石墨负极辊道窑炉结构组成、功能特点和优势对比
用途:石墨负极粉体材料的烧结。
主要技术参数:
1. 炉膛尺寸:40500mm(l)×1520mm(w)×220mm(h)
2. 功率:800kw/380v
3. 使用温度:1250℃
4. 温度均匀性:±5℃ (恒温区)
5. 加热温区:18组,36点,上下控温
6. 加热元件:等直径硅碳棒
7. 密封方式:前后双闸门+置换室密封+旋转密封
8. 控制方式:scr控制,智能仪表pid连续调节,plc+触摸屏自动监控
9. 输送方式:变频电机+减速机+斜齿轮+辊棒
10. 炉内气氛:氮气(99.999%)
11. 年产量:1100吨
石墨负极辊道窑炉(石墨负极材料烧成辊道炉)
用于锂电行业石墨负极材料在99.99%的氮气气氛保护下进行烧结,产品中含有沥青等挥发物。
窑炉特点:
1、炉体分升温区、恒温区、降温区三部分,石墨负极材料烧成辊道炉外壳采用钢型材、钢板、分段全密封焊接组成。
2、炉膛内同一温区加热元件上下均匀分布,炉膛材料选用一级高铝、75刚玉莫来石、80刚玉莫来石制品,(在正常使用条件下不得出现变形和烧坏现象),高温区炉膛侧砖采用80刚玉莫来石,隔梁砖采用95刚玉制品。高温区导轨支撑砖采用80刚玉制品,保证荷重下不变形,不收缩。炉床采用五点式耐磨刚玉莫来石导轨条结构;
3、炉膛为单通道双推板,炉膛结构稳固,炉温及气氛均匀,节能耐用,结构设计合理。
4、炉衬耐火材料选用优质轻质保温复合材料砌筑,降低能耗和炉体外表面温度。
5、为了防止废气腐蚀加热棒,加热棒要求用瓷管保护,在窑炉的烧结区的碳棒下加隔焰板,用以阻止石墨中挥发的物质对陶瓷管的浸蚀,提高碳棒的使用寿命,另一方面当陶瓷管或碳棒发生断裂时,断裂的碳棒和陶瓷管不会掉到窑道里,提高了窑炉运行的可靠性。加热棒与保护管之间加装保温固定套。
6、碳棒接线腔采用硅橡胶密封,接线柱采用陶瓷绝缘柱。
7、降温区采用自然冷却加水冷却的结合方式,冷却效果好,确保物料出口温度小于100度,水冷却套能承受一定压力。
8、在炉膛底部设进气口,进气量大小可通过流量计调节;进气口的数量、大小、位置设计等,根据需方产品工艺确定。
9、在炉体升温段设有排气烟囱管,排出胶体及有害气体引出炉外,(也可以另购配套宜兴市金凯瑞炉业有限公司研发的沥青废气处理系统)。
10、炉体入口、出口要求密封,前进料炉门,进料闸门,后出料炉门,出料闸门,设计为密封炉门。在炉体前、后部都设有产品置换室,产品经置换室进、出炉膛,保证炉内氧气含量。
11、炉体采用干法砌筑,炉体外壳为全密封焊接结构,确保炉体具有良好的密封性。
12、电气部分可分为:电控部分、温控部分、电脑监控及自动循环控制部分。整个配电通过空气开关配送,空气开关容量按各部分功率选择;每个温区采用独立的空气开关控制。
13、控温仪表选用数显智能型仪表(厦门宇电),控温仪表设有手动及自动pid调节,可自动跟踪设定佳pid值,同时具有温度补偿、超温、断偶等声光报警功能。
14、控温方式:采用晶闸管模块移相触发,0~98%功率输出可调节。温区采用三相控制。采用厦门宇电三相触发器,可靠、稳定。
15、加热元件:加热元件采用等直径硅碳棒。
16、控制柜面板上装有电压表、电流表,智能数显控温仪表、开关、按钮、指示灯等有应的中文指示标牌。
17、自动送料系统的控制采用三菱可编程控制器(plc)控制,安全可靠;plc系统有计时功能。
石墨负极辊道窑炉结构组成、功能特点和优势对比
在电炉两端设有手动操作按钮台,自动/手动调节方便。
工控:触摸屏监控自动循环系统,自动记录温度历史数据,历史曲线,实时温度,实时曲线,超工艺时间报警记录,氮气欠压报警记录,超水温报警记录,超限位报警记录,超油压报警记录,人为手动/自动转换记录,班产量记录,累计产量记录等功能。
炉体部分
5.1炉体分升温区、恒温区、降温区三部分,外壳采用钢型材、钢板、分段全密封焊接组成。
5.2炉膛要求:同一温区加热元件上下均匀分布,炉膛材料选用一级高铝,(在正常使用条件下不得出现变形和烧坏现象),隔梁砖采用刚玉莫来石制品。高温区导轨支撑砖采用80刚玉制品,保证荷重下不变形,不收缩。炉床采用五点式耐磨刚玉莫来石导轨条结构。
5.3炉膛为单通道双推板,炉膛结构稳固,炉温及气氛均匀,节能耐用,结构设计合理。
5.4炉衬耐火材料选用优质轻质保温复合材料砌筑,降低能耗和炉体外表面温度。
5.5为了防止废气腐蚀加热棒,加热棒要求用瓷管保护,在窑炉的烧结区的碳棒下加隔焰板,用以阻止石墨中挥发的物质对陶瓷管的浸蚀,提高碳棒的使用寿命,另一方面当陶瓷管或碳棒发生断裂时,断裂的碳棒和陶瓷管不会掉到窑道里,提高了窑炉运行的可靠性。
5.6碳棒接线腔采用硅橡胶泥密封,接线柱采用陶瓷绝缘柱,其中窑炉一、二、三节接线腔不密封。
5.7水冷夹套能承受一定压力,使循环水闭环带压运行,降温区采用水冷结合的方式,冷却效果好,确保出口温度小于120度。
5.8在炉膛底部设进气口,进气量大小可通过流量计调节;进风口的数量、大小、位置设计等,根据需方产品工艺确定。
5.9在炉体升温段300℃~700℃设有2个可调节烟囱,排出胶体及有害气体引出室外,并通过点火点燃排出物,尽量减少对环境的污染。
5.10炉体入口出口要求密封,前后进出炉口各设密封炉门。在炉体前后部设置有置换室,产品经置换室进出炉膛,保证炉口的密封性。
5.11炉体采用干法砌筑,炉体外壳为全密封焊接结构,确保炉体具有良好的密封性,硅碳棒接头采用卡子压紧,夹套密封。
六、电气部分:
6.1电气部分可分为:电控部分、温控部分、微机监控系统及自动循环控制部分。整个配电通过空气开关配送,空气开关容量按各部分功率选择;每个温区采用独立的空气开关控制。
6.2控温仪表选用数显智能型仪表,控温仪表设有手动及自动pid调节,可自动跟踪设定*佳pid值,同时具有温度补偿、超温、断偶等声光报警功能。
6.3控温方式:采用晶闸管模块移相触发,0~98%功率输出可调节。其中1、2、3、4温区采用单相控制,其中温区采用3相控制。
6.4加热元件:加热元件采用等直径硅碳棒。
6.5控制柜面板上装有总电源开关、电压表、电流表,智能数显控温仪表、开关、按钮、指示灯等,并有相应的中文指示标牌。
6.6自动送料系统的控制采用三菱可编程控制器(plc)控制,安全可靠;plc系统有计时和计数功能。在电炉两端设有手动操作按钮台,自动手动调节方便。
6.7液氮的供气有低压报警装置。
6.8控制柜内散热采用带隔网的换气扇,在控制柜底侧采用百叶窗作为进气通道,柜内设有照明装置。
6.9配电柜尺寸:1300×720×1860 (l×w×h)mm,单柜双开门。
6.10计算机监控系统
6.10.1采用工控计算机对电炉的温度、速度、报警事件等进行全面监控。
6.10.2硬件:工控计算机硬件系统,主板采用台湾研华产品。数据传送:rs485/rs422/rs232通讯。
6.10.3软件:采用北京昆仑通态组态软件二次开发系统,丰富、美观的控制界面。烧成曲线直接显示。
6.10.4对电炉的温度控制点进行温度设定、记录。100条工艺曲线记忆。对推板推进的数量记录。工艺时间的设定。报表、外接打印。打印机选配。
七、机械部分
7.1推进系统采用液压推进,设置一个液压站,9个液压缸,其中主推采用两个推进缸,可快进、慢进和快退;主推速度500-2800mm/h,无级调速;系统额定压力6.3mpa。
7.2液压系统中精密调速阀、节流阀、电磁阀、调速阀选用台湾朝田配件。
7.3系统设计合理,主要行程开关选用欧姆龙产品,坩埚入口增加限高位、限超宽报警装置。
7.4炉门及回转部分自动开门、自动进料、自动出料、自动补给。
7.5传动系统设有超行程、电机过载、动作超时等声光报警保护装置。
7.6炉体进出口设有密封舱和置换室,在制做时保证其密封性能。
7.7回转轨道旋转方向为顺(或逆)时针。
7.8液压系统增加塑钢、有机玻璃防尘装置(要求美观、密封、有进气口,与
窑体协调)。
对比
石墨负极辊道窑炉与推板窑炉在产能、运行成本、后期维护等方面的具体对比数据。
推板窑与辊道窑方案比较(2台,两台一样长度的窑炉) | |||||
序号 | 项目 | 推板窑 | 辊道窑 | 备注 | |
1 | 型号 | rtb-450-13q型 | rgd-600-13q型 | ||
2 | 预算价格 | 200万以内 | 300万以内 | 电费按照0.4元单价,水费按照6.5元每吨,氮气按照1元单价,左边核算都是按照两台炉核算。 | |
3 | 运行成本 | 产能kg/天 | 2*2460kg/天 | 2*2540kgkg/天 | |
循环水 | 2*15 m3/h | 2*30 m3/h | |||
运行功率(kw) | 2*约450 kw | 2*约600 kw | |||
氮气m3/h | 2*120 m3/h | 2*200 m3/h | |||
人员配置 | 2 | 2 | |||
单吨成本 | 3095元/吨 | 4944元/吨 | |||
4 | 窑炉结构 | 炉膛材料 | 刚玉莫来石 | 氧化铝空心球 | |
温度均一度 | ±5℃ | ±5℃ | |||
轨道 | 刚玉莫来石 | 碳化硅 | |||
保温效果 | 优秀 | 良好 | |||
故障 | 少 | 少 | |||
5 | 后期维护费用 | 空烧周期 | |||
停机维护项/周期 | 5年 | 4年 | |||
备件损耗/周期 | 加热元件3000小时以上加热管护套3000小时以上 热电偶一年以上 推板100次以上 | 加热元件3000小时以上加热管护套3000小时以上 热电偶一年以上 棍棒年更换率10% | |||
大修周期/费用 | 5年/60万 | 4年/100 万 |
通过上表可以发现,基本同等产能的状态下,石墨负极碳化炉推板窑不管是在造价还是在后期维护以及运行成本方面性价比都大大的优与辊道窑