用于锂电池正负极材料在氮气气氛下的烧结及热处理工艺，具体说明如下：

一、用户需求

1）  烧结材料：正负极材料；2）  材料特性：粉体，烧失率20%；

3）  匣钵规格：320×320×160mm；4）  工艺时间：Rt-720℃（4h），720℃保温（6-8h），720℃-60℃（7h）；5）  工作温度：较高950℃，长期750℃；

6）  炉膛气氛：氮气；7）  四列单层；

二、设计计算

1）  工艺参考时间：17h；2）  单钵产量：12×80%=9.6kg/b；3）  传动速度：30000/17=1764 mm/h；4）  每小时出钵：1764/320×4=22b/h；

5）  日产量：22×9.6×24=5t/d；6）  区域划分：

表1 炉体结构计算表

三、技术指标与基本配置

产品型号：RDGN520-9

额定温度：950℃；工作温度：750℃

主传动：碳化硅辊道（辊棒规格Φ35mm，辊棒间距78mm）；

进出口传动：金属轴陶瓷辊道；

主传输速度：500～2500mm/h，变频调速，数字显示；

加热元件：石英内穿丝管；

炉口尺寸（辊道上表面到炉顶）：1400×200mm；

有效承载高度：200mm；

匣钵尺寸：320×320×160mm（客户自备）；

烧结气氛：氮气；

气路组成：13路进气，1路排气，进口置换室排气烟囱汇总到炉膛排气；

表2 气氛位置状态表

排胶处理：加热保温，防止冷凝回滴；

冷却方式：钢制水冷套；

炉体结构划分：进口过渡区：2500mm

加热区：15000mm（833*6+2500*3+1667+833）

降温区：2500mm

进口平台：500mm（有动力）

出口平台：1000mm（无动力）

控温稳定度：±1℃

水冷区：10000mm

炉体总长：30000mm

进口气室：1800mm

出口气室：1800mm

炉膛温度均匀度：±3℃（恒温区700℃，检测方法：每5m炉体预留单排4个热偶检测孔）

温区个数：11个

控温点数：11点（每温区中点控温，左右2点测温，比例输出）+1点（烟囱加热）

报警保护：超温、断偶、速度、钵位、氧含量、气压等声光报警保护（指示灯指示）；

断棒指示：机械棒位指示，端头玻璃窗人工观测

表面温升：＜35℃

出料料温（正常装料量情况下）：＜60℃

较大功率：372.6kw+16kw=388.6kw

典型保温功率：≤200Kw（正常工艺）

工作压力：0.2-0.4Mpa；

气氛耗量：工作压力下氮气较大耗量：230m3/h，常用150m3/h

炉膛压力监测：炉体共1点在炉膛前部。

氧含量控制：（满钵空载热态）

表3 氧含量状态表

氧含量检测方式：6点（进出口2点、炉膛3点、水冷1点），二位三通阀巡检；

冷却水量：15-18m3/h；

进水温度：≤30℃；

重量：约30000Kg（不含循环线）

安装尺寸：35100mm×4500m×1920mm（不含控制柜）

进水压力：0.15-0.2Mpa；

回水压力：无压回水；

电源：3相5线，380/220VAC，50Hz；

四、总体技术说明

整个窑炉主要分为四大部分，即窑体、气氛控制系统、温度控制系统和传输系统。

4.1 窑体设计

设备总长33.6m，炉体长30m，分成过渡、加热、降温和冷却区。炉膛内辊道采用碳化硅制品，进出口辊道采用金属轴陶瓷辊道，延长辊道寿命和均匀磨损。炉体外密封设计，保证烧成气氛要求。

采用上下加热，左中右3点比例控制，分别检测控制炉膛宽度的左中右三个区域，实现温度高均匀性，采用铁铬铝合金加热丝，高表面负荷，高电阻率，高寿命。

过渡区长2.5m，为自然过渡区，不布置加热元件。加热区长15m，布置11个温区。功率分布如下表：

表4 温区功率分布表

进出口置换采用直插式钢板闸结构，通过多级置换建立工艺气氛，结构简单，运行可靠，无需更换密封件。置换腔内安装多道耐火布帘，能有效阻止热能从进出炉口的散失。

约有20%的热能是通过碳化硅辊棒的端头散失的。

为此，该气氛辊道炉专门设计了独立传动密封腔，正对每根辊棒端头安装有氮气喷嘴，直接气吹冷却辊棒两端，同时密封腔内的氮气从辊棒安装孔的间隙压入炉膛内，一方面对氮气进行预热，另一方面由于正压作用，有效防止棒孔散热！

炉膛侧壁喷涂柔性陶瓷涂料，避免水汽对炉膛保温材料的侵蚀。

加热元件采用陶瓷内穿丝防止水汽侵蚀，炉膛全部采用日本伊索产轻质莫来石耐火砖，采用日本原版拱形结构砌筑而成，窑炉保温内层为1260机制板，外层为普通纤维制品.

由于完全采用了超轻质材料保温，热容小，升降温快，因此温度控制灵敏，并且有明显的节能效果。

在升温段设置4排烟囱，手阀控制废气排放，保证炉膛内部气氛为正压。配合高顶大腔结构，保证胶质有效及时的排出。陶瓷烟囱管外套保温加热器（总功率16kw），防止胶质遇冷回滴。

降温区长2.5m，不布置温区，在该段炉膛顶/底部开有许多小孔，大量氮气通过小孔吹入炉膛，对匣钵和工件进行降温。

水冷段长10m，为多节蛇形水道钢制水套。利用水冷换热进行降温。水套底部设有进气气盒，可以辅助降温冷却。

4.2 气氛控制系统设计

通入气氛共分成12路。

4.3 控制系统的设计

RGDN-520-9型气氛辊道炉采用德国倍福嵌入式计算机控制系统，安装在独立的电气控制柜内，通过电缆和热偶补偿导线与炉体连接，对窑炉进行控制。该系统基于PC控制技术和现场总线、总线端子模块以及Twincat自动化软件。

倍福模块化控制器将工业PC和PLC很好的融合在一起，可以完全取代温控仪表，直接通过计算机屏幕对各个温区实施PID控制；同时作为PLC，它还可以操控辊道的逻辑循环动作。倍福控制系统具有如下特点：

1．  独特的温控算法，具有极高的温度稳定性；

2．  环形网络拓扑结构增加了系统的网络备份（当网络出现一个支路故障时，不影响整个系统的信号传输）；

3．  实时操作系统提高了系统的可靠性；

4．  未来系统的可拓展性。系统预留了足够的硬件，便于以后增加远程故障诊断、维修等功能；

本设备加热区由11个温区组成，分别由多组交流接触器分组供电，这样可以减小设备对电网的瞬时电流冲击，结合恒力专门研发的不等功率分布单管加热器，分别检测控制炉膛宽度的左中右三个区域，通过调节每个区域的设定温度及上下加热输出比，保证炉膛有效空间的均匀度小于±3℃。

并且当某个温区温度发生超温现象时，相应区域的温度超温报警系统立即发出声光报警信号，面板上的对应温区报警信号灯点亮，蜂鸣器发出断续的报警声。

控制方式为K分度热偶检测区域温度，固态继电器过零触发方式，并实现平衡加热，以减少对电网和周遍设备的干扰，并延长控制器件的寿命。

4.3.1 软件功能

（一）分级登录功能

计算机系统采取分级管理和登录机制，一般操作人员只能观察和记录显示数据，无法修改；只有指定系统人员才可以操作软件的所有功能，包括可以新建用户、分配用户等级、修改用户密码等功能；管理和调用真实数据。

（二）实时显示信息功能

主控界面可以实时显示各温区实测温度（PV）、设置温度（SV）、辊道和匣钵速度、并且有指示各种报警状态、匣钵运行状态到位等。

（三）系统参数设置功能

本软件具有参数设置界面，操作员级用户登录后进入此窗口操作。通过填表格的方式输入各温区设定温度、PID参数、报警限、自整定和循环周期等控制参数，可以作为工艺设置文件存储以供下次方便调用。

（四）数据记录查看功能

本软件具有历史数据和报警记录查看窗口，在此窗口可查看较近几天的温度、动作和事件情况，这些历史数据均保存在硬盘上，可以单独打印任何时间记录的数据。

4.3.2 软件窗口组成

本软件具有5个功能界面：

1、主界面：信息显示和温度设置。

 2、用户管理窗口：用户分级管理和登录。

3 、工艺设置窗口：工艺参数显示、保存和文件存储。

4、系统设置窗口：通讯和设备参数设置。

5、数据查看窗口：查看和打印历史记录数据。

4.4 传动循环系统的设计

主传输系统采用分段式人字齿轮，驱动碳化硅辊道直接带动匣钵运动，速度变频器无级可调。

为防止匣钵在整个循环运动的过程中跑偏造成卡炉，在辊道入口端设计有匣钵自动找正对齐机构；在辊棒被动端安装有指示，当辊棒正常运转时，所有指示角度一致，当某个指示与其他不一致时，可以通过炉膛传动密封腔侧面玻璃观察窗观察到，说明此处辊棒运动出现问题。

五、设备组成

设备由主机、推进循环道、控制柜等组成，交货一览表如下：

六、设备条件

6.1 设备的运输与现场安装

设备运抵买方现场后，由买方负责设备的卸装和向安装现场的搬运。卸装和搬运主要使用叉车、液压拖车、滚杠等搬运工具。

如果买方安装在非底层，需要采用提升搬运，一般采用吊车。如买方希望通过货运电梯（非客梯）搬运，必须在设备设计前通知卖方，买方需充分考虑货梯、拐弯和入门等细节。

现场安装前，买方需提前做好动力、抽风等条件准备。具体动力、抽风以及场地安装布置要求，在设计后，经买方确认执行。

在买方现场的设备安装，包括现场结构对接、窑炉砌筑、布线（距离炉体10m内的电缆由卖方提供，10m外需另外购买）等工作。但配电柜以前的配电、抽排风系统（含风罩的等），由买方负责。

卖方负责现场安装、砌筑和功能调试，并协助买方进行工艺调试。

6.2 正常运行条件