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硬碳负极连续碳化方案——FCTB-580-14Q气氛推板炉

2026-08-31

钠离子电池产业化进程正在加速,目前千吨级硬碳负极项目已接连落地,2026年被业内视为钠电规模化、商业化的关键之年。

硬碳负极材料的生产,高温碳化是核心工序之一。从公斤级实验到千吨级量产,设备选型直接关系到产品一致性和生产成本。推板炉因连续化作业、温场均匀、适合大批量生产等特点,已成为硬碳负极产业化的主流设备之一。

阜成智能推出的FCTB-580-14Q气氛推板炉,正是针对硬碳负极材料连续碳化需求开发的一款设备。

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一、设备概况:面向600/年(可拓展定制)的连续碳化产线

FCTB-580-14Q为连续式电加热推板炉,设计最高温度1450℃,工作温度1400℃。炉体总长39.6,采用双推板、单层匣钵码放方式。按22小时烧成周期(升温9h+恒温3h+降温10h)计算,年产能可达600吨以上

相比市面上常见的年产100吨级硬碳推板炉,FCTB-580-14Q在产能规模上做了明显的放大,主要面向已经完成中试验证、进入规模化生产阶段的硬碳材料企业。

二、温度控制:19个温区、37个控温点

硬碳碳化对温度均匀性要求较高。温场不均匀会导致同一批次产品碳化程度不一致,直接影响负极材料的克容量和首次库伦效率。

FCTB-580-14Q将炉体分为19个独立温区(升温区13个、恒温区5个、降温区1个),配置37个控温点。加热元件采用分区配置——11个温区使用普通型硅碳棒,12-19温区使用高温硅碳棒。配合PID控制+SCR可控硅调压,恒温区控温精度±1℃,截面温差控制在±5℃以内。

炉膛材料根据温区不同做了差异化设计:高温段采用刚玉莫来石+氧化铝空心球+纤维板的多层复合结构,低温段采用一级高铝+莫来石聚轻砖+纤维毯。炉底导轨采用99瓷材质,减少推板运行阻力,降低磨损。

三、气氛控制:双闸门置换仓+26路进气

硬碳碳化需要在99.999%纯氮气保护下进行,氧含量控制不到位会导致材料氧化,降低碳收率。

FCTB-580-14Q在进出料端设置了双闸门联锁置换仓机构。物料进出时,置换仓先进行氮气置换清洗,将仓内氧分压从21%降至50ppm以下后,内闸门才能打开。这套机构在保证炉内气氛稳定的同时,也能有效控制保护气体的消耗量。

炉体配置26路进气点——加热段20路、降温段8路、前后置换室各1路。进气主管配置减压阀和质量流量计,总流量和压力异常时可报警提示。

插图:(胜怀现场案例图)

四、排气与尾气处理:L型防堵设计+电阻丝加热保温

硬碳碳化过程中会产生含CO₂、水蒸气等挥发分,这些废气在管道内容易冷凝堵塞。FCTB-580-14Q的排气通道采用L型设计,防止排污回流污染。炉内管道使用陶瓷管,炉外管道使用304不锈钢管,夹层填充纤维保温棉。

排气烟囱外部还设置了加热保温,防止挥发分在管道内冷凝堵塞。炉头配备一台高温排气引风机,风量1800m³/h,耐温350℃,电机变频控制。

设备可选配尾气焚烧系统



五、传动与自动化:液压推进+全自动循环线

推板炉采用液压推进系统,炉头、炉尾各设1个液压站。主推进调速阀采用德国力士乐原装进口产品,最小稳定流量0.02L/min。系统额定压力6.3Mpa,工作压力≤3Mpa,常用推进速度1800mm/h

设备配备了全自动外循环系统,包括入推、前置换室、主推进器、出推、后置换室、回推、返回辊道等环节。整套系统由PLC编程控制,各动作之间互锁,设有超程、超压、超时等多种报警保护。也可以在外轨线上叠加自动装卸料及粉碎系统,形成智能化烧结系统。

六、控制系统:数据可记录、可追溯

搭载15寸昆仑通态触摸屏+西门子S7-200 SMART PLC,配备阜成自研的连续式烧结炉数据采集与监控系统。

可实时显示各温区温度、设定值、推进频率、报警状态等信息。支持USB数据导出,温度曲线、报警记录、系统日志均可保存和查询。预留MODBUS通讯协议接口,可通过TCP/IP接入MES系统。参数修改需专职人员授权操作。

七、主要技术参数汇总

参数

数值

设计温度

1450℃

工作温度

1400℃

炉膛尺寸

39600×910×260mm

温区数量

19

控温点数

37

控温精度

±1℃

截面温差

±5℃

推板尺寸

420×420×40mm

匣钵尺寸

420×420×210mm

年产能

600吨以上

供电容量

700KVA

设备重量

100

八、适用场景

FCTB-580-14Q主要面向已完成硬碳负极材料中试验证、需要建设规模化产线的材料企业。设备可承接竹基、木基、树脂基等多种前驱体硬碳的连续碳化工艺,适合钠离子电池负极材料生产企业、新能源材料研发机构等场景。

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