氮气保护回转烧结炉设计方案

一、设备用途：

本设备主要用于磷酸铁锂等粉体材料的焙烧。

二、工艺简述

通过带有一定倾斜角度的滚筒的回转运动，带动粉状物料在滚筒内做翻转式螺旋线运动，通过炉体加热腔设置的各温区组段，在炉内工艺气氛的作用下完成产品的烧结过程。

三、主要技术参数：

1、 设计温度：            800℃；

2、 使用温度：            400～700℃；

3、 炉管尺寸：           φ700×15500 mm；

4、 加热段长度：          10500 mm；

5、 加热方式：            电阻丝棒水平布置，上下部加热；

6、 加热元件：            电阻丝棒； 

7、 控温方式：            固态继电器过零触发，智能仪表控温； 

8、 控温组数：            11组；

9、 控温精度：            ≤±2℃；

10、 设计功率：            150Kw；保温功率约80Kw；

11、 滚筒运动速度：        0.1～1转/分钟，连续无级可调；

12、 炉体倾斜角度：        0～2°连续无级可调；

13、 工艺气氛：            高纯氮气； 

14、 物料前进速度：        680mm/小时；

15、 生产能力：            65Kg /h（进料量，按原料松装密度0.8g/cm3，烧结时间910分钟计算,不含降温时间）；

16、 筒内物料填充率：     30﹪；

17、 进料仓有效容积：     700升；

18、 操作方式：           全自动连续进出料；

19、 出料口高度：         1000mm；

20、 出料温度：           不大于40℃；

21、 炉膛内氧含量：       10ppm+气源氧含量+原料氧含量；

22、 样气采集方式：       泵抽式氧分析仪自动采样。

四、设备结构简介：

本设备主要由炉体、进料传送装置、滚筒传动装置、滚筒两端密封装置、喷淋水冷装置、螺旋出料冷却装置、气路部分、电器部分等组成。

1、炉体：炉体主要由炉衬、滚筒、炉架等组成。

整个炉衬全部采用轻质材料结构，炉膛两侧保温材料为质量轻，保温性能极好的硅酸铝耐火纤维制品。为保证炉底的强度，炉底用轻质耐火保温材料以及保温性能好的轻质硅藻土、轻质高铝砖砌成。为了装配滚筒的方便，炉顶作成可拆卸的形式。为了减轻炉顶的重量、加强保温效果以及便于操作，炉顶采用硅酸铝纤维硬板以及硅酸铝纤维毡砌成。整个炉衬为轻体材料，具有保温性能好、蓄热小、升温速度快等优点。

滚筒设置在炉膛中部，材质为SUS310S（0Cr25Ni20Si2）。滚筒直径0.7米，总长度 15.5米，其中加热区长度为10.5米。滚筒由设置在炉体两端的托棍支撑，前后各设有两个托棍，托棍可沿滚筒径向方向调整，以保证滚筒与炉膛同心。滚筒设有一定的倾斜角度，物料进入滚筒后，在滚筒转动过程中，物料以一定的速度通过炉膛，完成加热的工艺过程。

在滚筒进料端温度大于100℃处设有冷凝水挡水环，冷凝水被挡在滚筒物料部分的外部，由滚筒进料端管口流入冷凝水收集腔排出。螺旋进料器的进料口通入滚筒挡水环加热端内侧。可靠的防止冷凝水回流与物料混合造成粘连筒壁。

滚筒出料端设置有出口固定罩，用以安装进气管路、进口密封环。出口固定罩下端装设螺旋出料冷却装置。滚筒进料端设置有进口固定罩，用以安装出气管路及进口密封环。炉内物料产生的废气以及所通入的工艺气体由排气口排出。排气口排气量大小可调，以保证炉内气氛压力。在进口固定罩下部设置有冷凝水收集腔，冷凝水通过排水管排出。

在进口固定罩上设有进、出料上、下限料位开关，用以控制进、出料按照要求自动运行及停止。在进口固定罩及出口固定罩上分别设有氧含量分析仪采样口，氧含量分析仪采用内部装有抽气泵的氧化锆氧分析仪，为了防止粉尘对氧分析仪精度的影响，在采样口到氧分析仪的管路中装设有拆洗方便的过滤装置。

在炉架的前部设有滚筒倾斜调节装置，以按工艺要求调整合适的倾斜度，调整范围0—2°。

为保证物料均匀受热及物料与炉内气氛的充分接触，滚筒内焊有炒料板。为了消除滚筒的热膨胀，将滚筒的进料端固定，使膨胀方向沿出料口方向进行。为了防止物料在滚筒内壁的粘结，在滚筒的加热段两端设有敲击锤。为了防止意外停电对滚筒及产品造成损坏，在滚筒驱动装置中设有意外停电手摇机构。

炉架采用优质型钢、钢板焊接而成，用以支撑、连接整个设备的各个组成部分，外表涂防锈油漆。

2、螺旋进料传送装置：

螺旋进料传送装置由进料斗、螺旋定量喂料装置、链轮、调速电机等组成。物料经进料斗进入定量喂料装置，在螺旋轴转动过程中，物料按一定的流量进入滚筒，进料量0~70Kg/h连续无极可调，调速器频率显示可对换折算实际进料量。为了消除进炉物料中夹杂的空气，在进料漏斗的下部及螺旋进料器的前端设有氮气气幕及进气管。进料斗采用不锈钢材质焊接而成，在进料斗的上、下端设有上、下限料位开关，用以控制本设备前端输送设备向本设备进料斗送料。当进料斗内料位达到上限时，送料停止；当进料斗内料位达到下限时，送料启动，以保证进料斗内始终有一部分物料用以密封。料位开关也可以输出上料报警信号，用于需方现场暂无配套物料自动输送线，而是人工上料的场合。

3、滚筒传动：

滚筒传动部分设置在炉体的进料端，由链轮、减速器、调速电机、齿轮辐等组成。为保证物料的传输速度，以满足烧结工艺的要求，滚筒转速在0.1～1转/分钟连续无级可调。

4、滚筒两端密封装置：

为了保证滚筒的可靠密封，防止炉外空气进入炉膛以及反应产生的废气溢出污染环境，在滚筒两端，采用双石墨密封环作为密封元件，通过动、静石墨环之间的研磨作用，使石墨环间形成良好的密封结合面。同时，在静石墨环上设有密封压力气环，通过气环中的高纯氮气压力，有效隔绝炉膛内外气氛。为了保证一定的密封结合面压紧力以及消除滚筒热膨胀，在固定端石墨环密封元件外装有弹性膨胀补偿环，膨胀补偿环外缘装有可调节弹簧，以便根据滚筒膨胀情况，调整适当的压紧力。

   5、喷淋水冷装置：

       在加热段的尾部设有喷淋水冷却装置，用以对烧结后的产品进行初步降温。同时，喷淋水冷却装置还起到降低出口段炉管的温度产品，提高出口密封部分的可靠性及使用寿命的作用。

6、螺旋出料冷却装置: 由冷却装置和螺旋出料装置组成。

冷却装置由水冷套及管路等组成。水冷套筒由不锈钢做成，内设多组导向板，逆向冷却，料在运动过程散开并从冷却套筒周围滑动，具有冷却效率高的特点，通过调整冷却水的流量（设置有流量计和阀门）来调节冷却速度，以进一步保证产品出口温度。

螺旋出料装置主要由螺杆、电机、链轮、链条、出料仓、等组成。产品烧成后落入出料仓，出料螺旋在电机及减速机构的带动下运动，向外排料。在螺旋出料装置的出口设有氮气气幕，防止空气经过出料螺旋间隙进入炉膛。

7、气路部分：

气路部分由进气部分及出气部分构成。

进气部分设置在窑炉的出料端，进气由出口固定罩通入炉膛。进气管路中设有流量计和调节阀，进气量大小0～20Nm3/h，无极可调。

出气部分设置在窑炉的进料端，出气由设在出口固定罩上方，装有流量调节阀门，通过调整出气口大小来调整炉内气氛压力。

8、电气控制部分：

电气控制部分由电控部分、温控部分等组成。各部分都装设在统一的控制柜内。控制柜内各安装整齐有序，排列平整。电源线路与控制线路隔离可靠，无干扰。所有元器件都有相应的中文标牌或标识，所有的接线都有相应的线号，操作维护方便。控制柜内设有独立的照明系统和散热通道。控制柜下侧设置有带过滤网的进气口，上部设有排气扇，柜内的气流通畅，保证器件的使用。 

电控部分：整个系统通过空气开关配送，设有总电源空气开关及各温区分路空气开关，空气开关容量按照各温区功率合理选择，每个温区采用独立的空气开关控制。电控部分所有电器元件均采用日本富士公司进口产品。

温控部分：温控部分包括控温仪表、可控硅、空气开关、接触器等。控温仪表全部采用进口智能化仪表，该仪表具有PID自整定功能，可任意设置热电偶分度号，可自动跟踪和设置Z佳PID值，温控仪表还具有温度补偿功能，可使炉膛的温度与设定温度显示一致。温控仪表同时还具有超温、断偶等声光报警功能。

五、其他：

1、 产品制造过程中，需方可按进度计划监督设备的进度与生产质量。

2、 供方向需方提供炉衬和滚筒的的材质，由需方认可。

3、 供方提供易损件清单及图纸，以便于需方的日后维修。

4、 供方负责炉子的安装与调试，并对需方操作人员进行培训指导。

5、 本设备的电源连线控制柜到炉体部分由供方负责，控制柜前部分由需方负责。