Dunyo bo'ylab yangi energiya vositalarining jadal rivojlanishi bilan lityum batareyali anod materiallariga bozor talabi sezilarli darajada oshdi. Statistik ma'lumotlarga ko'ra, 2021 yilda sanoatning sakkizta eng yaxshi lityum batareya anod korxonalari ishlab chiqarish quvvatini qariyb bir million tonnagacha kengaytirishni rejalashtirmoqda. Grafitizatsiya anod materiallarining indeksi va narxiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Xitoyda grafitizatsiya uskunalari ko'p turdagi, yuqori energiya iste'moli, og'ir ifloslanish va past darajadagi avtomatlashtirishga ega, bu ma'lum darajada grafit anod materiallarining rivojlanishini cheklaydi. Bu anod materiallarini ishlab chiqarish jarayonida zudlik bilan hal qilinishi kerak bo'lgan asosiy muammodir.
1. Manfiy grafitizatsiya pechining hozirgi holati va taqqoslanishi
1.1 Atchison salbiy grafitizatsiya pechi
An'anaviy elektrod Aitcheson pechining grafitizatsiya pechiga asoslangan o'zgartirilgan o'choq turida, asl o'choq salbiy elektrod materialining tashuvchisi sifatida grafit tigel bilan yuklanadi (tigel karbonlangan salbiy elektrod xom ashyosi bilan yuklanadi), o'choq yadrosi isitish bilan to'ldiriladi. qarshilik materiali, tashqi qatlam izolyatsiya materiallari va o'choq devorining izolyatsiyasi bilan to'ldiriladi. Elektrlashtirilgandan so'ng, 2800 ~ 3000 ℃ yuqori harorat asosan rezistor materialining isishi natijasida hosil bo'ladi va tigeldagi salbiy material salbiy materialning yuqori haroratli tosh siyohiga erishish uchun bilvosita isitiladi.
1.2. Ichki issiqlik seriyali grafitizatsiya pechi
Pech modeli grafit elektrodlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ketma-ket grafitizatsiya pechiga havola bo'lib, bir nechta elektrod tigel (salbiy elektrod moddasi bilan yuklangan) uzunlamasına ketma-ket ulanadi. Elektrod tigel ham tashuvchi, ham isitish tanasi bo'lib, oqim yuqori harorat hosil qilish va ichki salbiy elektrod materialini to'g'ridan-to'g'ri isitish uchun elektrod tigelidan o'tadi. GRAPHItizatsiya jarayoni qarshilik materialidan foydalanmaydi, yuklash va pishirish jarayonini soddalashtiradi va qarshilik materialining issiqlik saqlash yo'qotilishini kamaytiradi, quvvat sarfini tejaydi.
1.3 Grid qutisi tipidagi grafitizatsiya pechi
So'nggi yillarda 1-sonli dastur ko'payib bormoqda, asosiy o'rganilgan Series acheson grafitizatsiya pechining va grafitlash pechining birlashtirilgan texnologiya xususiyatlari, anod plastinka panjara material qutisi strukturasining bir nechta bo'laklarini ishlatishning o'choq yadrosi, xom ashyo tarkibidagi katodga material, orqali. anod plastinka ustuni o'rtasidagi barcha tirqishli aloqa o'rnatiladi, har bir konteyner, bir xil material bilan anod plitasining muhrini ishlatish. Materiallar qutisi strukturasining ustuni va anod plitasi birgalikda isitish tanasini tashkil qiladi. Elektr toki o'choq boshining elektrodi orqali o'choq yadrosining isitish korpusiga oqib o'tadi va hosil bo'lgan yuqori harorat grafitizatsiya maqsadiga erishish uchun qutidagi anod materialini to'g'ridan-to'g'ri isitadi.
1.4 Uchta grafitizatsiya pechining turlarini taqqoslash
Ichki issiqlik seriyali grafitizatsiya pechi ichi bo'sh grafit elektrodini isitish orqali to'g'ridan-to'g'ri materialni isitishdir. Elektrod tigel orqali oqim tomonidan ishlab chiqarilgan "Joule issiqlik" asosan material va tigelni isitish uchun ishlatiladi. Isitish tezligi tez, harorat taqsimoti bir xil va issiqlik samaradorligi an'anaviy Atchison o'choqidan yuqori bo'lib, materialni isitishga qarshilik ko'rsatadi. Grid-box grafitizatsiya o'chog'i ichki issiqlik seriyali grafitizatsiya pechining afzalliklaridan foydalanadi va isitish korpusi sifatida past narxga ega oldindan pishirilgan anod plitasini qabul qiladi. Seriyali grafitizatsiya o'chog'i bilan taqqoslaganda, grid-box grafitizatsiya pechining yuklash hajmi kattaroq va mahsulot birligi uchun quvvat sarfi mos ravishda kamayadi.
2. Salbiy grafitizatsiya pechining rivojlanish yo'nalishi
2. 1 Perimetri devor tuzilishini optimallashtirish
Hozirgi vaqtda bir nechta grafitizatsiya pechining issiqlik izolyatsiyasi qatlami asosan uglerod qora va neft koksi bilan to'ldiriladi. Yuqori haroratli oksidlanishni ishlab chiqarish jarayonida izolyatsiyalash materialining bu qismi, har safar maxsus izolyatsiyalash materialini almashtirish yoki to'ldirish, yomon muhit jarayonini almashtirish, yuqori mehnat zichligi zaruratidan yuklanganda yonib ketadi.
Maxsus yuqori quvvatli va yuqori haroratli tsement g'ishtli devor tayoqchasidan foydalanish, umumiy quvvatni oshirish, devorning butun ish tsiklida deformatsiyada barqarorligini ta'minlash, bir vaqtning o'zida g'isht tikuvini muhrlash, g'isht devori orqali ortiqcha havoni oldini olish. o'choqqa yoriqlar va bo'g'inlar bo'shlig'i, izolyatsion material va anod materiallarining oksidlanish yonish yo'qotilishini kamaytirish;
Ikkinchisi, o'choq devorining tashqarisida osilgan umumiy hajmli mobil izolyatsiya qatlamini o'rnatish, masalan, yuqori quvvatli tolali taxta yoki kaltsiy silikat plitasidan foydalanish, isitish bosqichi samarali muhr va izolyatsiya rolini o'ynaydi, sovuq bosqichni olib tashlash uchun qulay. tez sovutish; Uchinchidan, shamollatish kanali o'choqning pastki qismida va o'choq devorida o'rnatiladi. Shamollatish kanali yuqori haroratli tsement toshini qo'llab-quvvatlagan holda va sovuq fazada majburiy shamollatish sovutishni hisobga olgan holda, kamarning ayol og'zi bilan prefabrik panjarali g'isht strukturasini qabul qiladi.
2. 2 Raqamli simulyatsiya orqali quvvat manbai egri chizig'ini optimallashtiring
Hozirgi vaqtda salbiy elektrodli grafitizatsiya pechining elektr ta'minoti egri chizig'i tajribaga muvofiq amalga oshiriladi va grafitizatsiya jarayoni harorat va o'choq holatiga qarab istalgan vaqtda qo'lda sozlanadi va yagona standart yo'q. Isitish egri chizig'ini optimallashtirish, shubhasiz, quvvat iste'moli indeksini kamaytirishi va pechning xavfsiz ishlashini ta'minlashi mumkin. Ignalarni tekislashning SON MODELI turli chegara sharoitlari va fizik parametrlarga ko'ra ilmiy vositalar bilan O'RQILISh KERAK va oqim, kuchlanish, umumiy quvvat va grafitizatsiya jarayonida kesmaning harorat taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik tahlil qilinishi kerak. tegishli isitish egri chizig'ini shakllantirish va uni doimiy ravishda haqiqiy ishda sozlash. Elektr uzatishning dastlabki bosqichida bo'lgani kabi, yuqori quvvat uzatishdan foydalanish, keyin quvvatni tezda kamaytirish va keyin asta-sekin ko'tarilish, quvvat va keyin quvvatni oxirigacha kamaytirish.
2. 3 Tigel va isitish korpusining xizmat qilish muddatini uzaytiring
Quvvat iste'molidan tashqari, tigel va isitgichning ishlash muddati ham salbiy grafitizatsiya narxini bevosita belgilaydi. Grafit tigel va grafit isitish korpusi uchun yuklash ishlab chiqarishni boshqarish tizimi, isitish va sovutish tezligini oqilona nazorat qilish, avtomatik tigel ishlab chiqarish liniyasi, oksidlanishni oldini olish uchun muhrlanishni kuchaytirish va tigelni qayta ishlash vaqtini oshirish uchun boshqa chora-tadbirlar, grafitning narxini samarali kamaytirish. siyoh. Yuqoridagi chora-tadbirlarga qo'shimcha ravishda, panjara qutisi grafitizatsiya pechining isitish plitasi grafitizatsiya narxini tejash uchun oldindan pishirilgan anod, elektrod yoki yuqori qarshilikka ega sobit karbonli materialning isitish materiali sifatida ham ishlatilishi mumkin.
2.4 Tutun gazlarini nazorat qilish va chiqindi issiqlikdan foydalanish
Grafitizatsiya jarayonida hosil bo'lgan tutun gazi, asosan, uchuvchi moddalar va anod materiallarining yonish mahsulotlari, sirt uglerodining yonishi, havo oqishi va boshqalardan kelib chiqadi. Pechni ishga tushirishning boshida uchuvchi moddalar va chang ko'p miqdorda chiqadi, ustaxona muhiti yomon, ko'pchilik korxonalarda samarali davolash choralari mavjud emas, bu salbiy elektrod ishlab chiqarishda operatorlarning mehnat salomatligi va xavfsizligiga ta'sir qiluvchi eng katta muammodir. Seminarda chiqindi gaz va changni samarali yig'ish va boshqarishni har tomonlama ko'rib chiqish uchun ko'proq harakat qilish kerak va dastgoh haroratini pasaytirish va grafitizatsiya ustaxonasining ish muhitini yaxshilash uchun oqilona shamollatish choralarini ko'rish kerak.
Olovli gaz aralashtirilgan yonish kamerasiga mo'ri orqali yig'ilgandan so'ng, tutun gazidagi smola va changning ko'p qismini olib tashlang, yonish kamerasidagi tutun gazining harorati 800 ℃ dan yuqori bo'lishi kutilmoqda va chiqindi gazining chiqindi issiqligi chiqindi issiqlik bug 'qozoni yoki qobiqli issiqlik almashtirgich orqali tiklanishi mumkin. Uglerodli asfalt tutunini tozalashda ishlatiladigan RTO yoqish texnologiyasi ham mos yozuvlar uchun ishlatilishi mumkin va asfalt gazi 850 ~ 900 ℃ ga qadar isitiladi. Issiqlik saqlovchi yonish orqali, tutun gazidagi asfalt va uchuvchi komponentlar va boshqa polisiklik aromatik uglevodorodlar oksidlanadi va nihoyat CO2 va H2O ga parchalanadi va samarali tozalash samaradorligi 99% dan oshishi mumkin. Tizim barqaror ishlashi va yuqori ish tezligiga ega.
2. 5 Vertikal uzluksiz manfiy grafitizatsiya pechi
Yuqorida aytib o'tilgan bir necha turdagi grafitizatsiya pechlari Xitoyda anod materiallari ishlab chiqarishning asosiy o'choq strukturasi bo'lib, umumiy nuqta davriy intervalgacha ishlab chiqarish, past issiqlik samaradorligi, yuklash asosan qo'lda ishlashga tayanadi, avtomatlashtirish darajasi yuqori emas. Xuddi shunday vertikal doimiy manfiy grafitizatsiya pechini neft koksini kalsinatsiya qilish pechi va boksitni kalsinatsiya qilish shaft pechining modeliga murojaat qilish orqali ishlab chiqish mumkin. ARC qarshilik yuqori haroratli issiqlik manbai sifatida ishlatiladi, material doimiy ravishda o'z tortishish kuchi bilan chiqariladi va an'anaviy suvni sovutish yoki gazlashtirish sovutish strukturasi chiqish joyidagi yuqori haroratli materialni sovutish uchun ishlatiladi va chang pnevmatik tashish tizimi materialni o'choqdan tashqariga tushirish va oziqlantirish uchun ishlatiladi. FURNACE turi uzluksiz ishlab chiqarishni amalga oshirishi mumkin, o'choq tanasining issiqlik saqlash yo'qotilishi e'tiborga olinmaydi, shuning uchun issiqlik samaradorligi sezilarli darajada yaxshilanadi, ishlab chiqarish va energiya iste'moli afzalliklari aniq va to'liq avtomatik ishlash to'liq amalga oshirilishi mumkin. Yechilishi kerak bo'lgan asosiy muammolar changning suyuqligi, grafitlanish darajasining bir xilligi, xavfsizlik, haroratni kuzatish va sovutish va boshqalardir. Sanoat ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun pechning muvaffaqiyatli rivojlanishi bilan u inqilobni boshlaydi, deb ishoniladi. salbiy elektrod grafitizatsiya maydoni.
3 tugun tili
Grafit kimyoviy jarayoni lityum batareyali anod materiallari ishlab chiqaruvchilarni bezovta qiladigan eng katta muammodir. Asosiy sabab shundaki, keng tarqalgan bo'lib foydalaniladigan davriy grafitizatsiya pechining energiya iste'moli, narxi, atrof-muhitni muhofaza qilish, avtomatlashtirish darajasi, xavfsizligi va boshqa jihatlarida hali ham ba'zi muammolar mavjud. Sanoatning kelajakdagi tendentsiyasi to'liq avtomatlashtirilgan va uyushgan emissiya uzluksiz ishlab chiqarish pechlari tuzilishini rivojlantirish va etuk va ishonchli yordamchi texnologik qurilmalarni qo'llab-quvvatlashdir. O'sha paytda korxonalarni qiynayotgan grafitizatsiya muammolari sezilarli darajada yaxshilanadi va sanoat barqaror rivojlanish davriga kiradi va energiya bilan bog'liq yangi tarmoqlarning jadal rivojlanishini kuchaytiradi.
Yuborilgan vaqt: 2022-yil 19-avgust