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磷酸铁锂烧结设备—全纤维材料气氛双推板窑的研制

发布日期:2020-02-02 07:54 浏览次数:

  ·专题报道· 磷酸铁锂烧结配置一 全纤维资料空气双推板窑的研造 李争 (中国电子科技集团公司第43切磋所恒力公司,安徽合肥230088) 摘 要:先容了一种新型的磷酸铁锂烧结配置的首要布局,其全纤维的炉膛布局克造了现有配置 的短处,拥有节能、利便维持等特性。 环节词:磷酸铁锂;全纤维;空气双推板窑 中图分类号:TF063 文件标识码:A 作品编号:l004—4507(2007)07一0031—05 LiFeP04 Sintering Equipment——Study on Whole Fiber Media Atmosphere Double Plate Furnace U zheng (CETC No.43 Institute HengLi Eletek Co.,Ltd,HeFei,AnHui 230088) Abstract:The article demostrate a new stmcture of LiFeP04 sintering equipment.Its whole一胁er cham— ber overcomes the shortcomings of other equipment.It is also of energy saving and easy to main— tain. Keywords:M92+;Wh01e舶er;Atmosphere double—plate如mace 1 幼序 跟着能源垂危以及日益厉厉的生态处境,越来 越多的人出手运用纯电动交通器材。行为其心脏部 件的动力电池,因为钴酸锂的平安题目和高亢的价 格,永远没有巨额量的举行贸易化运作。而磷酸铁 锂正极资料依其超长的轮回寿命,极好的平安性 能,较好的高温机能,极其低廉的代价,并且低温性 能和倍率放电一经能够到达钴酸锂的水准等,使其 正在改日10年内会成为最有指望的动力电池资料。 墟市远景非常宏大。 目前,国表里临蓐磷酸铁锂最成熟的法子是用固 相法造备。即将“2C03、FeC204·2H:0和NH4 H2 PO。 或(NH4)2HP0。按化学计量比搀和,正在惰性空气爱戴 收稿日期:2007.06.25 作家简介:李争(1970.),男,安徽人,刻板工程师,现正在CETE第43切磋所合肥恒力电子本事开辟公司从事工业电窑炉计划和 切磋事业。 万方数据 ·专题报道· 电子工业专用设苗 下,于300℃独揽使搀和物开头剖释,然后升温到 600~800℃,保温12 h以上,就能够取得橄榄石晶 型的LiFePO。。该法子轻易利便,容易操作,若何正在 热解决及粉体加工历程中抗御二价铁氧化是合成 的环节。是以,空气爱戴推板窑成为批量临蓐该产 品的首要烧结配置。 2 现有配置的缺陷 目前,国内首要是磁性资料行业运用空气推板 窑,特性是采用硅碳棒加热、重质资料砌筑炉膛。经 过十几年的进展,布局一经根本固定。但其短处也 非常明明: (1)布局平常采用湿法砌筑,竣事后资料含水 量较高;并且重质资料热震性差,不行神速升温。因 此,正在初次运用或停炉较长时代从头开炉时,务必 平缓升温、烘炉时代须要5~7天; (2)其最里层为不保温的致密耐火层,其余为 多气孔的轻质隔热砖。气孔内会吸附多量氛围,因 此炉膛内空气置换时代长,平常需2~3天,使多量 爱戴气体自白耗费; (3)重质资料隔热性差,炉膛单边厚度平常都 正在300~400 mm以上,是以炉体自身的蓄热极 大。体积大又酿成表观散热面积大,运用时耗能 首要; (4)配置笨重,平常须要现场砌筑,运输安 装本钱高,并且进入运用后平常无法瓦解变化 场所。 3 管理计划 针对磷酸铁锂造备苛刻的烧结工艺央求(炉膛 全程氧含量正在100×10喝以下,抗御二价铁氧化), 现有空气推板窑的固出缺陷,同时连结咱们正在运用 陶瓷纤维资料十多年的经历,咱们研造了一种全新 的全纤维资料空气双推板窑,首要特性: (1)酸铁锂的烧结温度为600~800℃,采用陶 瓷管表缠镍铬合金丝为加热元件; (2)表密封敞焰式炉膛布局,除滑道条及其支 脚表,其余采用全陶瓷纤维砌筑炉膛; (3)多点散漫进气; (4)双推板烧结,单推板表道轮回; (5)盘算机集散操纵体例,置换排放气体,操纵 氧含量,调动温度等均可及时显示,主动操纵; (6)红表检测出炉粉料温度; (7)分段缔造装置,可多次拆装、运输。 4 首要布局 全部窑炉分为4大一面,即窑体、空气操纵系 统、温度操纵体例和饱动轮回体例。 4.1窑体 窑炉采用密闭轮回式计划,表形及布局见图 进语气室排气烟囱 K分度 检测K 陶瓷表丝 空气体例 不锈钢冷却 \ |/ | \ …Ⅲ…一警~…] \\ \ 百\\富.\ "f -| 曹.\ K / { I … 上 —L. I,_--刚j 一芷…,….o……一.\.…。.j.I,…...\ k…L 曩 . . 、 。. . I ‘·●…·a●‘·-●●1●‘·’…l、…●●●●…● :iⅢ■^11.L ==王=识跫鬟Z。翌豫’墨-g理孵絮黑‘1旷鼍峦变1日矍翟 篡黯黜照零!霉。黜一黯豫四一需’e强2秽峦五_::_jJ蕊i日 一 图1全纤维资料空气双推板窑侧纵向剖视示妄图 万方数据 电子工业毫用设苗 ·专题报道· l。正在窑炉的进出口处装置有置换气室,上有表里两 道密封门,使炉膛酿成密封的烧成空气。气室布局 如图2所示。 图2 进口置换气室俯视布局示妄图 窑体分成升温、烧成和冷却区。全部炉膛采用 表密封布局,十足包裹正在5咖厚的钢板内,统统 贯穿和引出口均用耐高温的硅橡胶密封。滑道条和 推板采用刚玉莫来石,保障了炉膛的运用寿命和均 匀磨损。全部布局如图3所示。 偶 纯纤维机造板,表层为通常纤维成品。因为十足采 用了超轻质资料保温,热容幼,起落温速,是以温度 操纵伶俐,而且有明明的节能成就。 因为磷酸铁锂烧结工艺央求的降温时代很短, 从高温降到100℃独揽唯有2 h独揽。是以咱们正在 冷却区采用不锈钢水冷套表里同时冷却。正在钢套表 壁通冷却水,连忙带走推板热量、削减炉膛的辐射 对流热量;正在钢套内壁顶部装置1个密封进气室, 采用网孔板进气,如此能够使管道氮气通过网孔板 大面积匀称的吹到工件上,提升冷却成就。钢套尾 部贯穿出口置换气室。 为确保工件正在80℃以下进出炉,正在出口置换 气室装置了一台红表测温仪,直接照耀丈量工件表 面温度,如此避免了通常热偶间接丈量气室温度而 带来的工件温度不正确。 4.2空气操纵体例 为抗御二价铁氧化,到达氧含量央求,通入氮 气共分成5道: (1)出口置换气室各l道,电磁阀操纵。当工件 进出完毕,室门封闭时,连忙通入多量氮气,如何在线购买体育彩票置换气 室内的氧气,直到氧含量到达工艺央求。 (2)炉体通入2道氮气,每道贯穿2根不锈钢 喷管,与炉膛宽度等长的喷管上匀称开有很多喷 孔,使氮气流匀称漫衍满全部炉膛截面。统统喷管 的喷孔均呈45。斜向下往炉口送气,如此保障炉膛 内氮气与工件逆向滚动,有利于氮气爱戴。每道氮 气管均埋正在炉体保温层内,使寒气历程富裕预热才 喷入炉膛,尽或许幼的扰乱炉温匀称度。炉膛气道 示意如图4所示。 幽 图3 炉膛横截面布局示妄图 炉膛前端贯穿置换气室,为一天然过渡区, 不部署加热元件。正在其顶部开有1个排气烟囱,由 微压开合操纵废气的排放,以保障炉膛内部空气 为正压。 统统温区,采用陶瓷管表缠电热丝上下加热, 上下2点独自控温,1点测温。炉膛保温内层为高 / / ···纠 ●●●●●毒● ●●●●_●●●● 击 图4 炉膛纵截面及空气流向示妄图 万方数据 ·专题报道· 电子工业毫用设苗 (3)不锈钢水冷套1道氮气,从顶部通过不锈 钢网孔板笔直吹下,大面积匀称的吹到工件上,提 高冷却成就;同时起到阻隔炉膛热气向出语气室扩 散的功用。 (4)每道均由微氧含量测试仪和微正压检测仪 主动操纵炉膛内的氧含量浓度的炉气压力。氧含量 仪操纵氮气通断,微压表操纵氮气排放。 4.3温度操纵体例 4.3.1下位机操纵体例 本配置采用温控仪表,可编标准操纵器连结计 算机操纵。每个温区都有一套独立的测温,控温系 统及温度超温报警体例,分散检测,操纵各自温区, 而且当某个温区温度发作超温气象时,相应温区的 温度超温报警体例马上发作声光报警信号,面板上 的对应温区报警信号灯点亮,蜂鸣器发出断续的报 警声。操纵和检测点均采用K分度热偶,采用日本 岛电胀13智能温度调动仪控温,PID参数自整 定,且拥有高温上限报警、热电偶失效指示等多项 报警爱戴效用,电力模块调功。单点操纵方框图如 图5所示。 周遍配置的扰乱,并延迟操纵器件的寿命。 4.3.2上位机操纵体例 盘算机体例采用研华工控机行为上位机,OM— RON PLC,富士变频器,长途收集操纵模块7520。 上位机软件用VB编写,界面悦目友谊,上、下位机 做到既互相依赖,下位机又能十足独立。是以本系 统机能坚固牢靠,人机界面悦目友谊,适合于长时 间不间断络续事业。本体例组成框图如图6所示。 485总线 上 上上 温控仪 J 、I ◆ 热 电 偶 传动源 PLC I I ◆ ◆ 电气操纵柜 1. 1L 炉体加热及饱动体例 手控盒 、r 图6 盘算机集散操纵道理图 图5 单点操纵方框图 1台脉13温控仪可同时操纵和显示3点温 度,对付上下独自控温、中心点检测的温区,正好上 显示对应上控温点,中显示对应中心检测点,下显 示对应下控温点,多所周知。操纵体例为电力模块 移相触发体例,并告竣均衡加热,以削减对电网和 本体例采用485总线通讯,VB言语编写运用 标准。上位机对温控仪的及时收集的温度数据的收 集和设立参数的传送都拥有很强的及时性,保障了 操纵体例的坚固牢靠。上位机通过485总线从PLC 收集百般信号并正在上位机直接显示百般音讯。 手控盒按钮操纵行为备份,正在上位机崭露阻滞时临 时手动操作全部体例的事业。 4.3.3软件效用 (1)分级登录。为了保障体例操作的平安性, 盘算机集散体例选用分级统治和登录机造,平常操 作职员只可旁观和纪录显示数据,无法修正;唯有 指定体例职员才调够操作软件的统统效用,蕴涵可 以新修用户、分派用户等第、修正用户暗号等效用; 统治和移用线)及时显示音讯。主控界面能够及时显示上 下温区实测温度(PV)、设立温度(SV)、及检测温区 (猡(总第150期)皿髓囡衄 万方数据 ·专题报道· 的实质温度、饱动和撤退速率、而且有指示百般报 警形态、饱动形态到位等。 (3)体例参数设立。本软件拥有参数设立界 面,操作员级用户登录落后入此窗口操作。通过填 表格的体例输入各温区设定温度、PID参数、报警 限、自整定、饱动撤退速率和轮回周期等操纵参数 能够行为工艺设立存储机内,并可下载到下位机。 (4)数据纪录查看效用。本软件拥有汗青温度 数据和报警纪录查看窗口,正在此窗口可查看迩来一 天的温度数据和报警境况,这些汗青数据均存在正在 硬盘上,能够独自打印任何时代纪录的数据。 4.4饱动轮回体例 饱动轮回线由主饱动器、入口横送、纵向返回、 出口横送4个一面构成。参见图7,PLC操纵,设有 超载卸荷爱戴体例,使运转更为平安、牢靠。 图7 饱动轮回体例示妄图 轮回次序:当工件达到进语气室时,最初表门 掀开,跨步机构将一板工件拉入表气室,表门封闭, 室内充入氮气爱戴。到达工艺央求后,气室内门打 开,横推器1将工件推入内气室,然后内门封闭,进 口主饱动器将工件推入炉膛;同时出语气室内门打 开,将烧成后的产物推出炉膛,进入出语气室,然后 内门封闭,表口掀开,出口横推器将产物推出气室; 然后再由回推器将产物推到轮回线上,由操作职员 装卸。 5 总结 该配置于2005年交付用户运用,一次试烧产 品获胜,通过验收。其首要本事机能目标都十足满 足用户的工艺央求,通过近2年的络续运转,用户 响应其拥有以下运用长处: (1)节能。因为采用了全纤维资料炉膛布局, 陶瓷纤维极优异的低热导率和低容重,使炉体自身 的蓄热、散热量极低,咱们研造时的装机功率为 187 kW,顽固测度的保温功率为65 kW以下,表观 温升幼于30℃。但经实质运用丈量,平常运用时的 保温功率仅为35 kW独揽,表观温升幼于15℃, 比国内同类产物节能起码30%以上,仅此一项,就 能为用户每年节减近10万元电费。 (2)低浸维持本钱。守旧窑炉烘炉时代须要 5~7天,升温须要2~3天,置换炉膛空气须要2~ 3天。.而全纤维炉膛因为保温层大大减薄,又允诺 神速升温,是以烘炉仅须要2天,升温4 h,置换炉 膛空气l天,这运用户从停炉维修到从头临蓐的周 期大大缩短,无形中节减了维持用度。 (3)利便砌筑、变化。因为全纤维炉膛为干式 大板砌筑,是筑炉事业量比守旧减轻了2/3,并且可 以正在工场分段砌筑竣事,然后运输到用户现场举行 对接即可。其装置周期由守旧窑炉的1个月独揽缩 短为1周。其它,因为是分段缔造,它还允诺用户正在 因扩产、调换场所时,能够很利便的瓦解运输,然后 从头装置,而不会损坏炉膛布局。 (4)利便统治。优秀的盘算机操纵体例,可 以运用户能随时查阅现正在和以往随便时期的工 艺形态,这对操作职员操纵工艺参数供给了极大 便当;特地是崭露题目时,用户能实时依据报警 纪录和参数纪录解析出或许发生的来源,实时排 除阻滞。 参考文件: [1】 倪江锋,周恒辉,苏粲焕,陈继涛.锂离子电池正极资料 LiMP04的切磋转机[J].2004,7:PRoGRESS IN CHEMISTRY. [2]王秉铨.工业炉计划手册[M].北京:刻板工业出书社, 2000. [3】崔之开.陶瓷纤维[M】.北京:化学工业出书社,2004. 万方数据 磷酸铁锂烧结配置—全纤维资料空气双推板窑的研造 作家: 作家单元: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被援用次数: 李争, LI Zheng 中国电子科技集团公司第43切磋所恒力公司,安徽合肥,230088 电子工业专用配置 EQUIPMENT FOR ELECTRONIC PRODUCTS MANUFACTURING 2007,36(7) 0次 参考文件(3条) 1.倪江锋.周恒辉.苏粲焕.陈继涛 锂离子电池正极资料LiMPO4的切磋转机[期刊论文]-PROGRESS IN CHEMISTRY 2004(07) 2.王秉铨 工业炉计划手册 2000 3.崔之开 陶瓷纤维 2004 好像文件(1条) 1.期刊论文 罗晓燕.吴宾.阎惠萍.高晓玲.李志军.LUO Xiao-yan.WU Bin.YAN Hui-ping.Gao Xiao-ling.LI Zhi- jun 网带式磷酸铁锂烧结炉的计划与运用 -工业加热2009,38(2) 针对临蓐磷酸铁锂的工艺特性,研造了一种新型全纤维资料的氮气爱戴网带炉,正在全密封炉胆的计划和缔造、炉衬选材、空气操纵中采用了少许特别 的计划.该配置实用于磷酸铁锂电池资料的批量临蓐,运用成就表了然这种窑炉配置拥有节能性好、温控精度高、运转平定、平安牢靠、操作利便、缔造 本钱低等特性. 本文链接:授权运用:同济大学藏书楼(tjdxtsg),授权号:2a1463ed-9d59-40ca-8556-9e6300fa0a14 下载时代:2011年1月6日

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