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辊道箱式气氛炉在粉体材料预中试烧结阶段的设计方案及要求

    温的处理是很多粉体材料在制备中非常重要的工艺,有些材料需要在特定的气氛条件下来高温烧结,比如锂电池的正负材料粉体需要在氧气、氮气下的高温处理,氧化铝等陶瓷粉体需要在空气下的烧结。这些材料我们需要生产它都是经过实验室环节、中试环节到的工业生产。我们知道在实验室转中试再到工业生产的过程中都会遇到工艺偏差。这个偏差在某些因素上是因为不同阶段的高温设备之间的差异。那是不是有一种设备可以在小试阶段就模拟中试的烧结环境呢。

我们常用的实验室高温设备通常为管式炉或者箱式炉,箱式炉可以说是在做材料研发阶段使用广泛的高温设备。以我们锂电高镍三元材料为例,时常用到的箱式炉尺寸为500×400×400mm,它的匣钵可以叠放两层。但是中试线或产业化的生产中匣钵的排列方式却是两列或四列的叠放。且匣钵放置在和工业化辊道窑一样的碳化硅辊棒上,尽可能模拟实际中试线的烧结环境。

辊道箱式气氛炉实样

   我们通过研发和测试设计出了一种炉膛结构、进气方式、排水系统、温度均匀性等模拟气氛辊道窑的炉型。它的炉膛尺寸为490L×950W×260H mm,在采用330mm,高100mm的常规匣钵时可以实现两列两层的堆放。在进气采用底部及侧面多孔进气方式。在通入99.9%纯度的氧气时炉内氧含量为大于等于98%。在温度均匀性方面,因采用气氛辊道窑同样的结构,横截面温差为小于等于正负5度。

在炉膛材料选择上,采用了氧化铝含量99%以上的空心球砌筑,可以适应高镍三元材料的使用。因良好的密封性能,也可用于硅碳负极材料在氮气保护下的碳包覆。经过微氧分析仪实测,在通入99.999%的氮气时,炉内的氧含量可以达到50ppm。