一种锂电池负极材料连续石墨化炉的制作方法

    技术2022-07-14  236


    本实用新型涉及石墨电极加工技术领域,特别涉及一种横式的连续性生产的石墨化炉。



    背景技术:

    传统的石墨化炉是间歇式生产,从装炉到出炉的过程中受到外界的影响因素较多。间歇式的石墨化炉,每次出炉的产品质量有所差异;炉子的密封性差,挥发分大部分挥发难以工业化利用;热效率低,热量主要通过传热、对流、辐射等方式损失,且余热难以回收利用;炉内的温度不均,同一产品的质量不均衡。



    技术实现要素:

    为了解决现有技术中石墨化炉间歇式生产的问题,本实用新型提出一种锂电池负极材料连续石墨化炉。

    本实用新型的技术方案是这样实现的:

    一种锂电池负极材料连续石墨化炉,包括:横式炉体、进料机构、出料机构、加热机构和冷却机构,横式炉体内依次设置为预热段、加热段和冷却段;进料机构和出料机构分别设置在横式炉体的进料端和出料端处;加热机构设置在横式炉体的加热段处用于加热,冷却机构设置在横式炉体的冷却段处用于冷却。

    优选的是,所述横式炉体包括两个并排设置的横式炉体,两个横式炉体的预热段、加热段和冷却段均保持对应一致;每个横式炉体的进料端和出料端处分别设置进料机构和出料机构;加热机构同时对两个横式炉体的加热段加热。

    优选的是,所述加热机构包括导电圈、变压器、炉头电极和水冷电缆,两个横式炉体内壁均设置有若干个无缝排列的导电圈,每个横式炉体的外壁的加热段的两端分别设置一组炉头电极,每组炉头电极的四个炉头电极均匀分布在该横式炉体的外壁,并伸入横式炉体内部与导电圈顶紧;变压器的负极与一个横式炉体的一组炉头电极电连接,另一组炉头电极与另一个横式炉体的一组炉头电极通过水冷电缆串联连接,另一个横式炉体的另一组炉头电极与变压器的正极电连接。

    优选的是,所述冷却机构包括氮气源和输送管路,所述两个横式炉体的冷却段均设置有氮气进口,每一个氮气进口与输送管路连通,每一个输送管路与氮气源连接。

    优选的是,所述横式炉体的进料端和出料端处设置有封口挡板,进料端的封口挡板上具有进料口,出料端的封口挡板上设置有出料口;

    所述进料机构包括进料托座和进料油缸,进料托座横向设置在横式炉体的进料口处,进料油缸设置在进料托座的外端,进料油缸的驱动端朝向进料托座;

    所述出料机构包括出料托座和出料油缸,出料托座横向设置在横式炉体的出料口处,出料油缸设置在出料托座的外端,出料油缸的驱动端朝向出料托座。

    优选的是,每个所述横式炉体的顶部半圈上均匀设置有筒体加强圈。

    优选的是,任一个横式炉体包括钢结构外壳、绝缘层、保温层、填料区和护套圈,钢结构外壳设置为筒状结构,绝缘层设置在钢结构外壳的整个内侧壁;保温层设置在绝缘层的整个内侧内;填料区位于保温层的内侧;护套圈设置在填料区内侧,位于导电圈的外侧,护套圈形成全封闭结构;护套圈的底部均匀设置有若干个护套圈托座,护套圈托座位于填料区内。

    优选的是,每组炉头电极外设置有炉头电极膨胀固定架,每个炉头电极的外端设置有蝶形弹簧组件,蝶形弹簧组件与炉头电极膨胀固定架连接。

    优选的是,每个横式炉体的加热段和冷却段处均设置有通孔,加热段的通孔与冷却段的通孔之间连接有热量传输管,热量传输管与两个通孔分别封闭连接。

    本实用新型的有益效果为:本实用新型的锂电池负极材料连续石墨化炉,横式炉体内依次设置有预热段、加热段和冷却段,结合进料机构、出料机构、加热机构和冷却机构实现石墨化炉的连续生产,避免间歇式生产所带来的能耗、产量和效率和质量等问题。

    横式炉体包括两个,两个横式炉体同时运行,提高生产效率。

    附图说明

    为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

    图1为本实用新型一种锂电池负极材料连续石墨化炉的外部俯视示意图;

    图2为图1中的a-a视图;

    图3为图1中的b-b视图;

    图4为图2中c处放大示意图;

    图5为图2中d处放大示意图;

    图中:

    1、横式炉体;2、进料机构;3、出料机构;4、加热机构;5、冷却机构;6、筒体加强圈;7、炉头电极膨胀固定架;8、蝶形弹簧组件;11、预热段;12、加热段;13、冷却段;14、钢结构外壳;15、绝缘层;16、保温层;17、填料区;18、护套圈;19、护套圈托座;41、导电圈;42、变压器;43、炉头电极;44、水冷电缆。

    具体实施方式

    下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

    实施例:如图1所示的一种锂电池负极材料连续石墨化炉,包括:两个横式炉体1、进料机构2、出料机构3、加热机构4和冷却机构5,每一个横式炉体1内依次设置为预热段11、加热段12和冷却段13,两个横式炉体1并排对应设置;每个横式炉体1的进料端和出料端分别设置有进料机构2和出料机构3;两个横式炉体1的加热段处设置有加热机构4用于加热,两个横式炉体的冷却段处设置冷却机构5用于冷却。加热机构同时对两个横式炉体的加热段加热,节约能耗,提高效率。

    如图1至图3所示,加热机构4包括导电圈41、变压器42、炉头电极43和水冷电缆44,两个横式炉体1内壁均设置有若干个无缝排列的导电圈41,每个横式炉体1的外壁的加热段的两端分别设置一组炉头电极43,每组炉头电极的四个炉头电极均匀分布在该横式炉体的外壁,并伸入横式炉体内部与导电圈41顶紧;变压器42的负极与下方的横式炉体1的一组炉头电极电连接,下方的横式炉体的另一组炉头电极与上方的横式炉体的一组炉头电极通过水冷电缆44串联连接,上方的横式炉体的另一组炉头电极与变压器的正极电连接。

    每一个横式炉体的两组炉头电极之间通过导电圈电连接,两个横式炉体利用一个变压器。变压器的负极与下方的横式炉体的一组炉头电极中的每一个炉头电极电连接;上方的横式炉体的另一组炉头电极的每一个炉头电极与变压器的正极电连接。

    冷却机构5包括氮气源和输送管路,两个横式炉体的冷却段均设置有氮气进口,每一个氮气进口与输送管路连通,每一个输送管路与氮气源连接。氮气进入横式炉体的冷却段直接进行冷却。冷却机构简单,使用方便。

    如图1所示,横式炉体1的进料端和出料端处设置有封口挡板,进料端的封口挡板上具有进料口,出料端的封口挡板上设置有出料口;进料机构2包括进料托座和进料油缸,进料托座横向设置在横式炉体的进料口处,进料油缸设置在进料托座的外端,进料油缸的驱动端朝向进料托座;出料机构3包括出料托座和出料油缸,出料托座横向设置在横式炉体的出料口处,出料油缸设置在出料托座的外端,出料油缸的驱动端朝向出料托座。封口挡板用于减少散热。

    如图2所示,每个横式炉体1的顶部半圈上均匀设置有筒体加强圈6,防止横式炉体变形。任一个横式炉体1包括钢结构外壳14、绝缘层15、保温层16、填料区17、护套圈18和若干个护套圈托座19,钢结构外壳设置为筒状结构,绝缘层15设置在钢结构外壳的整个内侧壁;保温层16设置在绝缘层的整个内侧内;填料区17位于保温层的内侧;护套圈18设置在填料区内侧,位于导电圈的外侧,护套圈形成全封闭结构;护套圈的底部均匀设置有若干个护套圈托座19,护套圈托座19位于填料区内。保温层和填料区内的填充料一直位于横式炉体内,避免随着坩埚的输入输出而装卸填充料,减少填充料的填充和取出工序,降低人工的劳动强度和工作环境,实现自动化生产。

    如图4所示,每组炉头电极43外设置有炉头电极膨胀固定架7,每个炉头电极的外端设置有蝶形弹簧组件8,蝶形弹簧组件8与炉头电极膨胀固定架7连接,用于使每个炉头电极顶紧导电圈,避免在空隙位置产生电弧,损坏炉头电极和导电圈。

    每个横式炉体1的加热段和冷却段处均设置有通孔,加热段的通孔与冷却段的通孔之间连接有热量传输管,热量传输管与两个通孔分别封闭连接;利用冷却段的余热对预热段内的物料进行预热,提高热量的利用效率。

    本实用新型的工作过程:将一节坩埚放在进料托座上,进料油缸驱动该节坩埚推送到其所对应的的横式炉体内,横式炉体内的预热段对位于该部分的坩埚进行预热;继续推进下一节坩埚,下一节坩埚将前一节坩埚继续向前推送,如此继续推送;当最初推送的坩埚推送至加热段,直接受到加热机构的加热,推送至冷却段,直接受到冷却机构的冷却,冷却后的坩埚从出料口推出至出料托座上。冷却段的余热送至预热段,利用余热进行预热。当横式炉体内加满坩埚,进料油缸和出料油缸将横式炉体内的坩埚顶紧。

    以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,包括:横式炉体、进料机构、出料机构、加热机构和冷却机构,横式炉体内依次设置为预热段、加热段和冷却段;进料机构和出料机构分别设置在横式炉体的进料端和出料端处;加热机构设置在横式炉体的加热段处用于加热,冷却机构设置在横式炉体的冷却段处用于冷却。

    2.根据权利要求1所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,所述横式炉体包括两个并排设置的横式炉体,两个横式炉体的预热段、加热段和冷却段均保持对应一致;每个横式炉体的进料端和出料端处分别设置进料机构和出料机构;加热机构同时对两个横式炉体的加热段加热。

    3.根据权利要求2所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,所述加热机构包括导电圈、变压器、炉头电极和水冷电缆,两个横式炉体内壁均设置有若干个无缝排列的导电圈,每个横式炉体的外壁的加热段的两端分别设置一组炉头电极,每组炉头电极的四个炉头电极均匀分布在该横式炉体的外壁,并伸入横式炉体内部与导电圈顶紧;变压器的负极与一个横式炉体的一组炉头电极电连接,另一组炉头电极与另一个横式炉体的一组炉头电极通过水冷电缆串联连接,另一个横式炉体的另一组炉头电极与变压器的正极电连接。

    4.根据权利要求2所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,所述冷却机构包括氮气源和输送管路,所述两个横式炉体的冷却段均设置有氮气进口,每一个氮气进口与输送管路连通,每一个输送管路与氮气源连接。

    5.根据权利要求2所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,所述横式炉体的进料端和出料端处设置有封口挡板,进料端的封口挡板上具有进料口,出料端的封口挡板上设置有出料口;

    所述进料机构包括进料托座和进料油缸,进料托座横向设置在横式炉体的进料口处,进料油缸设置在进料托座的外端,进料油缸的驱动端朝向进料托座;

    所述出料机构包括出料托座和出料油缸,出料托座横向设置在横式炉体的出料口处,出料油缸设置在出料托座的外端,出料油缸的驱动端朝向出料托座。

    6.根据权利要求2所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,每个所述横式炉体的顶部半圈上均匀设置有筒体加强圈。

    7.根据权利要求3所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,任一个横式炉体包括钢结构外壳、绝缘层、保温层、填料区和护套圈,钢结构外壳设置为筒状结构,绝缘层设置在钢结构外壳的整个内侧壁;保温层设置在绝缘层的整个内侧内;填料区位于保温层的内侧;护套圈设置在填料区内侧,位于导电圈的外侧,护套圈形成全封闭结构;护套圈的底部均匀设置有若干个护套圈托座,护套圈托座位于填料区内。

    8.根据权利要求3所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,每组炉头电极外设置有炉头电极膨胀固定架,每个炉头电极的外端设置有蝶形弹簧组件,蝶形弹簧组件与炉头电极膨胀固定架连接。

    9.根据权利要求3所述的锂电池负极材料连续石墨化炉,其特征在于,每个横式炉体的加热段和冷却段处均设置有通孔,加热段的通孔与冷却段的通孔之间连接有热量传输管,热量传输管与两个通孔分别封闭连接。

    技术总结
    本实用新型提出一种锂电池负极材料连续石墨化炉,包括:横式炉体、进料机构、出料机构、加热机构和冷却机构,横式炉体内依次设置为预热段、加热段和冷却段;进料机构和出料机构分别设置在横式炉体的进料端和出料端处;加热机构设置在横式炉体的加热段处用于加热,冷却机构设置在横式炉体的冷却段处用于冷却。本实用新型的锂电池负极材料连续石墨化炉,解决了传统石墨化炉间歇式生产带来的问题,实现了石墨化炉连续生产,提高热效率,提高热量利用,减少热量流失,提高生产效率。

    技术研发人员:王永红;窦玉章;李瑛;任东霞;祁占文;陈茹
    受保护的技术使用者:山西三元炭素有限责任公司
    技术研发日:2019.07.16
    技术公布日:2020.04.03

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