一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法与流程

1.本发明涉及锂电池烧结领域，具体是一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法。


背景技术：

2.辊道窑是一种截面呈狭长形的隧道窑，可应用于锂电池行业的材料烧结；辊道窑由一根根平行排列、横穿窑工作通道截面的辊子组成“辊道”，匣钵放在辊道上后，待烧结的产品置入匣钵内，随着辊子的转动而输送入窑，在窑内完成烧成工艺过程。目前的辊道炉对于同一种热处理材料，生产工艺基本大同小异，生产烧结周期固定，所以往往只能靠延长设备的长度和宽度，提高烧结传送速度，以提高单台设备的产能。
3.为了进一步增大产能，在辊道炉宽度达到最大限度的前提下，只能提高辊道炉的高度，从而提高辊道炉的承载极限，但随着炉膛高度尺寸的增加，炉膛内的温度均匀性相应变差，而炉膛温度均匀性是物料烧结重要参数之一，直接影响物料烧结性能，因此亟待解决。


技术实现要素：

4.为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法。本发明在最大化增加辊道炉的尺寸后，仍可确保辊道炉炉膛内温度的均匀性。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，包括如下步骤：
7.s1、在辊道炉内自上而下布置至少三组高度错开的加热棒，从而分别加热辊道炉炉膛内不同高度的腔体；在辊道炉内安装与各加热棒位置对应的温度传感器，从而实时测量辊道炉炉膛内不同高度的温度；将各加热棒单独接线并独立控制，自上而下，各加热棒的功率依次增加；
8.s2、根据对应温度传感器的数据，调整对应加热棒的功率，使辊道炉炉膛内的温度差维持在设定范围内。
9.作为本发明进一步的方案：在步骤s1中，加热棒布置有三组，包括自上而下依次布置的上加热棒、中加热棒以及下加热棒，从而分别加热辊道炉炉膛内的上部腔体、中部腔体以及下部腔体；上加热棒、中加热棒以及下加热棒所加热区域的体积比为39:65:105。
10.作为本发明再进一步的方案：沿辊道炉长度方向，上加热棒以及中加热棒等间距间隔布置，上加热棒与下加热棒的长度比为1:2。
11.作为本发明再进一步的方案：上加热棒以及中加热棒布置在辊道炉内两侧的侧壁上，上加热棒以及中加热棒均呈铅垂布置。
12.作为本发明再进一步的方案：下加热棒布置在辊道炉的碳化硅输送辊棒下方，并沿辊道炉宽度方向布置。
13.作为本发明再进一步的方案：辊道炉内安装有分别与上加热棒、中加热棒以及下
加热棒位置对应的上温度传感器、中温度传感器以及下温度传感器。
14.作为本发明再进一步的方案：以上加热棒以及中加热棒伸入辊道炉内的一端为热端，上加热棒以及中加热棒的热端均通过陶瓷护管保护，上加热棒以及中加热棒与炉膛的接触面处均通过陶瓷纤维隔热棉密封。
15.作为本发明再进一步的方案：上加热棒以及中加热棒的宽度均低于辊道炉输送的匣钵的宽度。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1、本发明在辊道炉内沿高度方向梯级布置三组加热棒，并单独接线独立控制，通过温度传感器的实时反馈数据调节三组加热棒的功率，加热棒的独立控温，使辊道炉炉膛内温度保持均匀，能够有效的改善炉膛内部上中下部空间温度加热的均匀性并且能够有效提高能源利用率，降低设备的投入成本，提高辊道炉的工作效率，使辊道炉内的温差维持在设定范围内。
18.2、本发明通过合理调整上加热棒、中加热棒以及下加热棒加热区域的体积比，使炉膛内的气体被加热向上运动后，辊道炉内的热量还能均匀分布，最大化温度的控制效率。
19.3、本发明通过上加热装置、中加热装置位置以及长度比的合理布置，以及下加热装置位置的合理布置，可实现炉膛内各区域的独立加热，使炉膛内的温度更加均匀。
20.4、本发明陶瓷护管的布置可对炉膛内的加热棒进行保护，避免发生安全隐患，陶瓷纤维隔热棉的布置可保证加热管与辊道炉的接触面处保持在密封状态，避免辊道炉内的热量散失。
附图说明
21.图1为本发明辊道炉炉膛的主视图。
22.图2为本发明辊道炉炉膛的侧视图。
23.图3为本发明与现有辊道炉温控效率的对比图。
24.图中：
25.1、辊道炉；
26.11、上加热棒；12、中加热棒；13、下加热棒；
27.14、上温度传感器；15、中温度传感器；16、下温度传感器。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1～3，本发明实施例中，一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，包括如下步骤：
30.s1、将炉膛加热区域划分上中下三个区域，三个区域内分别布置有上加热棒11、中加热棒12以及下加热棒13，从而分别加热三个区域。
31.上中下三个加热区域的体积比控制为39:65:105，由于工作时加热后的气体回向
上运动，加热区域体积比的合理控制，使炉膛内的热量分布均匀。
32.上加热棒11、中加热棒12均铅垂布置在辊道炉内两侧的侧壁上，且两侧壁上的加热棒位置对称布置。
33.下加热棒13布置在辊道炉的碳化硅输送辊棒下方，并沿辊道炉1宽度方向布置。上加热棒11以及中加热棒12沿辊道炉长度方向等间距间隔布置，上加热棒11以及中加热棒12的长度比为1:2。
34.s2、在辊道炉1的炉膛的上中下三个区域内分别安装上温度传感器14、中温度传感器15以及下温度传感器16，从而分别测量炉膛内上中下三个区域内的温度。
35.s3、将上加热棒11、中加热棒12以及下加热棒13分别与上位机、温控仪以及电力调整装置连接，形成三个独立的加热区域。上加热棒11、中加热棒12以及下加热棒13通过分别接收电力调整装置的反馈控制指令信号，形成三套完整且独立的温度场控制系统。
36.工作时，下加热棒13功率最大，中加热棒12功率其次，上加热棒11功率最低。
37.各加热棒延伸至辊道炉1外的一端通过电源、温控仪与上位机相连。各加热棒延伸至辊道炉1内的一端通过陶瓷护管保护。各加热棒与辊道炉的接触面通过陶瓷纤维隔热棉密封。
38.上加热棒11以及中加热棒12的宽度不超过辊道炉1输送的匣钵的宽度。
39.s4、根据对应温度传感器的数据，调整对应加热棒的功率，使辊道炉炉膛内的温度差小于0.6℃。
40.如图3所示，为本发明辊道炉与现有辊道炉温控效率的对比图。图中纵坐标为辊道炉内的温度(℃)，横坐标为时间(min)，图中虚线代表现有的辊道炉，实线为采用本发明温控系统的辊道炉。可以见得，在启动温控系统后，本发明仅需15s即可使辊道炉内温度稳定保持在设定温度，且调整过程中与设定温度的温差值较低，温度浮动低；而现有辊道炉则需要更多的时间才能使炉膛内的温度保持在设定温度，且调节过程中与设定温度的温差值浮动较大。
41.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
42.本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
43.还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
44.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在
此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
45.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

技术特征：
1.一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、在辊道炉(1)内自上而下布置至少三组高度错开的加热棒，从而分别加热辊道炉(1)炉膛内不同高度的腔体；在辊道炉(1)内安装与各加热棒位置对应的温度传感器，从而实时测量辊道炉(1)炉膛内不同高度的温度；将各加热棒单独接线并独立控制，自上而下，各加热棒的功率依次增加；s2、根据对应温度传感器的数据，调整对应加热棒的功率，使辊道炉炉膛内的温度差维持在设定范围内。2.根据权利要求1所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，在步骤s1中，加热棒布置有三组，包括自上而下依次布置的上加热棒(11)、中加热棒(12)以及下加热棒(13)，从而分别加热辊道炉(1)炉膛内的上部腔体、中部腔体以及下部腔体；上加热棒(11)、中加热棒(12)以及下加热棒(13)所加热区域的体积比为39:65:105。3.根据权利要求2所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，沿辊道炉长度方向，上加热棒(11)以及中加热棒(12)等间距间隔布置，上加热棒(11)与下加热棒(12)的长度比为1:2。4.根据权利要求3所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，上加热棒(11)以及中加热棒(12)布置在辊道炉内两侧的侧壁上，上加热棒(11)以及中加热棒(12)均呈铅垂布置。5.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，下加热棒(13)布置在辊道炉的碳化硅输送辊棒下方，并沿辊道炉宽度方向布置。6.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，辊道炉(1)内安装有分别与上加热棒(11)、中加热棒(12)以及下加热棒(13)位置对应的上温度传感器(14)、中温度传感器(15)以及下温度传感器(16)。7.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，以上加热棒(11)以及中加热棒(12)伸入辊道炉内的一端为热端，上加热棒(11)以及中加热棒(12)的热端均通过陶瓷护管保护，上加热棒(11)以及中加热棒(12)与炉膛的接触面处均通过陶瓷纤维隔热棉密封。8.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，其特征在于，上加热棒(11)以及中加热棒(12)的宽度均低于辊道炉输送的匣钵的宽度。

技术总结
本发明涉及锂电池烧结领域，具体是一种超高辊道炉炉膛的均匀控温方法，包括如下步骤：S1、在辊道炉内自上而下布置至少三组高度错开的加热棒，从而分别加热辊道炉炉膛内不同高度的腔体；在辊道炉内安装与各加热棒位置对应的温度传感器，从而实时测量辊道炉炉膛内不同高度的温度；将各加热棒单独接线并独立控制，自上而下，各加热棒的功率依次增加；S2、根据对应温度传感器的数据，调整对应加热棒的功率，使辊道炉炉膛内的温度差维持在设定范围内。本发明在最大化增加辊道炉的尺寸后，仍可确保辊道炉炉膛内温度的均匀性。炉炉膛内温度的均匀性。炉炉膛内温度的均匀性。


技术研发人员：宋超 刘译升 高可杰 李刚
受保护的技术使用者：合肥恒力装备有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/6