一种制备四氧化三钴的钢带炉的制作方法
【专利摘要】一种制备四氧化三钴的钢带炉，包括依次连接的进料段；预烧段；煅烧锻；冷却段；出料段，钢带穿过炉管内并与钢带张紧装置的张紧轮和钢带的驱动轮传动连接，投料装置连接于进料段的炉管上，进料段具有第一导风接口装置；预烧段与煅烧锻之间具有第二导风接口装置；冷却段具有固定安装在炉管上的尾气排放接口装置；出料段具有可旋转安装在机架上驱动钢带运动的驱动轮，及与驱动轮传动连接的驱动装置。本实用新型提供的钢带炉，可使制备四氧化三钴的原料在被气氛保护的条件下，通过各个温度区域的热量传递，达到精确的化学反应和烧制效果。
【专利说明】一种制备四氧化三钴的钢带炉【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种制备四氧化三钴电池正极材料的设备，尤其是涉及一种制备四氧化三钴的钢带炉。
【背景技术】
[0002]随着移动电子产品、电动汽车等新技术的高速发展和快速普及，锂电池已得到广泛应用。四氧化三钴作为锂离子电池正极材料钴酸锂的主要原料，在电化学领域有着广泛应用，也随着锂离子二次电池的需求量增加而增加。目前对电池的制造原料无论是对数量还是对质量的要求越来越高。制备装备的优劣关系着四氧化三钴的质量和生产成本。传统的四氧化三钴制备方法有:通过钟罩炉或箱式炉煅烧制备四氧化三钴；通过推板窑煅烧制备四氧化三钴。目前四氧化三钴的生产仍大部分使用推板窑，生产过程中存在以下问题:生产时间长，能耗高，需在800~950°C下煅烧12~15小时，每吨四氧化三钴耗电3000~4000 kwh ;窑炉内温度不均匀，反应后物料也不均匀，所得四氧化三钴微观一致性差；装料匣钵掉渣易带来硅、铝、钙等杂质污染，使四氧化三钴产品的化学成分无法达到指标要求；窑炉内物流不畅，导致煅烧效率不高；劳动强度大，难以实现自动化、连续化生产。
[0003]CN201697448U公开了一种回转窑炉，用于四氧化三钴煅烧，包括炉管，炉管外侧设置有电加热元件，炉管内沿轴向设置多个杨料板组，每个杨料板组含有沿炉管周向均匀分布的4~8块杨料板，每块杨料板垂直于炉管内壁设置，相邻两组杨料板错位安装。回转窑炉设计要求要有较长的长度，才能发挥回转炉的特点和技术效果，用于四氧化三钴煅烧的回转窑炉，炉体内腔若采用金属钛等材料则造价高，若采用一般材料，则产品中杂质含量高；此外，回转窑炉在运行中有易出现粘结现象，生产过程中出现粘结后，产品的均匀性得不到保障，易出现夹生的煅烧产品，产品质量不高，因而目前的普及率较低。
[0004]总体而言，目前四氧化三钴的煅烧设备和生产方法都存在能耗高，生产过程无法实现连续生产或只能实现半连续，煅烧过程中容易出现夹生或烧焦现象。因目前的技术煅烧制备四氧化三钴存在时间长、能耗高、成本也高的缺陷，部分生产者尝试采取加大舟皿的装料量来降低生产成本，然而在舟皿舟壁和舟底处容易出现夹生的煅烧产品，在舟皿上部的四氧化钴却易烧焦，产品质量难以保障。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种制备四氧化三钴的钢带炉，可使制备四氧化三钴的原料在被气氛保护的条件下，通过各个温度区域的热量传递，达到精确的化学反应和烧制效果。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种制备四氧化三钴的钢带炉，包括依次连接的进料段；预烧段；煅烧锻；冷却段；出料段，钢带穿过炉管内并与钢带张紧装置的张紧轮和钢带的驱动轮传动连接，投料装置连接于进料段的炉管上，所述进料段具有第一导风接口装置；所述预烧段与煅烧锻之间具有第二导风接口装置；所述冷却段具有固定安装在炉管上的尾气排放接口装置；所述出料段具有可旋转安装在机架上驱动钢带运动的驱动轮，及与所述驱动轮传动连接的第一驱动装置。工作过程中，生产四氧化三钴的原料如碳酸钴，通过投料装置投料至钢带炉的钢带上，钢带在其驱动轮和张紧轮的作用下，以一定速度运转，并同时加热钢带炉至生产工艺所需温度，调节煅烧时的气氛条件工艺，生产四氧化三钴的原料在被气氛保护的条件下，依次经过钢带炉的进料段、预烧段、煅烧段、冷却段及出料段，最后得到四氧化三钴。
[0007]作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的制备四氧化三钴的钢带炉，所述投料装置具有两端与所述进料段连接的投料段炉管；与所述投料段炉管顶部通过输料管连接的布料斗；与所述投料段炉管底部连接的第一排污阀；位于所述布料斗下部的投料器，及与所述投料器传动连接的第二驱动装置。
[0008]优选地，本实用新型提供的钢带炉，所述投料器包括至少一个以上由两片以上叶片构成的叶轮，多个叶轮通过一传动轴串联连接，相邻叶轮的叶片错位排列。
[0009]更进一步地，本实用新型提供的钢带炉，所述布料斗还具有位于所述投料器下方的放料阀门，和/或与布料斗连接的振动电机。
[0010]工作过程中，通过生产四氧化三钴的原料经过布料斗，投料器，在投料器的驱动装置作用下，均匀地下落分布到钢带上。优选方案中，投料器包括至少一个以上由两片以上页片构成的转页，多个转页串联连接，相邻转页的页片错位排列，在布料斗上连接振动电机，一方面可以避免生广四氧化二钻的原料在进料时堵塞，另一方面有利于提闻进料时的均勻性；投料器下方设有放料阀门，方便设备的维护。投料段炉管底部连接有排污阀。
[0011]作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的钢带炉，所述投料段炉管的至少一侧面还具有观察窗。设有观察窗方便对钢带上的投料状态进行观测。
[0012]作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的钢带炉，所述钢带张紧装置具有传动架；可旋转安装在所述传动架上的张紧轮；至少二个位于所述传动架底部的导向轮；配重架；支承架；配重，所述支承架上表面具有与所述导向轮配合的导向轨，所述导向轮与所述导向轨配合安装，所述配重架固定连接在所述支承架的远离钢带端，所述配重架至少具有一可旋转的导轮，所述配重通过钢丝绳绕过所述导轮后与所述传动架远离钢带端连接，配重通过钢丝绳牵引传动架使钢带处于张紧状态。钢带在运动受热后会出现伸长，设置恒牵引力的钢带张紧装置，在工作过程中能使钢带始终处于恒张力状态，不至出现打滑等现象，也可避免高温状态下的钢带受到过大的张力，影响钢带的使用寿命。在其它实施例中，钢带的张紧装置还可采用恒液压压力张紧等方式。只要能提供恒定的张紧力，就可实现本实用新型的技术构思，达到与本实施例中张紧装置相同的技术效果。
[0013]作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的钢带炉所述尾气排放接口装置具有两端与所述冷却段连接的尾气排放接口炉管；与所述尾气排放接口炉管顶部连接的锥形引风管；与所述锥形引风管顶部连接的风量调节器；与所述尾气排放接口炉管下部连接的倒锥形聚污斗，与所述聚污斗底端连接的第二排污阀。
[0014]为了解决钢带炉的运行过程中钢带跑偏的技术问题，作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的钢带炉，所述钢带炉具有至少一个钢带自动纠偏装置，所述自动纠偏装置包括与炉体固定或可拆卸连接的纠偏架；可拆卸安装在所述纠偏架上的纠偏轮安装座；通过旋转轴和轴承安装在所述纠偏轮安装座上的纠偏轮，所述纠偏轮安装座的安装端具有螺纹张紧杆，所述螺纹张紧杆穿过张紧弹簧后通过锁紧螺母可拆卸地安装在所述纠偏架上。
[0015]作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的钢带炉，所述出料段还具有出料装置，所述出料装置包括固定在机架上承接钢带上物料滑落的出料斗；位于出料斗下方，安装在所述机架上的刮料刷；与所述刮料刷传动连接的第三驱动装置；位于所述刮料刷下方的散料接盘。更进一步地，所述出料斗的出料端还具有包装袋固定器。
[0016]作为本实用新型的进一步改进方案，本实用新型提供的钢带炉，所述预烧段和/或煅烧段加热炉管为波纹炉管。有关波纹炉管的技术请参见CN201293546Y公开的内容。
[0017]本实用新型的有益效果是:本实用新型可使生产四氧化三钴的原料在被气氛保护的条件下，通过各个温度区域的热量传递，达到比较精确的化学反应和烧制效果；其完备的密封结构能够实现完全的气氛保护和气氛控制；物料的均匀供给、钢带的匀速运动、合理的加热模式和加热元件组合能够达到更好的节能效果，减少了电能消耗，提高了热使用效率；装备整体的结构、设计完善，有效地保证了设备在使用当中的稳定性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1是实施例钢带炉结构示意图；
[0020]图2是实施例钢带炉张紧装置的结构示意图；
[0021]图3是实施例钢带炉投料装置的结构示意图；
[0022]图4是图3的仰视结构示意图；
[0023]图5是实施例钢带炉尾气排放接口装置结构示意图；
[0024]图6是实施例钢带炉自动纠偏装置结构示意图；
[0025]图7是实施例钢带炉出料段结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1至图7所示的制备四氧化三钴的钢带炉，包括依次连接的进料段I ;预烧段5 ;煅烧锻6 ;冷却段7 ;出料段8，预烧段5和/或煅烧段6的加热炉管为波纹炉管。钢带穿过炉管内并与钢带张紧装置2的张紧轮24和钢带的驱动轮85传动连接，投料装置3连接于进料段I的炉管上，所述进料段I具有第一导风接口装置4 ;所述预烧段5与煅烧锻6之间具有第二导风接口装置；所述冷却段7具有固定安装在炉管上的尾气排放接口装置；所述出料段8具有可旋转安装在机架上驱动钢带运动的驱动轮85，及与所述驱动轮85传动连接的第一驱动装置81。参见图3和图4，所述投料装置3具有两端37、38与所述进料段I连接的投料段炉管；与所述投料段炉管顶部通过输料管连接的布料斗31 ;与所述投料段炉管底部连接的收集斗；与所述收集斗底部出口连接的第一排污阀36 ;位于所述布料斗下部的投料器39，及与所述投料器39传动连接的第二驱动装置35，所述布料斗31还具有位于所述投料器39下方的放料阀门33，与布料斗连接的振动电机32，所述投料段炉管的两侧面还具有观察窗34，设有观察窗34方便对钢带上的投料状态进行观测。实施例中，本实用新型提供的钢带炉，所述投料器39包括四个由多页片构成的叶轮通过传动轴串联连接而成，相邻叶轮的叶片错位排列。在其它实施例中，投料器39还有其它实施方式与结构，例如:圆盘给料机、振动给料机等，只要能解决投料时的堵塞问题，达到均匀布料的技术效果即可解决本实用新型的技术问题。参见图2，钢带张紧装置2具有传动架21 ;可旋转安装在所述传动架上的张紧轮24 ;至少二个位于所述传动架底部的导向轮25 ;配重架23 ;支承架22 ；配重26，所述支承架22上表面具有与所述导向轮25配合的导向轨，所述导向轮25与所述导向轨配合安装，所述配重架23固定连接在所述支承架22的远离钢带端，所述配重架23至少具有可旋转的导轮29和27，所述配重26通过钢丝绳28绕过所述导轮29和27后与所述传动架21远离钢带端连接，配重26通过钢丝绳28牵引传动架21使钢带处于张紧状态。在其它实施例中，钢带张紧装置2也可有其它实施方式，如恒液压张紧装置，能给钢带提供一个恒定的张紧力，能达到同样的技术效果。参见图5，安装在冷却段7的尾气排放接口装置，具有两端与所述冷却段连接的尾气排放接口炉管63 ;与所述尾气排放接口炉管顶部连接的锥形引风管64 ;与所述锥形引风管顶部通过管道连接的风量调节器65 ;与所述尾气排放接口炉管下部连接的倒锥形聚污斗62，与所述聚污斗底端通过管道连接的第二排污阀61 ;风量调节器65的出口管道设有连接法兰66。
[0027]参见图6，钢带自动纠偏装置包括与炉体可拆卸连接的纠偏架78 ;可拆卸安装在所述纠偏架78上的纠偏轮安装座71 ;通过旋转轴73和轴承74安装在所述纠偏轮安装座71上的纠偏轮72，所述纠偏轮安装座71的安装端具有螺纹张紧杆77，所述螺纹张紧杆77穿过张紧弹簧75后通过锁紧螺母可拆卸地安装在所述纠偏架78上。
[0028]参见图7，出料段8具有机架83，钢带的驱动轮85可旋转地安装在机架83上，驱动轮85的第一驱动装置81也安装在机架83上，驱动电机81通过传动带与驱动轮85传动连接，钢带包裹在驱动轮85上，在驱动轮85的下方具有压带机构，压带机构包括一中间铰接在机架83上的杠杆82，所述杠杆82的第一端可旋转地连接有压带轮84，第一端连接有压力弹簧，压力弹簧的弹力使压带轮84向上产生一个压力，压带轮84可提高钢带在驱动轮85上的包角，提高摩擦力，使钢带不致打滑。出料装置包括固定在机架83上承接钢带上物料滑落的出料斗87 ;出料斗87的出料端还具有包装袋固定器89 ;位于出料斗下方，安装在所述机架上的刮料刷86 ;与所述刮料刷86传动连接的第三驱动装置88 ;位于所述刮料刷86下方的散料接盘810。
[0029]工作过程中，生产四氧化三钴的原料如金属钴粉，通过投料装置3投料至钢带炉的钢带上，钢带在其驱动轮85和张紧轮24的作用下，以一定速度运转，并同时加热钢带炉至生产工艺所需温度，通入空气或/和氧气，调节煅烧时的气氛条件工艺，生产四氧化三钴的原料经过布料斗31、投料器39、放料阀门33，投料器39在投料器的驱动装置35作用下，将生产四氧化三钴的原料均匀地投入到钢带上。生产四氧化三钴的原料在被气氛保护的条件下，依次经过钢带炉的进料段、预烧段、煅烧段、冷却段及出料段，让金属钴粉在高温下充分氧化，最后得到四氧化三钴。
[0030]显然，本实用新型不限于以上优选实施方式，还可在本实用新型权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种制备四氧化三钴的钢带炉，包括依次连接的进料段；预烧段；煅烧锻；冷却段；出料段，钢带穿过炉管内并与钢带张紧装置的张紧轮和钢带的驱动轮传动连接，投料装置连接于进料段的炉管上，其特征在于:所述进料段具有第一导风接口装置；所述预烧段与煅烧锻之间具有第二导风接口装置；所述冷却段具有固定安装在炉管上的尾气排放接口装置；所述出料段具有可旋转安装在机架上驱动钢带运动的驱动轮，及与所述驱动轮传动连接的第一驱动装置。
2.根据权利要求1所述的钢带炉，其特征在于:所述投料装置具有两端与所述进料段连接的投料段炉管；与所述投料段炉管顶部通过输料管连接的布料斗；与所述投料段炉管底部连接的第一排污阀；位于所述布料斗下部的投料器，及与所述投料器传动连接的第二驱动装置。
3.根据权利要求2所述的钢带炉，其特征在于:所述投料器包括至少一个以上由两片以上叶片构成的叶轮，多个叶轮通过一传动轴串联连接，相邻叶轮的叶片错位排列。
4.根据权利要求2所述的钢带炉，其特征在于:所述布料斗还具有位于所述投料器下方的放料阀门，和/或与布料斗连接的振动电机。
5.根据权利要求2所述的钢带炉，其特征在于:所述投料段炉管的至少一侧面还具有观察窗。
6.根据权利要求1所述的钢带炉，其特征在于:所述钢带张紧装置具有传动架；可旋转安装在所述传动架上的张紧轮；至少二个位于所述传动架底部的导向轮；配重架；支承架；配重，所述支承架上表面具有与所述导向轮配合的导向轨，所述导向轮与所述导向轨配合安装，所述配重架固定连接在所述支承架的远离钢带端，所述配重架至少具有一可旋转的导轮，所述配重通过钢丝绳绕过所述导轮后与所述传动架远离钢带端连接，配重通过钢丝绳牵引传动架使钢带处于张紧状态。
7.根据权利要求1所述的钢带炉，其特征在于:所述尾气排放接口装置具有两端与所述冷却段连接的尾气排放接口炉管；与所述尾气排放接口炉管顶部连接的锥形引风管；与所述锥形引风管顶部连接的风量调节器；与所述尾气排放接口炉管下部连接的倒锥形聚污斗，与所述聚污斗底端连接的第二排污阀。
8.根据权利要求1所述的钢带炉，其特征在于:所述钢带炉具有至少一个钢带自动纠偏装置，所述自动纠偏装置包括与炉体固定或可拆卸连接的纠偏架；可拆卸安装在所述纠偏架上的纠偏轮安装座；通过旋转轴和轴承安装在所述纠偏轮安装座上的纠偏轮，所述纠偏轮安装座的安装端具有螺纹张紧杆，所述螺纹张紧杆穿过张紧弹簧后通过锁紧螺母可拆卸地安装在所述纠偏架上。
9.根据权利要求1所述的钢带炉，其特征在于:所述出料段还具有出料装置，所述出料装置包括固定在机架上承接钢带上物料滑落的出料斗；位于出料斗下方，安装在所述机架上的刮料刷；与所述刮料刷传动连接的第三驱动装置；位于所述刮料刷下方的散料接盘。
10.根据权利要求9所述的钢带炉，其特征在于:所述出料斗的出料端还具有包装袋固定器。
【文档编号】F27B9/39GK203454724SQ201320462104
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】戴煜, 胡祥龙, 周强 申请人:湖南顶立科技有限公司