辊道炉中匣钵对磷酸铁锂冷却效率影响的热仿真分析

孙兆伦

摘要：磷酸铁锂作为当下热门的锂电池原料，它的制备过程中在经过辊道炉烧结完成后需要冷却到合适温度。影响磷酸铁锂冷却效率的因素有很多，其中一个因素就是盛装它的容器-石墨匣钵。以六列辊道炉为例，目前市面上适用的常见匣钵构造有两种，一种是270mm高度的大匣钵，另一种是150mm高度的小匣钵。现为了研究这两种匣钵对于物料磷酸铁锂冷却效率的影响，利用仿真软件建立匣钵与炉膛模型，根据不同时间段的温度云图分析对比，发现使用小匣钵布置方案，磷酸铁锂物料表面的降温速率更快。

关键词：辊道炉  匣钵  热仿真  磷酸铁锂

一、引言

辊道炉设备专门用于磷酸铁锂等锂电材料烧结，该类设备具有产能大、密封性好、性能稳定、机械化与自动化程度高等一系列优点，此类设备一般主要分为进口置换室，加热区，冷却区，出口置换室等四大部分。本文重点讨论其冷却区，使用大匣钵与小匣钵两种规格的匣钵对物料磷酸铁锂冷却效率的影响，探究能否通过更改匣钵布置方式来提高物料冷却效率，从而达到提高单位时间内的物料产量，缩短生产线的目的。

二、辊道炉冷却区炉膛结构介绍

如图，下图1为炉膛冷却段截面示意图，匣钵置于棍棒上方，炉膛内上下各有冷却水管与热空气换热，同时底部设有进气口，加快炉膛内空气流通，提高匣钵与磷酸铁锂物料的散热速率。

现有两种匣钵布置方案：

方案一：使用大匣钵，匣钵高度270mm，在棍棒上单层布置;