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氣氛輥道爐

  • 產品概述

輥道爐




用(yong)于鋰電池正負極材料在氮氣(qi)氣(qi)氛下(xia)的燒結及熱處理(li)工(gong)藝,具(ju)體說明如(ru)下(xia):

一、用戶需求

1)  燒結(jie)材料:正負極材料;2)  材料特(te)性:粉體,燒失(shi)率20%;

3)  匣(xia)缽(bo)規格:320×320×160mm;4)  工(gong)藝時(shi)間:Rt-720℃(4h),720℃保溫(6-8h),720℃-60℃(7h);5)  工(gong)作(zuo)溫度:較高950℃,長(chang)期750℃;

6)  爐膛(tang)氣氛(fen):氮氣;7)  四列單層(ceng);

二、設(she)計(ji)計(ji)算

1)  工藝參考時(shi)間:17h;2)  單缽產量:12×80%=9.6kg/b;3)  傳動速度:30000/17=1764 mm/h;4)  每小時(shi)出缽:1764/320×4=22b/h;

5)  日產量:22×9.6×24=5t/d;6)  區域劃分:

工(gong)藝(yi)時間(jian)

升溫4h

保溫(wen)6h

降(jiang)溫7-8h

合計17h

加熱長度

1764*4=7056

1764*6=10584

1764*7=12348

29988

溫區劃分

進口過(guo)渡2500+833*5=6665

833+2500*3+1666=10000

833(較后1個溫(wen)區(qu))+2500+10000=13333

30000

區域(yu)劃分(fen)

加熱區域:16665

13333

30000

表1 爐體結構計算(suan)表

三、技術(shu)指(zhi)標與(yu)基本(ben)配置(zhi)

產品型號(hao):RDGN520-9

額定溫度:950℃;工作溫度:750℃

主傳(chuan)動:碳化硅輥道(輥棒規格Φ35mm,輥棒間距78mm);

進出口傳動(dong):金屬軸(zhou)陶瓷(ci)輥道;

主傳(chuan)輸(shu)速度:500~2500mm/h,變(bian)頻調速,數字(zi)顯示;

加熱元件:石(shi)英(ying)內穿絲管;

爐口(kou)尺寸(cun)(輥(gun)道(dao)上(shang)表面到爐頂(ding)):1400×200mm;

有效承載高(gao)度:200mm;

匣缽尺寸(cun):320×320×160mm(客戶(hu)自備);

燒結氣氛:氮氣;

氣(qi)路組成(cheng):13路進(jin)氣(qi),1路排(pai)氣(qi),進(jin)口置換室排(pai)氣(qi)煙囪匯(hui)總到爐(lu)膛(tang)排(pai)氣(qi);


位置

流量

置換(huan)

工(gong)作(zuo)

作用

進氣E1

進(jin)口置(zhi)換倉

24-240l/min

開(kai)啟(qi)

開啟

置換進口空氣(qi)

進氣E2

升溫段(duan)1

48-480l/min

開啟

開啟

升(sheng)溫段(duan)爐膛置換(huan)

進氣E3

升溫段2

48-480l/min

開啟

開啟(qi)

升溫段爐膛置(zhi)換

進氣E4

恒溫段

24-240l/min

開啟

關閉

恒溫(wen)段爐(lu)膛置換

進氣E5

降溫段

24-240l/min

開啟

關閉

降(jiang)溫段(duan)爐膛(tang)置換

進氣E6

水冷段

48-480l/min

開啟

開啟

水冷段爐膛(tang)置換,匣缽氣(qi)冷降溫

進氣E7

出口(kou)置換倉(cang)

24-240l/min

開啟

開啟

置(zhi)換出口(kou)空氣

進氣E8-E13

爐體(ti)傳(chuan)動密封倉(cang)

6*(24-240l)/min

開啟

開(kai)啟

傳(chuan)動端(duan)降溫、維(wei)持爐膛正(zheng)常氣氛,調節(jie)溫度均勻性;

排氣

4排煙囪(cong)





表(biao)2 氣氛位(wei)置狀態表(biao)

排膠處理:加熱保溫,防止冷凝回滴;

冷卻方式:鋼(gang)制水冷套;

爐體結構劃分:進口過渡(du)區:2500mm

加熱區:15000mm(833*6+2500*3+1667+833)

降溫區(qu):2500mm

進(jin)口平臺:500mm(有動力)

出口平臺:1000mm(無動力)

控(kong)溫穩定度:±1℃

水冷(leng)區:10000mm

爐(lu)體總長(chang):30000mm

進(jin)口(kou)氣(qi)室:1800mm

出口氣室:1800mm

 

爐(lu)(lu)膛溫度均勻度:±3℃(恒溫區700℃,檢測方法(fa):每5m爐(lu)(lu)體預留單排4個熱偶檢測孔)

溫區個(ge)數:11個(ge)

控溫(wen)點數:11點(每溫(wen)區(qu)中點控溫(wen),左右2點測溫(wen),比例(li)輸出)+1點(煙囪加熱(re))

報警保護:超溫、斷偶、速(su)度、缽(bo)位(wei)、氧含量、氣壓(ya)等聲光報警保護(指(zhi)示燈指(zhi)示);

斷棒指示:機械棒位(wei)指示,端頭玻璃窗人(ren)工觀測

表面溫升(sheng):<35℃

出料(liao)料(liao)溫(正(zheng)常(chang)裝料(liao)量情況下):<60℃

較大功(gong)率(lv):372.6kw+16kw=388.6kw

典型(xing)保溫功率:≤200Kw(正常工(gong)藝(yi))

工作壓(ya)力:0.2-0.4Mpa;

氣(qi)氛耗量(liang):工作(zuo)壓(ya)力(li)下氮氣(qi)較大耗量(liang):230m3/h,常(chang)用150m3/h

爐膛(tang)壓力監(jian)測:爐體共1點在爐膛(tang)前部(bu)。

氧含量控制:(滿(man)缽空(kong)載熱態)

區域(yu)

氧含量值

進(jin)口置換倉

≤60ppm

低于500℃加熱區域

≤50ppm

高于500℃加熱區(qu)域

≤30ppm

水冷段

≤50ppm

出(chu)口置換倉(cang)

≤50ppm

表3 氧含量狀(zhuang)態(tai)表

氧含量(liang)檢(jian)(jian)測方式:6點(dian)(進出口2點(dian)、爐膛3點(dian)、水冷1點(dian)),二(er)位三通閥巡檢(jian)(jian);

冷卻水量:15-18m3/h;

進水(shui)溫度:≤30℃;

重量(liang):約(yue)30000Kg(不(bu)含循環(huan)線)

安裝尺寸:35100mm×4500m×1920mm(不(bu)含(han)控制柜)

進水壓力:0.15-0.2Mpa;

回水(shui)壓力(li):無壓回水(shui);

電源:3相5線,380/220VAC,50Hz;

四(si)、總體(ti)(ti)技(ji)術(shu)說明

整個窯(yao)爐主要(yao)分(fen)(fen)為四大部分(fen)(fen),即窯(yao)體、氣氛控制系(xi)(xi)統、溫度(du)控制系(xi)(xi)統和傳輸系(xi)(xi)統。

4.1 窯體設計

設備總(zong)長(chang)33.6m,爐體(ti)長(chang)30m,分成過渡(du)、加熱、降溫(wen)和冷卻區。爐膛內輥(gun)道采(cai)用(yong)碳化(hua)硅制品,進出口輥(gun)道采(cai)用(yong)金屬軸(zhou)陶(tao)瓷(ci)輥(gun)道,延長(chang)輥(gun)道壽命和均(jun)勻(yun)磨損(sun)。爐體(ti)外密封設計,保證燒成氣氛要求。

采用上下(xia)加熱,左中右(you)3點比(bi)例控制(zhi),分別(bie)檢測(ce)控制(zhi)爐膛(tang)寬(kuan)度的(de)左中右(you)三個區域,實現(xian)溫度高(gao)(gao)均勻(yun)性(xing),采用鐵(tie)鉻鋁合(he)金加熱絲,高(gao)(gao)表面負荷,高(gao)(gao)電阻率(lv),高(gao)(gao)壽命。

過(guo)渡(du)區長(chang)2.5m,為自然(ran)過(guo)渡(du)區,不布置(zhi)加熱(re)元(yuan)件。加熱(re)區長(chang)15m,布置(zhi)11個(ge)溫區。功(gong)率分布如下表:

溫區

1-6

7到(dao)9

10

11

合計(ji)

單溫區長度(mm)

833

2500

1667

833

23.75

上(shang)溫區加熱(re)功率(kw)

10.8

16.2

16.2

9


下溫區加(jia)熱功率(kw)

21.6

21.6

21.6

18


單溫區加熱功(gong)率(kw)

32.4

37.8

37.8

27

372.6

單溫(wen)區(qu)加熱棒根數(根)

12

21

21

9

165

表4 溫區(qu)功率分布表

進出口置(zhi)換(huan)采(cai)用(yong)直插式鋼(gang)板閘結(jie)構,通過多級置(zhi)換(huan)建立工藝氣氛(fen),結(jie)構簡(jian)單,運行可靠,無需更換(huan)密封(feng)件(jian)。置(zhi)換(huan)腔內安裝多道耐火布簾,能有效阻(zu)止(zhi)熱能從進出爐口的散失。

約(yue)有(you)20%的熱能是通過碳化硅輥棒的端(duan)頭散失的。

為此,該氣(qi)氛輥道(dao)爐專(zhuan)門設計了獨立傳動密封(feng)腔(qiang),正對每根輥(gun)棒端頭(tou)安裝有(you)氮氣噴嘴,直接氣吹冷卻輥(gun)棒兩端,同時密封(feng)腔(qiang)內的(de)氮氣從輥(gun)棒安裝孔的(de)間隙壓(ya)入爐膛內,一方(fang)(fang)面對氮氣進行預熱,另一方(fang)(fang)面由于(yu)正壓(ya)作用,有(you)效防止棒孔散熱!

爐膛(tang)(tang)側壁噴涂柔性(xing)陶瓷涂料(liao),避免水汽(qi)對爐膛(tang)(tang)保(bao)溫(wen)材料(liao)的侵蝕。

加熱元(yuan)件(jian)采用陶(tao)瓷內穿絲(si)防止水汽(qi)侵蝕,爐(lu)膛全部采用日(ri)本伊索產輕質莫來(lai)石耐火磚,采用日(ri)本原版拱形(xing)結構砌筑而成,窯爐(lu)保溫內層(ceng)為1260機制板(ban),外層(ceng)為普通纖維(wei)制品.

由于完全(quan)采用了超輕質材料保溫(wen),熱容小,升降溫(wen)快,因此溫(wen)度控(kong)制靈敏,并且有明(ming)顯的節能效果。

在(zai)升溫段設置4排煙囪,手閥控(kong)制廢氣排放,保(bao)證爐膛內部(bu)氣氛為正壓(ya)。配合高(gao)頂大腔結構,保(bao)證膠(jiao)質(zhi)有(you)效(xiao)及(ji)時的排出(chu)。陶瓷煙囪管(guan)外套保(bao)溫加熱(re)器(總功率16kw),防(fang)止膠(jiao)質(zhi)遇冷(leng)回滴(di)。

降(jiang)溫(wen)區長2.5m,不布置溫(wen)區,在該段(duan)爐(lu)膛頂/底部開有(you)許多小(xiao)(xiao)孔(kong),大量氮氣通(tong)過(guo)小(xiao)(xiao)孔(kong)吹入(ru)爐(lu)膛,對匣缽和工件進行降(jiang)溫(wen)。

水(shui)(shui)冷(leng)段長10m,為多節蛇(she)形水(shui)(shui)道鋼(gang)制水(shui)(shui)套。利(li)用水(shui)(shui)冷(leng)換熱(re)進行降溫。水(shui)(shui)套底(di)部設有(you)進氣氣盒,可以輔助降溫冷(leng)卻。

4.2 氣氛(fen)控制系統設計

通(tong)入氣氛(fen)共分成12路。

4.3 控制系統的(de)設計(ji)

RGDN-520-9型氣氛輥道爐采用德國倍福嵌入式計算機控制系統,安裝在獨立的電氣控制柜內,通過電纜和熱偶補償導線與爐體連接,對窯爐進行控制。該系統基于PC控制技術和現場總線、總線端子模塊以及Twincat自動化軟件。

倍福(fu)模塊化控制(zhi)器(qi)將工(gong)業PC和PLC很好的融合在(zai)一起(qi),可以完全(quan)取代溫(wen)控儀表,直接通過(guo)計算機(ji)屏幕對各個溫(wen)區實施(shi)PID控制(zhi);同時作(zuo)為(wei)PLC,它還可以操控輥道的邏輯循(xun)環動(dong)作(zuo)。倍福(fu)控制(zhi)系統具有如下特(te)點(dian):

1.  獨(du)特的溫(wen)控(kong)算法,具有(you)極高(gao)的溫(wen)度穩定(ding)性;

2.  環(huan)形網絡(luo)拓撲結構增加了(le)系(xi)統的網絡(luo)備份(當(dang)網絡(luo)出現一個支路故障(zhang)時,不影響整(zheng)個系(xi)統的信(xin)號傳輸);

3.  實時(shi)操作系統提(ti)高了系統的可靠性;

4.  未(wei)來系統(tong)的可拓展性(xing)。系統(tong)預留了足夠的硬件,便于(yu)以后增加遠程故障(zhang)診斷、維(wei)修等功能(neng);

本設備(bei)加(jia)熱(re)(re)區由11個(ge)溫區組(zu)(zu)成(cheng),分別由多組(zu)(zu)交流接(jie)觸器分組(zu)(zu)供(gong)電(dian)(dian),這樣可以減(jian)小設備(bei)對電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)瞬時(shi)電(dian)(dian)流沖擊,結合(he)恒(heng)力專門研發的(de)(de)不等功(gong)率分布(bu)單管(guan)加(jia)熱(re)(re)器,分別檢(jian)測控制爐膛(tang)寬(kuan)度(du)的(de)(de)左中右三個(ge)區域,通過調節每個(ge)區域的(de)(de)設定溫度(du)及(ji)上下加(jia)熱(re)(re)輸出比,保證爐膛(tang)有(you)效空(kong)間(jian)的(de)(de)均勻度(du)小于(yu)±3℃。

并且(qie)當某個溫區(qu)溫度發(fa)生超(chao)溫現象時,相應區(qu)域的溫度超(chao)溫報(bao)警(jing)(jing)系統立(li)即發(fa)出聲光報(bao)警(jing)(jing)信號(hao),面(mian)板上(shang)的對應溫區(qu)報(bao)警(jing)(jing)信號(hao)燈(deng)點亮,蜂鳴器發(fa)出斷(duan)續的報(bao)警(jing)(jing)聲。

控制方(fang)式(shi)(shi)為K分度(du)熱(re)偶檢測區(qu)域溫度(du),固態(tai)繼(ji)電器(qi)過零觸發方(fang)式(shi)(shi),并(bing)(bing)實現平衡加熱(re),以減少對電網(wang)和周遍設備的干擾,并(bing)(bing)延(yan)長控制器(qi)件的壽(shou)命。

4.3.1 軟件功能

(一(yi))分(fen)級登錄功(gong)能

計算機(ji)系(xi)統(tong)采取分級(ji)管理和(he)登錄機(ji)制,一般操作人(ren)員(yuan)(yuan)只能觀察和(he)記(ji)錄顯示數據(ju),無法修改;只有指定系(xi)統(tong)人(ren)員(yuan)(yuan)才可以操作軟件的(de)所有功能,包括可以新建用戶(hu)、分配用戶(hu)等級(ji)、修改用戶(hu)密(mi)碼等功能;管理和(he)調用真(zhen)實數據(ju)。

(二)實時顯示信息功能

主控界面可(ke)以實(shi)時顯示各溫(wen)(wen)區實(shi)測(ce)溫(wen)(wen)度(du)(PV)、設置溫(wen)(wen)度(du)(SV)、輥道和匣缽速(su)度(du)、并且有指示各種報警狀態、匣缽運行(xing)狀態到位等(deng)。

(三)系統參(can)數設(she)置功能

本軟(ruan)件具有(you)參(can)數設(she)置界面(mian),操作(zuo)員級用戶(hu)登錄后進入此窗口(kou)操作(zuo)。通過填(tian)表(biao)格的方(fang)式輸入各溫區設(she)定溫度、PID參(can)數、報警(jing)限、自整定和(he)循(xun)環周期等控制參(can)數,可(ke)以作(zuo)為工(gong)藝設(she)置文件存(cun)儲(chu)以供(gong)下次方(fang)便調用。

(四)數據記錄查看功能

本軟件(jian)具(ju)有歷史數據和報(bao)警記(ji)錄查(cha)看(kan)窗口,在此窗口可(ke)查(cha)看(kan)較近幾天的溫度、動(dong)作和事件(jian)情況,這些歷史數據均(jun)保存在硬盤上,可(ke)以單獨打印任何時(shi)間記(ji)錄的數據。

4.3.2 軟件窗口組成

本軟件(jian)具有(you)5個功能界面:

1、主(zhu)界面:信息(xi)顯示和溫度設置。

 2、用(yong)(yong)戶(hu)管理窗口:用(yong)(yong)戶(hu)分級管理和(he)登(deng)錄。

3 、工(gong)藝設置窗口(kou):工(gong)藝參數顯示、保存和文件存儲。

4、系統(tong)設(she)置(zhi)窗口(kou):通訊和設(she)備參數(shu)設(she)置(zhi)。

5、數(shu)據查看(kan)窗口(kou):查看(kan)和(he)打印歷史記錄數(shu)據。

4.4 傳動循環系統的設(she)計

主傳(chuan)輸系統(tong)采用分段式(shi)人(ren)字齒(chi)輪,驅動碳化硅輥道直接帶動匣缽(bo)運動,速度(du)變(bian)頻器無級可(ke)調(diao)。

為防(fang)止匣缽在(zai)整個循環運(yun)動的過(guo)程中跑偏造成卡(ka)爐,在(zai)輥(gun)道入(ru)口端設計有匣缽自動找正對齊機構;在(zai)輥(gun)棒(bang)被動端安裝有指(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi),當輥(gun)棒(bang)正常運(yun)轉時,所(suo)有指(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)角(jiao)度一致,當某個指(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)與其他不(bu)一致時,可以通過(guo)爐膛傳動密(mi)封腔側(ce)面玻(bo)璃觀(guan)察窗觀(guan)察到,說明此處(chu)輥(gun)棒(bang)運(yun)動出(chu)現問(wen)題。

五(wu)、設備組成

設備由主機(ji)、推(tui)進循環道、控制柜等組成,交貨一覽表如下:



名稱

主要(yao)內容(rong)

數量

1

基本組成

窯爐主機

不(bu)含加熱棒、推進及控(kong)制(zhi)系統

1臺

2

控(kong)制柜

溫度(du)、速(su)度(du)、順(shun)序控(kong)制等

3臺

3

匣缽

320×320×160mm(用戶自(zi)備)

500只

4

加熱元件

陶瓷(ci)內穿(chuan)絲(si)管(guan)

165套(tao)

5

輥道

SiC輥棒

384套

6

氣氛系統

12路進氣(qi)/1路排氣(qi)

1套(tao)

7

附(fu)件

檢驗合格證

各主要(yao)外(wai)購組件合格證

1套

8

技術文件

使用(yong)說明書(shu)、各主要外購件(jian)隨機(ji)技術(shu)文(wen)件(jian)等

1套

9

備(bei)件

加(jia)熱元件

陶(tao)瓷穿絲管

10根

10

輥道

SiC輥棒

10套

11

軟件

嵌入式系統(tong)

19″液(ye)晶(jing) 

1套(tao)

六、設備條件(jian)

6.1 設備的運(yun)輸與現(xian)場安裝(zhuang)

設(she)備運(yun)(yun)抵(di)買方(fang)現場后,由買方(fang)負責設(she)備的(de)卸裝(zhuang)和向安裝(zhuang)現場的(de)搬運(yun)(yun)。卸裝(zhuang)和搬運(yun)(yun)主要使用(yong)叉車、液壓拖(tuo)車、滾杠等搬運(yun)(yun)工具(ju)。

如(ru)果買(mai)方(fang)安裝在非(fei)底(di)層,需(xu)(xu)要(yao)采用提升搬運(yun),一般采用吊車。如(ru)買(mai)方(fang)希(xi)望通過貨運(yun)電梯(非(fei)客梯)搬運(yun),必須(xu)在設(she)備設(she)計前通知賣方(fang),買(mai)方(fang)需(xu)(xu)充分(fen)考慮貨梯、拐彎和入門等(deng)細節(jie)。

現場(chang)(chang)安裝前,買方(fang)需提前做好動力(li)、抽風(feng)等條件準備。具(ju)體(ti)動力(li)、抽風(feng)以及(ji)場(chang)(chang)地安裝布置要求,在設(she)計后,經買方(fang)確(que)認(ren)執行。

在買(mai)(mai)方(fang)現場的設(she)備(bei)安裝,包括(kuo)現場結構對(dui)接、窯爐砌筑、布線(距離爐體10m內(nei)的電纜由賣(mai)方(fang)提供(gong),10m外需(xu)另外購買(mai)(mai))等(deng)工作。但配(pei)電柜以前的配(pei)電、抽排風(feng)系統(含風(feng)罩的等(deng)),由買(mai)(mai)方(fang)負責(ze)。

賣方(fang)負責現場安裝、砌筑和功能調試(shi),并(bing)協助買方(fang)進行工藝調試(shi)。

6.2 正常運行(xing)條件

安裝(zhuang)場(chang)地

37.5×5.5×4m(L×W×H,不含控制柜),安裝面積207m2

通風系統

3排煙囪,非接(jie)觸接(jie)入用(yong)戶排氣系統,抽排能(neng)力大于500m3/h

地(di)面承載(zai)

地(di)(di)面承重大于500Kg/m2,地(di)(di)表無明顯振動,水平干(gan)燥

環境(jing)條件(jian)

設備環境溫度<40℃、環境濕(shi)度<80%RH;控(kong)制柜環境溫度10-25℃、環境濕(shi)度<50%RH;現(xian)場無腐蝕(shi)性(xing)氣(qi)氛,尤其是氯、硫等腐蝕(shi)性(xing)氣(qi)體(ti);無強烈(lie)氣(qi)流擾動

動力(li)條件

380/220V±10%,50Hz±5%,3相5線(A、B、C、地、0),獨立供電,總容量大于520KVA。

 


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