气氛炉排气装置

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2024-01-16 16:31:36

权利要求书： 1.一种气氛炉排气装置，其特征在于，所述气氛炉排气装置分别设于所述气氛炉的炉头和炉尾，所述气氛炉排气装置包括：排气主管，所述排气主管的上端连接有风机；

粗管，水平设于所述排气主管的下方，所述排气主管的下端与所述粗管连接，所述排气主管位于所述粗管的两端之间，所述粗管的两端分别连接有水平设置的细管，所述粗管的截面面积大于所述细管的截面面积；

若干个排气装置，所述粗管和细管上分别设有所述排气装置和补气口，所述排气装置的下端与所述气氛炉连通，所述排气装置能够将气氛炉的废气排至所述粗管和细管。

2.根据权利要求1所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述排气主管位于所述粗管的中部，所述排气装置以及所述补气口对称分布在所述排气主管的两侧。

3.根据权利要求1所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述补气口上设有插板装置，所述插板装置能够调节所述补气口的开口大小。

4.根据权利要求1所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述排气装置包括上排气管、下排气管和活动管，所述上排气管的上端与所述粗管或细管连接，所述下排气管的下端与所述气氛炉连接，所述活动管位于所述上排气管和下排气管之间，所述活动管的上端通过调节机构与所述上排气管的下端连接，所述调节机构能够调节所述活动管上下运动，所述活动管的下端设有喇叭口。

5.根据权利要求4所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述活动管的截面面积大于所述上排气管和所述下排气管的截面面积，所述调节机构包括上固定板、下活动板和活动螺栓，所述上固定板与所述上排气管固接，所述下活动板与所述活动管固接，所述上固定板与所述下活动板通过所述活动螺栓连接，所述活动螺栓套有调节螺母，且所述调节螺母位于所述下活动板的下方。

6.根据权利要求4所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述上排气管和所述下排气管均设有插板装置，所述插板装置能够调节气流量。

7.根据权利要求3或6任一项所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述插板装置包括上板、下板和插板，所述上板和下板之间留有可供所述插板横向运动的插板腔，所述上板和下板上开有通孔，所述上板和下板固接。

8.根据权利要求7所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述插板装置还包括限位螺栓，所述插板上划分有若干格，所述限位螺栓螺纹连接于所述上板上，所述限位螺栓向下运动可卡紧所述插板。

9.根据权利要求1所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述排气主管上设有热电偶。

10.根据权利要求1所述的气氛炉排气装置，其特征在于，所述排气主管上设有压力传感器。

说明书：气氛炉排气装置技术领域[0001] 本实用新型涉及热处理设备技术领域，特别涉及一种气氛炉排气装置。背景技术[0002] 在磷酸铁锂材料合成行业中，通过磷酸铁和碳酸锂进行高温固相合成，其反应化学方程式为2FePO4+Li2CO3+C→2LiFePO4+CO2+CO。磷酸铁锂合成的反应，需要在N2氛围中进

行进行高温烧结合成。烧结常用的设备有箱式炉、回转炉、辊道炉，由于气氛辊道窑具有良

好的温控系统，气氛辊道窑烧结磷酸铁锂成为磷酸铁锂烧结合成的主流设备。在磷酸铁锂

高温烧结合成过程中，在气氛炉中需通入N2、Ar等惰性气体做材料的保护气氛，以保证窑炉

内的物料在无氧的氛围中进行反应，其中原料中的碳(C)和一氧化碳(CO)可以防止气氛炉

2+ 2+ 3+

内的氧气氧化二价铁(Fe )，若二价铁(Fe )被氧气氧化为三价铁(Fe )，碳(C)和一氧化碳

3+ 2+

(CO)可将三价铁(Fe )再还原为二价铁(Fe )，所以气氛炉的氧浓度是高温烧结反应中非

常关键的工艺。

[0003] 通常气氛辊道窑用N2、Ar置换炉内的空气，辊道窑内的氧气浓度可以达到50ppm以内。但是由于气氛炉烧结过程需要排气，气氛炉炉顶设有排气管道，且排气管道口径比较

大，由于空气中氧分子的热运动的作用，空气很容易从排气管道倒灌入气氛炉内。由于窑炉

为期中存在CO，为毒性气体，为避免窑炉排出的CO进入车间导致安全事故窑炉排气往往采

用强抽。在强抽的过程中，负压状态的排气非常容易形成空气倒灌炉内的现象。在气氛炉窑

烧结过程中，空气从排气管道倒灌导致气氛炉氧浓度偏高、氧浓度周期性波动等异常现象，

此情况会会导致未完全反应磷酸铁锂被氧化，从而导致物料异常、品质变差、甚至物料报

废。

[0004] 因此根据磷酸铁锂材料的特性及反应机理，需要开发出一种结构简单、控制效果好、方便排气参数易记录、易于操作、灵活度高的不引入空气的适用于磷酸铁锂烧结的气氛

炉排气装置。

实用新型内容

[0005] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种气氛炉排气装置，其具有结构简单、控制效果好、方便排气、参数易记录、易于操作、

灵活度高和不引入空气等特点。

[0006] 根据本实用新型的第一方面实施例的气氛炉排气装置，所述气氛炉排气装置分别设于所述气氛炉的炉头和炉尾，所述气氛炉排气装置包括：

[0007] 排气主管，所述排气主管的上端连接有风机；[0008] 粗管，水平设于所述排气主管的下方，所述排气主管的下端与所述粗管连接，所述排气主管位于所述粗管的两端之间，所述粗管的两端分别连接有水平设置的细管，所述粗

管的截面面积大于所述细管的截面面积；

[0009] 若干个排气装置，所述粗管和细管上分别设有所述排气装置和补气口，所述排气装置的下端与所述气氛炉连通，所述排气装置能够将气氛炉的废气排至所述粗管和细管。

[0010] 根据本实用新型实施例的气氛炉排气装置，至少具有如下有益效果：[0011] 1、本实用新型通过炉头炉尾的排气可有效地排出气氛炉内的废气，避免废气在炉内积累导致磷酸铁锂烧结异常。

[0012] 2、本实用新型的排气主管与粗管连接，粗管两端分别设有细管，粗管和细管可以对称分布在排气主管的两侧，通过风机对主管、粗管、细管进行抽气，此设计可减少管道两

端抽力不平衡的问题。

[0013] 3、本实用新型的粗管和细管上分别设有上排气装置和补气口，可通过调节补气口的开度从而控制粗管和细管的抽气力度，避免强抽，且能通过调节补气口的大小调整各个

排气管的抽力。

[0014] 根据本实用新型的一些实施例，所述排气主管位于所述粗管的中部，所述排气装置以及所述补气口对称分布在所述排气主管的两侧。

[0015] 根据本实用新型的一些实施例，所述补气口上设有插板装置，所述插板装置能够调节所述补气口的开口大小。

[0016] 根据本实用新型的一些实施例，所述排气装置包括上排气管、下排气管和活动管，所述上排气管的上端与所述粗管或细管连接，所述下排气管的下端与所述气氛炉连接，所

述活动管位于所述上排气管和下排气管之间，所述活动管的上端通过调节机构与所述上排

气管的下端连接，所述调节机构能够调节所述活动管上下运动，所述活动管的下端设有喇

叭口。

[0017] 根据本实用新型的一些实施例，所述活动管的截面面积大于所述上排气管和所述下排气管的截面面积，所述调节机构包括上固定板、下活动板和活动螺栓，所述上固定板与

所述上排气管固接，所述下活动板与所述活动管固接，所述上固定板与所述下活动板通过

所述活动螺栓连接，所述活动螺栓套有调节螺母，且所述调节螺母位于所述下活动板的下

方。

[0018] 根据本实用新型的一些实施例，所述上排气管和所述下排气管均设有插板装置，所述插板装置能够调节气流量。

[0019] 根据本实用新型的一些实施例，所述插板装置包括上板、下板和插板，所述上板和下板之间留有可供所述插板横向运动的插板腔，所述上板和下板上开有通孔，所述上板和

下板固接。

[0020] 根据本实用新型的一些实施例，所述插板装置还包括限位螺栓，所述插板上划分有若干格，所述限位螺栓螺纹连接于所述上板上，所述限位螺栓向下运动可卡紧所述插板。

[0021] 根据本实用新型的一些实施例，所述排气主管上设有热电偶。[0022] 根据本实用新型的一些实施例，所述排气主管上设有压力传感器。[0023] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明[0024] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0025] 图1为本实用新型气氛炉排气装置的示意图；[0026] 图2为本实用新型气氛炉的示意图；[0027] 图3为本实用新型排气装置的示意图；[0028] 图4为本实用新型插板装置的正视图；[0029] 图5为本实用新型插板装置的俯视图。[0030] 附图标记：气氛炉100、气氛炉排气装置200、排气主管210、风机220、粗管230、细管240、补气口250、排气装置300、上排气管310、下排气管320、活动管330、喇叭口331、调节机

构340、上固定板341、下活动板342、活动螺栓343、调节螺母344、插板装置400、上板410、下

板420、插板430、插板腔440、通孔450、限位螺栓460、热电偶500、压力传感器600。

具体实施方式[0031] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参

考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的

限制。

[0032] 参照图1?2，一种气氛炉排气装置，气氛炉排气装置200分别设于气氛炉100的炉头和炉尾，炉头炉尾的排气可有效地排出气氛炉100内的废气，避免废气在炉内积累导致磷酸

铁锂烧结异常。气氛炉排气装置200包括：

[0033] 排气主管210，排气主管210的上端连接有风机220；[0034] 粗管230，水平设于排气主管210的下方，排气主管210的下端与粗管230连接，排气主管210位于粗管230的两端之间，粗管230的两端分别连接有水平设置的细管240，粗管230

的截面面积大于细管240的截面面积，粗管230和细管240可以对称分布在排气主管210的两

侧，通过风机220对主管、粗管230、细管240进行抽气，此设计可减少管道两端抽力不平衡的

问题；

[0035] 若干个排气装置300，粗管230和细管240上分别设有排气装置300和补气口250，排气装置300的下端与气氛炉100连通，排气装置300能够将气氛炉100的废气排至粗管230和

细管240；可通过调节补气口250的开度从而控制粗管230和细管240的抽气力度，避免强抽，

且能通过调节补气口250的大小调整各个排气管的抽力。

[0036] 在其中的一些实施例中，排气主管210位于粗管230的中部，排气装置300以及补气口250对称分布在排气主管210的两侧，具体地，粗管230上设有两个补气口250并对称分布，

细管240上各设有一个补气口250，粗管230和细管240上各设有两个排气装置300，排气装置

300对称地等间距地分布在粗管230和细管240上。由于排气主管210在中心位置，导致粗管

230和细管240的抽力中间大两端小，通过管道的中间粗两端细的设计，可以减小中间的气

体流速及吸力，加大两端的气体流速及吸力，更均衡的解决了管道抽气在不同位置的抽力

不均衡的现象。排气装置300的对称分布有利于各个排气装置300的排气均衡，有利于维持

每个排气装置300的抽力恒定。

[0037] 在其中的一些实施例中，补气口250上设有插板装置400，插板装置400能够调节补气口250的开口大小。通过调整插板装置400的开度可调整排气管道不同位置的抽力，增加

了气氛炉100排气工艺调整的灵活度，有利于磷酸铁锂烧结过程中排气工艺的调整及工艺

验证。

[0038] 在其中的一些实施例中，参照图3，排气装置300包括上排气管310、下排气管320和活动管330，上排气管310的上端与粗管230或细管240连接，下排气管320的下端与气氛炉

100连接，活动管330位于上排气管310和下排气管320之间，活动管330的上端通过调节机构

340与上排气管310的下端连接，调节机构340能够调节活动管330上下运动，活动管330的下

端设有喇叭口331。通过调节机构340调节喇叭口331的高度，通过调节喇叭口331的高度控

制喇叭口331的补气量，从而控制排气抽力，避免强抽导致负压。在整个磷酸铁锂烧结过程

中可根据需求调整喇叭口331的高度，进行抽力强度的调整，有利于气氛炉100排气工艺调

整的灵活性，有利于磷酸铁锂烧结过程中排气工艺的调整及工艺验证。并可通过个别排气

喇叭口331的高度，加强或者减弱某个区域抽气强度的大小，当喇叭口331降低时加强该温

区排气的抽力有利于炉内的废气排出，加强炉内磷酸铁锂的反应在该温区的反应速度。

[0039] 在其中的一些实施例中，活动管330的截面面积大于上排气管310和下排气管320的截面面积，调节机构340包括上固定板341、下活动板342和活动螺栓343，上固定板341与

上排气管310固接，下活动板342与活动管330固接，上固定板341与下活动板342通过活动螺

栓343连接，具体地，活动螺栓343的上端与上固定板341固接，活动螺栓343的下端与下活动

板342活动连接，活动螺栓343套有调节螺母344，且调节螺母344位于下活动板342的下方。

通过旋转调节螺母344使其在活动螺栓343上上下运动，进而推动下活动板342上下运动，下

活动板342带动下排气管320运动，实现喇叭口331的高度调节。

[0040] 在其中的一些实施例中，上排气管310和下排气管320均设有插板装置400，插板装置400能够调节气流量。

[0041] 在其中的一些实施例中，参照图4和图5，插板装置400包括上板410、下板420和插板430，上板410和下板420之间留有可供插板430横向运动的插板腔440，上板410和下板420

上开有通孔450，通孔450的大小与管道的截面面积一致，上板410和下板420固接。通过手动

调节插板430的插入及抽出控制插板装置400的排气量及排气截面，达到控制排气强度的目

的。

[0042] 在其中的一些实施例中，插板装置400还包括限位螺栓460，插板430上划分有若干格，限位螺栓460螺纹连接于上板410上，限位螺栓460向下运动可卡紧插板430。通过控制插

板430的格数可精确的控制排气管道在插板装置400的截面积，进而增大或者减少上管道的

抽力，起到工艺调整抽气强度的作用。例如，插板430上刻有0?10格数，0?10标注的刻度间隔

相同，当插板430插入刻度为0时管道全封闭，当插板430插入刻度为10时管道全开，当插板

430插入刻度为5时管道开50％。可明确记录上插板430及下插板430的排气格数达到记录窑

炉排气工艺的目的，有利于不同产品的工艺设计及工艺记录，通过量化磷酸铁锂烧结排气

工艺，可快速复制窑炉排气工艺。上板410设有限位螺栓460，限位螺栓460可在上板410上下

旋动，通过向下卡紧插板430可防止插板430由于振动导致位置偏移，避免插板430工艺偏

差。

[0043] 在其中的一些实施例中，排气主管210上设有热电偶500，用于监控排气主管210内气体的温度。

[0044] 在其中的一些实施例中，排气主管210上设有压力传感器600，用于监控排气主管210内气体的压力。

[0045] 上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗

旨的前提下作出各种变化。