合成磷酸铁锂正极材料用轮烧式气氛保护立式烧结炉制造技术

合成磷酸铁锂正极材料用轮烧式气氛保护立式烧结炉，属热工加热炉技术领域。炉胆自炉体顶面开口插入炉腔，炉芯体自炉胆顶面开口插入炉胆内，炉芯体自身的顶面成为炉胆盖，炉胆盖上设有能让炉胆的顶面外缘与炉胆盖可拆卸地联接的紧固件，炉芯体顶面下面的部分为多层透空结构的匣钵放置架。匣钵放置架的中轴为一上端封闭下端敞口的进气管，该进气管的上部自炉胆盖中心向上伸出后，其侧壁设有保护气体进气口而顶端紧固有起吊环。本炉可以轮换作业显著缩短材料合成的时间，提高设备效率，并减少热损。气氛保护精度高，炉胆内温度分布均匀，占地面积小，烧结产品性能稳定，批次性、一致性良好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
合成磷酸铁锂正极材料用轮烧式气氛保护立式烧结炉


[0001]本技术属热工加热炉
，具体涉及一种合成磷酸铁锂正极材料专用的轮烧式高精度气氛保护立式烧结炉。

技术介绍

[0002]目前磷酸铁锂正极材料高温固相合成，工业化生产主导烧结设备为辊道式窑炉，用以进行烧结合成。由于该种设备的结构特点造成：温度控制不精准；升温和保温时间控制调整受设备限制，无法随意调整，不能满足磷酸铁锂合成工艺的多样性要求；隧道窑炉密封不良，气氛保护精度不高不稳定，造成产品一致性、稳定性不良；隧道窑炉热损失大，保护气体耗损大，因此造成能耗高的缺点。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的缺点，针对磷酸铁锂等正极材料合成过程中存在的问题，提供一种合成磷酸铁锂正极材料用轮烧式气氛保护立式烧结炉。
[0004]本技术包括：
[0005]一炉体，炉体内部为炉腔，炉体的顶面中部设有开口；
[0006]一能自炉体顶面开口插入炉腔的炉胆，炉胆的顶面中部设有开口；
[0007]一能自炉胆顶面开口插入炉胆内的炉芯体，炉芯体自身的顶面成为炉胆盖，炉胆盖上设有能让炉胆的顶面外缘与炉胆盖可拆卸地联接的紧固件，炉芯体顶面下面的部分为多层透空结构的匣钵放置架，炉胆盖上设有排气管、测温器件和氧含量检测器件；匣钵放置架的中轴为一上端封闭下端敞口的进气管，该进气管的上部自炉胆盖中心向上伸出后，其侧壁设有保护气体进气口。
[0008]炉体内壁设保温层，保温层与炉胆外壁之间的空间均匀地布置有电热器件。所述电热器件优选远红外电热管。
[0009]本技术进一步优化的结构为：炉体的横截面呈正8边形，炉胆、炉胆盖和匣钵放置架的外周均为圆形。进气管的上顶端紧固有起吊环。
[0010]本技术的使用：将炉胆连同炉芯体整体自炉腔中起吊出来，卸开炉胆盖与炉胆顶面外缘间的紧固件，再把炉芯体从炉胆中吊出，把装有待烧结材料的多个匣钵一一放入匣钵放置架，把炉芯体吊入炉胆，将炉胆盖与炉胆紧固从而密封炉胆，从保护气体进气口向炉胆内通入保护气体进行气氛置换，然后将炉胆连同炉芯体整体吊入炉腔进行烧结，烧结完成后，再将炉胆连同炉芯体整体自炉腔中起吊出来，在炉外冷却到常温后，将炉芯体与炉胆之间的紧固件卸开，吊出炉芯体出料。吊出第一套炉胆炉芯体整体后，就可将另一套炉胆炉芯体整体吊入炉腔进行烧结。如此轮换作业，从而实现同时进行烧结、冷却、装卸料、气氛置换等工艺过程与操作。
[0011]本技术的有益效果：结构设计使得炉胆连同炉芯体整体易于放入和取出，轮换作业可显著缩短材料合成的时间，提高设备效率，并减少热损，具有显著的增效节能效
果。炉胆内的多层透空结构的匣钵放置架能在最大量地容纳待烧结的粉体材料的同时，保证炉胆内有充分的均匀空间，以利空气流动和热传递。导入的保护气体自底部进入炉胆空间，以及顶部排烟的设计使炉胆内的保护气体置换迅速，气氛保护精度高，材料合成的全过程氧含量均可控制在0.1PPM以下，极大的保证了材料合成的一致性、稳定性。为生产优质材料提供了极大的保障。与隧道窑炉相比，本技术烧结炉温度无级可调，时间可准确控制，温度控制精度可达
±
1℃、时间控制精度可达
±
1分钟、炉胆内温度分布均匀可达
±
1℃。气氛保护精度高，烧结及冷却全过程氧含量控制精度可达0.1PPM。本技术比通用的辊道烧结炉降低能耗75％～80％，占地面积小，无环境污染问题。产品性能稳定、批次性、一致性良好，对大批量制备优质磷酸铁锂锂离子电池正极材料有重要的实际应用价值。
附图说明
[0012]图1为实施例的主视剖面结构示意图。
[0013]图2为图1的A
‑
A剖面。
具体实施方式
[0014]下面用实施例对本技术作进一步说明，但本技术的保护范围并不限于所述实施例。
[0015]实施例：见图1和图2。炉体1内部为炉腔，炉体1的顶面中部设有开口。炉胆2自炉体1顶面开口插入炉腔，炉胆2的顶面中部也有开口。炉芯体自炉胆2的顶面开口插入炉胆2内。炉芯体2自身的顶面成为炉胆盖3，炉胆盖3上设有能让炉胆2的顶面外缘与炉胆盖3可拆卸地联接的螺栓螺母4。炉芯体顶面下面的部分为多层透空结构的匣钵放置架6，炉胆盖3上设有排气管5、测温器件12和氧含量检测器件14；匣钵放置架6的中轴为一上端封闭下端敞口的进气管7，该进气管7的上部自炉胆盖3的中心向上伸出后，其侧壁设有保护气体进气口9而顶端紧固有起吊环11。炉体1的内壁设保温层10，保温层10与炉胆2 的外壁之间的空间均匀地布置有远红外电热管13。炉体1的横截面呈正8边形，炉胆2、炉胆盖3和匣钵放置架6的外周均为圆形。15为排气调节阀，16为外壳，17和18为密封垫，19为保温材料，20表示放在匣钵放置架6内的多个扇形匣钵，21为底座。图2中一扇形匣钵涂黑部分表示放入扇形匣钵20内的烧结材料。
[0016]使用例1：680公斤磷酸铁锂的前驱体装入扇形匣钵并放在炉胆内的匣钵放置架上，炉胆是密封的，炉胆先放在炉外通入氮气，置换1小时，氧含量控制达到0.1PPM，炉胆吊入炉体内，2小时升温至400℃保温0.5小时，1小时升温至600℃保温0.5小时，1小时后升温至750℃保温6小时，关闭烧结炉胆在炉内留置2小时后把炉胆吊出，炉外空气冷却至室温吊出匣钵放置架出料。全过程氧含量控制精度0.1PPM。电耗432KWH，氮气耗量50m3。
[0017]使用例2：700公斤磷酸铁锂的前驱体装入扇形匣钵并放在炉胆内的，炉胆是密封的，炉胆先放在炉外通入氮气，置换1.5小时，氧含量控制0.01PPM，再把炉胆放入炉体内，1 小时升温至400℃保温1.0小时，1小时升温至620℃保温0.5小时，1小时后升温至800℃保温6小时，炉胆在炉内留置2小时后把炉胆用吊车吊出，炉外空气冷却至室温出料。全过程氧含量控制精度0.1PPM。电耗480KWH，氮气耗量60m3。
[0018]实施例3：700公斤磷酸铁锂的前驱体装入匣钵并放入炉胆内的架子上面，炉胆是
密封的，炉胆先放在炉外通入氮气，置换1.5小时，氧含量控制0.01PPM，再把炉胆放入炉体内， 1小时升温至400℃保温1.0小时，1小时升温至620℃保温0.5小时，1小时后升温至800℃保温5小时，炉胆在炉内留置2小时后把炉胆用吊车吊出，炉外空气冷却至室温出料。全过程氧含量控制精度0.1PPM。电耗420KWH，氮气耗量50m3。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成磷酸铁锂正极材料用轮烧式气氛保护立式烧结炉，其特征在于包括：一炉体，炉体内部为炉腔，炉体的顶面中部设有开口；一能自炉体顶面开口插入炉腔的炉胆，炉胆的顶面中部设有开口；一能自炉胆顶面开口插入炉胆内的炉芯体，炉芯体自身的顶面成为炉胆盖，炉胆盖上设有能让炉胆的顶面外缘与炉胆盖可拆卸地联接的紧固件，炉芯体顶面下面的部分为多层透空结构的匣钵放置架，炉胆盖上设有排气管、测温器件和氧含量检测器件；匣钵放置架的中轴为一上端封闭下端敞口...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敦格，刘枫，刘俊旭，
申请(专利权)人：刘敦格，
类型：新型
国别省市：