【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及負極材料生產，具體涉及一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝。
技術介紹
1、負極材料是新能源汽車動力電池的四大材料中配套最為成熟的材料，也是影響鋰電池能量密度的主要因素之一，在鋰電池中的成本占比在10%～15%。理想的鋰離子電池應該具備低電位、結構穩定、電位變化幅度小、鋰離子脫嵌可逆性好、導電性能好、界面穩定性好及界面交流阻抗低等性能，以滿足鋰離子電池具有更高的能量密度及充放電功能。而在制造鋰電池負極材料過程中最核心的環節就是造粒和包覆碳化的過程，而目前傳統造粒和預碳化的設備為輥道窯或隧道窯，新開發設備為回轉窯。
2、目前市場主流負極材料造粒和預碳化工序必須分開進行，即物料在650℃完成造粒后，又冷卻到常溫；然后換種爐型，再加熱到1000℃，完成預碳化，再冷卻，傳統造粒、預碳化熱量損失大，能耗高，在造粒和碳化關鍵工序上，仍采用傳統反應釜，傳統反應釜是釜體不動，內部攪拌裝置攪動物料，釜外電加熱等方式，完成物料的攪拌和加熱過程，即造粒過程；然后冷卻后，進入輥道窯或隧道窯等，完成預碳化過程，傳統的設備使得造粒和碳化都是逐步分開進行，工藝較復雜，而且資源浪費嚴重，而且造粒和預碳化均為間歇式加料方式，即裝一釜料，加熱到650℃，完成造粒后再放出來；然后再加下一釜料，為間歇式進出料，具有能耗高、產能小、能源浪費嚴重等缺點。現有理論連續造粒/預碳化方法僅提供了一種方向，而未有關鍵的燒成工藝參數和設計參數，故也無法真正實現連續造粒/預碳化一體化，例如：技術專利cn218872122u一種負極材料造粒預碳化一體
3、因此，為了解決上述問題，本專利技術公開了一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，以實現連續造粒/預碳化一體化，顯然具有現實意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，以實現連續造粒/預碳化一體化。
2、為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，所述回轉窯包括造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯；
4、所述造粒段回轉窯前端裝配設置進料罩組合密封，所述進料罩組合密封與無軸進料螺旋焊接連接，所述無軸進料螺旋與進料緩沖倉為一體式連接，所述預碳化段回轉窯后端裝配設置出料罩組合密封，所述出料罩組合密封與沉降出料罩焊接連接，所述沉降出料罩與排料口水冷夾套為緊固件連接；
5、燃燒器系統設置于所述造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯的正下方并且與造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯的爐膛裝配連接；
6、回轉窯三檔支撐設置在造粒段回轉窯的窯頭筒體處、造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯之間筒體處、預碳化段回轉窯窯尾筒體處；
7、回轉窯電機設置為所述造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯的傳送裝置，造粒段排煙管道與所述造粒段回轉窯的爐膛連接，預碳化去造粒煙氣回用管道為造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯爐膛連接管道，造粒段抄板設置于所述造粒段回轉窯的筒體內，預碳化段抄板設置于所述預碳化段回轉窯的筒體內，一體式可調角度機架設置于所述回轉窯下方；
8、所述工藝的流程具體包括以下步驟：
9、（1）負極原材料通過進料緩沖倉破拱預處理后進入無軸進料螺旋直接送入造粒段回轉窯，經過造粒段的溫度均勻抬升和2~2.5h的停留時間，在造粒段抄板作用下進行造粒；
10、（2）物料被送入預碳化段回轉窯，經過預碳化段的溫度維持和2~2.5h的停留時間，在預碳化段抄板作用下進行預碳化；
11、（3）經過步驟（1）造粒和步驟（2）預碳化后的850~880℃的高溫物料經過沉降出料罩的排料口水冷夾套冷卻至480~520℃進行出料去往其他系統冷卻設備。
12、優選地，所述造粒段共分四個加熱區，各加熱區單獨控溫，每個加熱區長度2.5m，各區單獨隔開，分開排氣，造粒段預熱區滾筒外最高使用溫度800℃，物料停留時間1~2h；
13、所述四個加熱區中一區物料溫度：實際300~400℃，設計最高800℃，總功率400kw，每區燒嘴2個；
14、二區物料溫度：實際400~500℃，設計最高800℃，總功率400kw，每區燒嘴2個；
15、三區物料溫度：實際500~600℃，設計最高800℃，總功率400kw，每區燒嘴2個；
16、四區物料溫度：實際600~700℃，設計最高800℃，總功率400kw，每區燒嘴2個。
17、優選地，所述預碳化段共分四個加熱區，各區單獨溫控，每個區不隔開，共用一個排氣口，預碳化區滾筒外最高使用溫度1150℃，物料停留時間1~2h；
18、所述四個加熱區中一區物料溫度：實際950~1050℃，設計最高1150℃，總功率550kw，每區燒嘴2個；
19、二區物料溫度：實際950~1050℃，設計最高1150℃，總功率550kw，每區燒嘴2個；
20、三區物料溫度：實際950~1050℃，設計最高1150℃，總功率550kw，每區燒嘴2個；
21、四區物料溫度：實際950~1050℃，設計最高1150℃，總功率550kw，每區燒嘴2個。
22、優選地，所述回轉窯最佳傾斜角度0.4~1°，所述回轉窯轉速控制在0.5~5r/min，所述回轉窯物料填充率為6~7%。
23、優選地，所述進料緩沖倉設置了氮氣通入口和破拱攪拌器，可以實現隔絕空氣、防止大塊料卡進無軸進料螺旋。
24、優選地，所述無軸進料螺旋，設置了氮氣正壓保護和加長處理，可以實現隔絕空氣、防止卡料，通過加長處理直接將原料送入加熱區會大大減少筒體長度，進而減少造價。
25、優選地，所述進料罩組合密封，設置了端面密封+氮氣迷宮密封+盤根組合密封形式，可以動靜環接近零泄漏，使車間環境更好。
26、優選地，所述出料罩組合密封，設置了端面密封+氮氣迷宮密封+盤根組合密封形式，可以動靜環接近零泄漏，使車間環境更好。
27、優選地，所述沉降出料罩，在內部設置了可拆卸式碰撞導流板，沉降出料罩可以實現回收物料作用，減少氣體夾帶，導流板可拆卸，便于維護清理。
28、優選地，所述排料口水冷夾套，設置了循環水接入和接出，可以將850℃的高溫物料冷卻至500℃左右，避免下端螺旋和補償器高溫損壞。
29、優選地，所述燃燒器系統的燒嘴為低氮、超音速攪拌燒嘴本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述回轉窯包括造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯；
2.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述造粒段共分四個加熱區，各加熱區單獨控溫，每個加熱區長度2.5m，各區單獨隔開，分開排氣，造粒段預熱區滾筒外最高使用溫度800℃，物料停留時間1~2h；
3.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述預碳化段共分四個加熱區，各區單獨溫控，每個區不隔開，共用一個排氣口，預碳化區滾筒外最高使用溫度1150℃，物料停留時間1~2h；
4.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述回轉窯最佳傾斜角度0.4~1°，所述回轉窯轉速控制在0.5~5r/min，所述回轉窯物料填充率為6~7%。
5.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述進料緩沖倉設置了氮氣通入口和破拱攪拌器；所述無軸進料螺旋設置了氮氣正壓保護和加長處理。
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7.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述沉降出料罩，在內部設置了可拆卸式碰撞導流板；所述排料口水冷夾套，設置了循環水接入和接出。
8.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述燃燒器系統的燒嘴為低氮、超音速攪拌燒嘴；所述回轉窯三檔支撐，設置有3個檔位，根據回轉窯長度和溫度以及強度進行檔位設置。
9.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述造粒段抄板，設置傾斜角度68~72°，所述抄板的高度為物料高度的2/3，抄板一圈設置12個均布。
10.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述預碳化段抄板，不設置傾斜角度，所述抄板的高度為物料高度的1/3，抄板一圈設置12個均布。
...【技術特征摘要】
1.一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述回轉窯包括造粒段回轉窯和預碳化段回轉窯；
2.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述造粒段共分四個加熱區，各加熱區單獨控溫，每個加熱區長度2.5m，各區單獨隔開，分開排氣，造粒段預熱區滾筒外最高使用溫度800℃，物料停留時間1~2h；
3.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述預碳化段共分四個加熱區，各區單獨溫控，每個區不隔開，共用一個排氣口，預碳化區滾筒外最高使用溫度1150℃，物料停留時間1~2h；
4.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述回轉窯最佳傾斜角度0.4~1°，所述回轉窯轉速控制在0.5~5r/min，所述回轉窯物料填充率為6~7%。
5.如權利要求1所述的一種采用回轉窯實現造粒及預碳化一體化生產新工藝，其特征在于，所述進料緩沖倉設置了氮氣通入口和破拱攪拌器；所述無軸進料螺旋設置了氮氣正壓保護和加長處理。
6.如權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程星，趙育華，臧宇，王慶安，凌振華，姚月霞，
申請(專利權)人：蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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