纤维炉膛；13、钢管支撑架；14、炉膛支撑架；15、冷凝罐；16、缓存罐；17、齿轮盘。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1-4所示，一种锂正负极材料高温一体化设备，包括耐高温钢管1、对夹式陶瓷纤维炉膛12，耐高温钢管1上方设置有烟气管道口2和进料口3，耐高温钢管1下方设置有出料口4，耐高温钢管1内部设置有螺带搅拌浆叶8，螺带搅拌浆叶8中心轴线上设置有搅拌轴5，耐高温钢管1一侧设置有循环冷却水套7，循环冷却水套7一侧设置有机械密封件6，搅拌轴5一侧设置有轴承座11，搅拌轴5另一侧端口处设置有齿轮盘17，出料口4通过管道连接到冷凝罐15，冷凝罐15连接有缓存罐16，耐高温钢管1通过钢管支撑架13支撑在对夹式陶瓷纤维炉膛12内部，对夹式陶瓷纤维炉膛12下方设置有炉膛支撑架14。在本实施例中，搅拌轴5原理轴承座11的一端设置有齿轮驱动装置便于带动搅拌轴5转动，齿轮盘17通过链条连接到卧室减速电机。在本实施例中，对夹式陶瓷纤维炉膛12为对称式的两个半炉体拼接而成。在本实施例中，对夹式陶瓷纤维炉膛12内温度通过PLC控制箱控制。在本实施例中，所述一种锂正负极材料高温一体化设备制造方法包括如下步骤：（1）将钢材里中采用细晶体结构材料以及添加高铬、镍合金、钛含量添加剂，提升钢材碳含量到0.2%；（2）耐高温钢管1生产，使用整体铸造浇筑方法制作无缝钢管，钢管长度5米，壁厚15毫米，内径770mm，炉管正中位置的上部和下部以管中心点为圆心开DN200mm的料口，上端料口为进料口，下端料口为出料口，炉管左端法兰盘向右50cm处正中位置开DN50排气口，炉管设3点控温高温耐1300度热电偶，2点氮气保护管路；（3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂正负极材料高温一体化设备，包括耐高温钢管、对夹式陶瓷纤维炉膛，其特征在于：所述耐高温钢管上方设置有烟气管道口和进料口，所述耐高温钢管下方设置有出料口，所述耐高温钢管内部设置有螺带搅拌浆叶，所述螺带搅拌浆叶中心轴线上设置有搅拌轴，所述耐高温钢管一侧设置有循环冷却水套，所述循环冷却水套一侧设置有机械密封件，所述搅拌轴一侧设置有轴承座，所述搅拌轴另一侧端口处设置有齿轮盘，所述出料口通过管道连接到冷凝罐，所述冷凝罐连接有缓存罐，所述耐高温钢管通过钢管支撑架支撑在所述对夹式陶瓷纤维炉膛内部，所述对夹式陶瓷纤维炉膛下方设置有炉膛支撑架。

【技术特征摘要】
1.一种锂正负极材料高温一体化设备，包括耐高温钢管、对夹式陶瓷纤维炉膛，其特征在于：所述耐高温钢管上方设置有烟气管道口和进料口，所述耐高温钢管下方设置有出料口，所述耐高温钢管内部设置有螺带搅拌浆叶，所述螺带搅拌浆叶中心轴线上设置有搅拌轴，所述耐高温钢管一侧设置有循环冷却水套，所述循环冷却水套一侧设置有机械密封件，所述搅拌轴一侧设置有轴承座，所述搅拌轴另一侧端口处设置有齿轮盘，所述出料口通过管道连接到冷凝罐，所述冷凝罐连接有缓存罐，所述耐高温钢管通过钢管支撑架支撑在所述对夹式陶瓷纤维炉膛内部，所述对夹式陶瓷纤维炉膛下方设置有炉膛支撑架。2.根据权利要求1所述的一种锂正负极材料高温一体化设备，其特征在于：所述搅拌轴远离所述轴承座的一端设置有齿轮驱动装置便于带动所述搅拌轴转动，所述齿轮盘通过链条连接到卧室减速电机。3.根据权利要求1所述的一种锂正负极材料高温一体化设备，其特征在于：所述对夹式陶瓷纤维炉膛为对称式的两个半炉体拼接而成。4.根据权利要求1所述的一种锂正负极材料高温一体化设备的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将钢材里中采用细晶体结构材料以及添加高铬、镍合金、钛含量添加剂，提升钢材碳含量到0.2%；（2）所述耐高温钢管生产，使用整体铸造浇筑方法制作无缝钢管，钢管长度5米，壁厚15毫米，内径770mm，炉管正中位置的上部和下部以管中心点为圆心开DN200mm的料口，上端料口为进料口，下端料口为出料口，炉管左端法兰盘向右50cm处...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟勇霖，
申请(专利权)人：四川吉瑞德新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51