一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖，解决的问题是传统石墨化炉的冷却系统总体结构较为复杂，生产过程容易损坏，使用寿命短。本实用新型专利技术所述的冷却系统包括若干级冷却水套，所述的冷却水套从上到下依次包括一级水套、二级水套和三级水套，三级水套与排料冷却系统连接，一级水套的横截面积大于二级水套的横截面积，二级水套上部与一级水套之间设有环形冷却水盘。本实用新型专利技术冷却系统延长，结构更加简单，减少设备维修，增大设备使用寿命。

A graded cooling furnace cellar for the production of anode materials for lithium batteries

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖
本技术涉及锂电池负极材料生产领域，具体涉及一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖。
技术介绍
在锂离子电池负极材料中，石墨类碳负极材料以其来源广泛，价格便宜，一直是负极材料的主要类型；碳质材料是石墨类锂电池负极材料的主要原料，碳质材料的碳原子为不规则排列，只有在炉窑如石墨化炉内通过2200～3000℃的高温热处理，使碳原子发生再结晶，重新有序排列，才能呈现石墨的晶体结构，从而具有石墨的许多优良性能，如导电性和导热性显著提高，化学和热稳定性更好，杂质减少，硬度降低，更易于机械加工等等。石墨化炉的功能就是使碳质材料转化为人造石墨材料，例如为钢铁冶炼、铝冶炼、负极材料、其它有色金属行业、核工业等可以提供优质碳元素的石墨材料。目前使用得最为广泛的石墨化炉是艾奇逊炉。艾奇逊炉为敞开式长方形炉体结构，生产过程为将炭化物纵向或横向并列，并在炭化物的周围填充冶金焦和石英沙，在炉体的长度方向通电，利用焦炭的电阻发热，最终使被加热物本身也产生电阻发热；在焦炭的外围再用焦粉、炭黑、硅砂/焦炭/碳化硅混合物等衬料进行热屏蔽以隔热。但是现有的艾奇逊炉不能达到节能减排，操作安全，产品质量稳定的要求。对此，专利号为“CN201010108180.7”的专利公开了一种“竖式高温连续石墨化炉”。这种石墨化炉的冷却系统是在周边冷却装置内设置中央冷却区域，中央冷却区域的冷却需要单独设置冷却水管将冷却水通入中央冷却区域上部，冷却水在从中央冷却区域上部落到中央冷却区域下部后经过排水口排出，同时，物料从中央冷却区域外侧通过并排出，物料通过中央冷却区域时被周边冷却装置和中央冷却区同时冷却，冷却效果好；但是周边冷却装置得下出口需要集成中央冷却区域冷却水的进出口、物料出口等涉及到的阀门和管道等，切要做到互不干扰，总体结构较为复杂，生产过程容易损坏，使用寿命短。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是传统石墨化炉的冷却系统总体结构较为复杂，生产过程容易损坏，使用寿命短，提供一种结构简单，使用寿命长的用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖。为解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案：一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖，包括炉体和支撑架，炉体上方设有炉盖，炉体下方设有冷却系统，冷却系统下部设有排料冷却系统；所述的支撑架包括立柱，立柱上设有横梁，炉体设置在横梁上方；所述的冷却系统包括若干级冷却水套，所述的冷却水套从上到下依次包括一级水套、二级水套和三级水套，三级水套与排料冷却系统连接，一级水套的横截面积大于二级水套的横截面积，二级水套上部与一级水套之间设有环形冷却水盘。所述的环形冷却水盘内部由冷却水管逐圈盘绕而成。所述二级水套和三级水套的内壁上设有石墨内衬层；所述一级水套、二级水套和三级水套均为圆柱筒结构。排料冷却系统包括连接板，连接板上方与三级水套连接，连接板下方设有四级水套和五级水套，四级水套和五级水套之间通过锥形水套连接。本技术的冷却系统延长，结构更加简单，减少设备维修，增大设备使用寿命。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是图1的局部结构示意图；图3是本技术炉盖俯视俯视结构示意图；图4是本技术炉盖横截面结构示意图；图5是本技术炉盖侧面结构示意图之一；图6是本技术炉盖侧面结构示意图之二；图7是本技术排料冷却结构示意图；图8是本技术三级水套下部结构示意图；图9是本技术排料冷却俯视结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1至图9示，一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖，包括炉体1和支撑架5，炉体上方设有炉盖4，炉体1下方设有冷却系统2，冷却系统2下部设有排料冷却系统3；所述的支撑架5包括立柱51，立柱51上设有横梁52，炉体1设置在横梁52上方。所述的冷却系统2包括若干级冷却水套，所述的冷却水套从上到下依次包括一级水套21、二级水套22和三级水套23，三级水套23与排料冷却系统3连接，一级水套21的横截面积大于二级水套的横截面积，二级水套22上部与一级水套21之间设有环形冷却水盘26。一级水套21上部与炉体连接。冷却系统2的各级冷却水套内部均包括冷却水管，冷却水通过冷却水管不满整个冷却水套，且各冷却水套均有独立的进水口和独立的出水口，形成分层次的冷却装置，降低了成本，提高了冷却效率。所述的环形冷却水盘26内部由冷却水管逐圈盘绕而成。环形冷水盘具有更大的冷却面积，适合冷却温度较高的高温产品，其设置在一级水套和二级水套之间，从而使从一级水套出来的高温物料得到大幅的降温，然后物料再经过二级水套、三级水套、排料冷却系统进行逐步降温，冷却层次分明，冷却分工明确，提高了冷却效率，优化了冷却效果。所述二级水套22和三级水套23的内壁上设有石墨内衬层27。石墨内衬层27传热效果好，传热快，加快物料与冷却水之间的换热速度，适用于物料温度较高的二级水套22区域和三级水套23区域。而一级水套21区域不设置石墨内衬层27，因为刚从炉体落下的物料在一级水套区域被初步的冷却，这种冷却力度不能太大。防止影响炉体下部电极的温度，保护下部电极，防止炉体爆炸，初步降低高温物料的温度。所述一级水套21、二级水套22和三级水套23均为圆柱筒结构。排料冷却系统3包括连接板34，连接板34下方设有四级水套31和五级水套32，四级水套31和五级水套32之间通过锥形水套33连接。四级水套31、锥形水套33和五级水套32分别具有独立的进水口和独立的出水口，使得冷却分级进行，冷却效果好。排料冷却系统3作为冷却系统的一部分，将冷却系统大大拉长，加大物料下落时的冷却距离，增大冷却效果，结构简单，各级冷区水套及排料冷却系统3通过简单的固定连接即可，结构简单，使用寿命长。所述的连接板34下方设有两个四级水套31，连接板34的下表面设有滑轮35；所述的立柱51上还设有移动横梁53，移动横梁53设置在三级水套23下方，移动横梁53上设有滑轨531，滑轮35与滑轨531相配合。滑轮35在滑轨531内移动，实现连接板34上任何一个四级水套31与三级水套23的对接。所述的三级水套23下方设有方形板232，方形板232两侧设有两个盖板231，盖板231与方形板232铰接连接。当选择连接板34上某一个四级水套31的进料口与三级水套23的落料口相对应时，连接板34另一个四级水套31的进料口被相对应的盖板231盖上，对该四级水套31起到防护作用。本技术一个连接板34下配套设置了两套排料冷却系统，当其中一个排料冷却系统发生损坏时，只需要轻轻一推，就本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖，其特征在于：包括炉体（1）和支撑架（5），炉体上方设有炉盖（4），炉体（1）下方设有冷却系统（2），冷却系统（2）下部设有排料冷却系统（3）；所述的支撑架（5）包括立柱（51），立柱（51）上设有横梁（52），炉体（1）设置在横梁（52）上方；所述的冷却系统（2）包括若干级冷却水套，所述的冷却水套从上到下依次包括一级水套（21）、二级水套（22）和三级水套（23），三级水套（23）与排料冷却系统（3）连接，一级水套（21）的横截面积大于二级水套的横截面积，二级水套（22）上部与一级水套（21）之间设有环形冷却水盘（26）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池负极材料生产的分级冷却式炉窖，其特征在于：包括炉体（1）和支撑架（5），炉体上方设有炉盖（4），炉体（1）下方设有冷却系统（2），冷却系统（2）下部设有排料冷却系统（3）；所述的支撑架（5）包括立柱（51），立柱（51）上设有横梁（52），炉体（1）设置在横梁（52）上方；所述的冷却系统（2）包括若干级冷却水套，所述的冷却水套从上到下依次包括一级水套（21）、二级水套（22）和三级水套（23），三级水套（23）与排料冷却系统（3）连接，一级水套（21）的横截面积大于二级水套的横截面积，二级水套（22）上部与一级水套（21）之间设有环形冷却水盘（26）。


2.根据权利要求1所述的用于锂电池负极材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞林，陈国教，
申请(专利权)人：开封格瑞丰特新材料有限公司，张瑞林，
类型：新型
国别省市：河南;41