一種粉體材料的防腐蝕動(dòng)態(tài)多層煅燒爐的制作方法

本發(fā)明涉及煅燒爐，特別是一種粉體材料的耐腐蝕動(dòng)態(tài)多層煅燒爐。

背景技術(shù)：

隨著當(dāng)前新能源材料等新興粉體材料的大力發(fā)展，粉體制備設(shè)備成為各類新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。如何保障粉體材料的形貌、粒度及其均勻性、能耗、控制精度等是粉體材料生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵。目前，常見的動(dòng)態(tài)煅燒設(shè)備及方法主要有耙式爐、回轉(zhuǎn)窯、旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐。其中，回轉(zhuǎn)窯在實(shí)際工業(yè)使用中存在爐壁燒結(jié)易掛料、動(dòng)密封結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足、物料熱利用率不高等問題。旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐存在對(duì)粉體物料的分級(jí)效果差、能耗高、維護(hù)復(fù)雜等問題。而耙式爐則存在爐內(nèi)腐蝕氣氛對(duì)轉(zhuǎn)軸、耙齒等材料及設(shè)備的腐蝕問題，這些問題仍難以有效解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)中存在的問題，提供一種能實(shí)現(xiàn)粉體材料可控條件下的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)煅燒，防止設(shè)備腐蝕，最終成形，獲得所需形貌、粒度、流動(dòng)性良好的粉體材料的動(dòng)態(tài)煅燒爐設(shè)備。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種粉體材料的防腐蝕動(dòng)態(tài)多層煅燒爐，包括爐體、加熱系統(tǒng)、刮板、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，爐體從外到內(nèi)依次包括爐殼、保溫層、防腐層，爐體內(nèi)設(shè)有上下平行的多層爐床，每層爐床固定于爐體內(nèi)壁，爐床有一側(cè)與爐體內(nèi)壁不連接，作為開放下料端，其中一層爐床的下料端靠近爐體內(nèi)壁一側(cè)時(shí)，則該層的下一層爐床的下料端靠近該爐體內(nèi)壁一側(cè)的相對(duì)側(cè)內(nèi)壁，最底層之上的每層爐床承接相鄰上一層爐床的下落料，最底層爐床下料端下方的爐體部分對(duì)應(yīng)開有出料口，最上層爐床上方的爐體部分開有加料口，爐體開有引風(fēng)口，爐體下部設(shè)有輔助進(jìn)氣口；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括與每層爐床對(duì)應(yīng)的連桿、往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、滑軌，滑軌固定在爐殼外壁上，連桿兩頭穿過爐體，其中一頭通過滑塊與滑軌滑動(dòng)連接，另一頭與往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置連接，連桿與其在爐體穿孔間的間隙通過動(dòng)密封裝置密封；刮板的上沿固定在連桿底部，下沿在爐床上方，刮板隨連桿的移動(dòng)而刮料；加熱系統(tǒng)加熱爐內(nèi)粉料。所述的防腐層為非金屬材料內(nèi)襯；所述的刮板、連桿、爐床均有非金屬材料保護(hù)層。

所述加熱系統(tǒng)為熱風(fēng)加熱，熱風(fēng)源在爐體之外，爐體下部開設(shè)熱風(fēng)口，通過管道接入熱風(fēng)口，由風(fēng)機(jī)抽取熱風(fēng)供入爐內(nèi)。

所述加熱系統(tǒng)為電加熱或輻射加熱，在每層爐床下安裝電加熱元件或熱輻射管。

加熱系統(tǒng)為電加熱或輻射加熱時(shí)，輔助進(jìn)氣口根據(jù)所處理粉體材料選擇接通氧化性氣體氣源或還原性氣體氣源。

所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置為氣動(dòng)式或機(jī)械式。

所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)行順序可調(diào)節(jié)。

所述引風(fēng)口根據(jù)粉體材料的性質(zhì)不同設(shè)置在爐體的任一位置。

使用時(shí)，采用多層聯(lián)動(dòng)，物料經(jīng)過進(jìn)料口定時(shí)加入至煅燒爐內(nèi)，首先落到最上面第一層爐床，在第一層爐床被刮板推動(dòng)，在第一層爐床煅燒后落至第二層爐床。在第二層爐床被刮板推動(dòng)，經(jīng)過第二層爐床煅燒后帶至下一層；如此物料經(jīng)過多層段煅燒，最終到達(dá)爐底下料口。過程中可根據(jù)需要通入氧化性或還原性氣體，用于氧化或還原所煅燒的粉體材料。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

本發(fā)明的分層結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)粉體材料的緩慢動(dòng)態(tài)煅燒處理，能有效解決粉體材料火法制備過程中產(chǎn)品團(tuán)聚、流動(dòng)性差、產(chǎn)品形貌差、直收率低等關(guān)鍵問題。本發(fā)明利用了往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，通過防腐材料的精密防護(hù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)粉體材料簡單有效的動(dòng)態(tài)煅燒，且該設(shè)備結(jié)構(gòu)爐內(nèi)均為非金屬材料，可有效防護(hù)腐蝕性氣體，解決了多層耙式爐機(jī)構(gòu)防腐、設(shè)備雜質(zhì)控制難等關(guān)鍵問題；且爐內(nèi)氣流量小，解決了旋流動(dòng)態(tài)爐對(duì)于微細(xì)粉塵回收難、產(chǎn)品直收率低等問題。本發(fā)明控制過程簡潔穩(wěn)定，物料直收率高，在產(chǎn)品品質(zhì)控制、操作性、成本控制方面等具有明顯的優(yōu)勢和效果。此外，通過輔助進(jìn)氣，促進(jìn)了粉體材料煅燒反應(yīng)的充分完成和產(chǎn)品物相結(jié)構(gòu)的調(diào)整。該發(fā)明獲得的產(chǎn)品形貌好、收率高，系統(tǒng)控制穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

本發(fā)明附圖標(biāo)記含義如下：1-爐殼、2-保溫層、3-防腐層、4-爐床、5-動(dòng)密封裝置、6-電加熱元件、7-連桿、8-往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、9-滑軌、10-加料口、11-引風(fēng)口、12-出料口、13-輔助進(jìn)氣口、14-刮板。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種粉體材料的防腐蝕動(dòng)態(tài)多層煅燒爐，包括爐體、加熱系統(tǒng)、刮板、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，爐體從外到內(nèi)依次包括爐殼1、保溫層2、防腐層3，爐體內(nèi)設(shè)有上下平行的多層爐床4，每層爐床4固定于爐體內(nèi)壁，爐床4有一側(cè)與爐體內(nèi)壁不連接，作為開放下料端，其中一層爐床4的下料端靠近爐體內(nèi)壁一側(cè)時(shí)，則該層的下一層爐床4的下料端靠近該爐體內(nèi)壁一側(cè)的相對(duì)側(cè)內(nèi)壁，最底層之上的每層爐床4承接相鄰上一層爐床4的下落料，最底層爐床4下料端下方的爐體部分對(duì)應(yīng)開有出料口12，最上層爐床4上方的爐體部分開有加料口10，爐體開有引風(fēng)口11，爐體下部設(shè)有輔助進(jìn)氣口13；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括與每層爐床4對(duì)應(yīng)設(shè)置的連桿7、往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置8、滑軌9，滑軌9固定在爐殼1外壁上，連桿兩頭7穿過爐體，其中一頭固定滑塊，滑塊置于滑軌9內(nèi)，滑塊在滑軌9內(nèi)做直線式滑動(dòng)，另一頭與往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置8連接，連桿7與其在爐體穿孔間的間隙通過動(dòng)密封裝置5密封,動(dòng)密封裝置5選用陶瓷編制纖維密封結(jié)構(gòu)或其它已有的耐高溫動(dòng)密封件；刮板14的上沿固定在連桿7底部，下沿在爐床4上方，刮板14隨連桿7的移動(dòng)而刮料；加熱系統(tǒng)加熱爐內(nèi)粉料；所述的防腐層3為非金屬材料內(nèi)襯，所述的刮板14、連桿7、爐床4均有非金屬材料保護(hù)層。

所述加熱系統(tǒng)可以為熱風(fēng)加熱，熱風(fēng)源在爐體之外，爐體下部開設(shè)熱風(fēng)口，通過管道接入熱風(fēng)口，由風(fēng)機(jī)抽取熱風(fēng)供入爐內(nèi)。

所述加熱系統(tǒng)也可以為電加熱或輻射加熱，在每層爐床4下安裝電加熱元件6或熱輻射管。

加熱系統(tǒng)為電加熱或輻射加熱時(shí)，輔助進(jìn)氣口13根據(jù)所處理粉體材料選擇接通氧化性氣體氣源或還原性氣體氣源。

所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置8為氣動(dòng)式或機(jī)械式，如由氣缸作出直線式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或由齒輪嚙合齒條，齒輪正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒條作出直線式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)行順序可調(diào)節(jié)。

所述引風(fēng)口11根據(jù)粉體材料的性質(zhì)不同可設(shè)置在爐體的任一位置，實(shí)現(xiàn)由廢氣風(fēng)機(jī)通過引風(fēng)口排除爐內(nèi)廢氣，使該爐內(nèi)氣氛為微負(fù)壓狀態(tài)的作用。

本發(fā)明的應(yīng)用例1：

利用上述設(shè)備對(duì)氯化鈷粉體進(jìn)行氧化處理，步驟如下：

a、將氯化鈷粉體加入煅燒爐進(jìn)料口；

b、氯化鈷粉體自由下落至第一層爐床，第一層刮板運(yùn)動(dòng)，將持續(xù)煅燒的粉體推動(dòng)至第一層下料處；

c、粉體自由下落至第二層爐床，第二層刮板運(yùn)動(dòng)，將粉體拉動(dòng)至下一層下料處；

d、煅燒溫度為700℃，經(jīng)過5層煅燒；

e、刮板運(yùn)動(dòng)速度為20mm/min；

f、煅燒過程中通入80%的氧氣；

g、最終在出料口獲得動(dòng)態(tài)煅燒后的粉體。

處理后氯化鈷粉體被氧化為四氧化三鈷，產(chǎn)品流動(dòng)性好，堆積角為20°。在電池正極材料加工中易于混料加工，解決了混料不均導(dǎo)致的產(chǎn)品一致性不佳的問題。

本發(fā)明的應(yīng)用例2：

利用上述設(shè)備對(duì)氯化鈷粉體進(jìn)行還原處理，包括以下步驟：

a、將氯化鈷粉體加入煅燒爐上段進(jìn)料口；

b、氯化鈷粉體自由下落至第一層爐床，第一層刮板運(yùn)動(dòng)，將持續(xù)煅燒的粉體推動(dòng)至第一層下料處；

c、粉體自由下落至第二層爐床，第二層刮板運(yùn)動(dòng)，將粉體拉動(dòng)至下一層下料處；

d、煅燒溫度為300℃，經(jīng)過6層煅燒；

e、刮板運(yùn)動(dòng)速度為20mm/min；

f、煅燒過程中通入氫氣；

g、最終在出料口獲得動(dòng)態(tài)煅燒后的鈷粉。

通過上述處理獲得的d50值為5μm的鈷粉，流動(dòng)性好，粉體的堆積角為18°。該粉體用于硬質(zhì)合金中時(shí)，易于混料、加工，大大改善了合金成分的均勻性，降低了加工難度。