用于输送和加热化学物质的输送槽的制作方法

文档序号:31482063发布日期:2022-09-10 03:03阅读:79来源:国知局
用于输送和加热化学物质的输送槽
1.本发明属于炉内热转化化学物质技术领域,涉及一种适用于输送和加热化学物质的输送槽。本发明还涉及根据本发明的输送槽在生产用于锂离子电池的阴极材料中的用途。
2.电池原则上区分为一次储能器和二次储能器。而在一次储能器中,化学能不可逆地转化为电能;而二次储能器(蓄电池)由于通过供给电能来逆转发生的化学反应的可能性,能够实现多次利用。具有基于锂离子的活性阴极材料的二次储能器被用于各种应用领域。对此的实例是电动和混合动力汽车、便携式计算机、移动电话和智能手表。由于锂离子电池的广泛使用,需要大量的活性阴极材料。全球年产量超过100000吨,呈强劲上升趋势。目前,通常使用具有过渡金属镍(ni)、锰(mn)和钴(co)的锂-混合金属氧化物作为活性阴极材料。最常生产的阴极材料是镍钴锰酸锂(linicomno2)和钴酸锂(licoo2);镍钴铝酸锂(linicoalo2)和磷酸铁锂(lifepo4)的产量较少。
3.在锂离子电池用阴极材料的大规模生产中,各种起始材料在输送槽中被输送通过连续炉,并由此加热到数百摄氏度(例如,950℃)的温度,从而化学转化为所需产物。目前使用的输送槽的材料是考虑到使用所需的耐温度交变性来选择的。
4.然而,实践中现已表明,这些材料经受着相当大的腐蚀。其原因是在输送槽中输送的物质的化学侵蚀性,其在高温下会越来越多地侵蚀输送槽的材料。特别是在镍钴锰酸锂的生产中,由于特别具有腐蚀性的过渡金属,发生非常严重的输送槽的腐蚀。这不利地导致输送槽仅允许相对较少数量的烧制循环,然后必须更换。例如,在生产镍钴锰酸锂时,一个输送槽通常只能使用20至40个烧制循环。更复杂的是,在使用后,输送槽具有阴极粉末的残留物,通常必须将其分类为特种废物,因此需要对输送槽进行复杂且昂贵的处置。这导致相当大的额外费用并且从生态学的观点来看是不希望的。此外,输送槽的材料会污染烧制物,这导致其污染并在整体上降低品质。
5.de 10 2005 024 957 a1公开了一种多部件式的薄壁坩埚,该坩埚具有由石英玻璃织物或石英玻璃毡制成的用于冷却si熔体的插件。
6.ep 0 452 718 b1公开了一种用于对布置在其中的装填料进行热处理的退火容器,该退火容器具有由用碳纤维增强的碳制成的底部和侧壁。
7.de 10 2011 052 016 a1公开了一种用于熔化坩埚以容纳熔融材料例如熔融硅的套件。
8.在wo2004/111562 a2中描述了用于要经受热处理工艺的部件的托架。
9.本发明的目的在于,改进现有技术中已知的输送槽,使得输送槽具有高的耐温度交变性,同时具有良好的耐腐蚀性,并因此可以比现有技术中已知的输送槽更频繁地使用。
10.根据本发明的提议,这些和其他目的通过根据独立权利要求的特征的用于炉、特别是连续炉或台车炉的输送槽得以实现。本发明的有利实施方案通过从属权利要求的特征给出。
11.根据本发明,示出了用于炉、特别是连续炉或台车炉的输送槽。输送槽用作槽状容器用于输送化学物质,其中输送槽中输送的物质(起始材料)应在输送槽中的炉中通过加热
被转化成化学产品。原则上,任意起始材料都可以在根据本发明的输送槽中转化成化学产品。特别有利地涉及用于生产锂离子电池的活性阴极材料的起始材料,其特别是具有过渡金属镍(ni)、锰(mn)和钴(co)的锂-混合金属氧化物,通过通式lini
x
mnycozo2来描述,其中x+y+z=1。在上式中,镍、锰和钴可以各自单独存在或以任意组合存在。
12.根据本发明的用于输送和加热化学物质的输送槽包括具有优选平坦底部的支撑结构和与其固定连接的框架。根据本发明,支撑结构的底部和框架单部件式或一体式形成并且不能以无损拆卸的方式彼此分离。
13.输送槽还包括槽形空腔的由多个组成部分组成的内衬(壁或边界),所述槽形空腔用于容纳化学物质。内衬由支撑结构支撑。内衬包括放置在底部上的底板和安置在框架上(即固定在框架上)的多个框架板。优选地,框架板被夹在框架上。
14.在这种情况下,底板由支撑结构支撑,使得其相对于底板的板平面至少在两个正交方向上具有自由的空间(自由空间),从而其热膨胀不受阻碍。换言之,底板由支撑结构支撑,使得其热膨胀在板平面中不受阻碍。有利地,底板由支撑结构的底部支撑。优选地,底板在板平面中具有全面自由的空间。为此目的,底板由支撑结构支撑,使得其在板平面中足够具有间隙(即,自由空间),从而其热膨胀不受阻碍。
15.此外,每个框架板固定在框架上,优选地夹在框架上,使得其在板平面中至少在两个正交方向上具有自由的空间(自由空间),从而其热膨胀不受阻碍。换言之,每个框架板由支撑结构支撑,使得其热膨胀在板平面中不受阻碍。有利地,每个框架板被夹在框架上。为此目的,每个框架板由支撑结构支撑,使得其在板平面中足够具有间隙(即,自由空间),从而其热膨胀不受阻碍。
16.通过输送槽的槽形空腔的内衬的特殊设计,由此底板和框架板的热膨胀不受阻碍,可以避免热引起的机械应力,否则该机械应力可能造成材料破损。内衬因此可以由具有良好耐腐蚀性而没有由于这些材料中通常相当低的耐温度交变性而导致材料破损的风险的材料构成。在热引起的机械应力的情况下,具有低耐温度交变性的材料更容易破损。相反,可以根据所需的高耐温度交变性来选择支撑结构的材料,其通过内衬来防止腐蚀。因此,根据本发明的输送槽可以在其必须更换之前比传统输送槽有利地频繁得多地使用。例如,在相同用途的情况下,根据本发明的输送槽的使用频率可以是传统输送槽的至少100倍。
17.可以选择内衬所用的材料,从而其是高耐腐蚀的。通过内衬的结构设计实现了耐温度交变性。
18.就耐温度交变性而言,内衬的低壁厚是有利的。优选地,底板和框架板的壁厚为1.5mm至8.0m,特别优选2.0mm至5.0mm。特别地,框架板也可以形成为壁厚为0.3mm至2.5mm的薄膜。支撑结构的厚度有利地为6至12mm,并且优选地为7mm。
19.通过下式阐明了这些关系:i(twb)=(mor x tc):(moe x cte x t)其中缩写具有以下含义i(twb):耐温度交变性指标mor:断裂模量(抗弯强度),单位:n/mm2tc:导热系数(热导率),单位:w/m*k
moe:杨氏模量(e模量),单位:n/mm2cte:热膨胀系数,单位:1/kt:板厚度(板厚),单位:m上式中,i(twb)是材料的耐温度交变性指标。i(twb)值越大,耐温度交变性越好,反之亦然。因此,耐温度交变性与板厚t特别是成反比,即,板厚t越小,耐温度交变性越大。
20.槽形空腔的内衬或其部分可以单独更换,其中支撑结构通常可以继续使用。因此在使用根据本发明的输送槽时可以显著降低物质的生产成本。此外,要处置的特种废物明显更少。此外,减少了烧制物的污染,从而改善了其品质。
21.内衬的底板可以单部件式或多部件式地形成。优选地,底板单部件式地形成。在多部件式地形成底板的情况下,它例如由多个条带组成。同样地,每个框架板可以单部件式或多部件式地形成,其中优选单部件式形成。
22.输送槽有利地如此形成,即,没有不是内衬的一部分的部分,特别是没有用于固定框架板的螺钉,突出到槽形空腔中。
23.根据本发明输送槽的一个有利实施方案,框架板通过夹条夹持到支撑结构的框架上。有利地,两个相邻的框架板通过一个夹条夹持在框架上。优选地,夹条分别具有用于容纳框架板的边缘区域的凹槽。在这种情况下,与夹条相邻的框架板的边缘区域在夹条的凹槽中以间隙的方式容纳,以使框架板能够热膨胀。用于夹持框架板的夹条有利地通过螺纹螺钉或由惰性陶瓷材料制成的弹簧弹性夹夹持在框架上。在这种情况下使用的螺纹螺钉或夹具是耐热和耐腐蚀的。优选地,螺纹螺钉和夹具由陶瓷材料构成,如氧化锆、氧化镁、氧化铝或它们的混合物,其中优选的是,该材料具有至少80%的比例。有利地,夹条分别夹持到框架的拐角部分。夹条也可以称为拐角部件。
24.根据输送槽的一个有利实施方案,夹条包含铝/镁尖晶石、氧化钇(y2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化铪、氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)、氧化镁(mgo)或其混合物,优选至少80%,特别优选至少90%。特别地,夹条可以由氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)、氧化镁(mgo)或它们的混合物构成。
25.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,支撑结构的框架是封闭的或环绕的框架。优选地,支撑结构的环绕的框架具有板状框架部分。例如,该框架具有矩形或正方形形状,具有各两个彼此相对的(平行的)框架部分。例如,彼此相邻的框架部分通过(倾斜的)拐角部分彼此连接,其中拐角部分相对于两个相邻框架部分中的每一个以大于0
°
且小于90
°
的角度布置。
26.优选地,支撑结构的框架的至少一个板状框架部分具有至少一个凹进部分,特别是恰好一个凹进部分。有利地,所有板状框架部分各自具有至少一个凹进部分,特别是恰好一个凹进部分。通过所述至少一个凹进部分,可以节省输送槽的重量和材料以及制造成本。此外,有利的是由此获得的改进的向凹进部分的区域中烧制材料的热传递,这减少了良好耐腐蚀材料的通常导热性较差的缺点。此外,可以减少内衬的热负荷。
27.优选地,支撑结构的板状框架部分的所述至少一个凹进部分在框架的板形框架部分的至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%的面积上延伸,其中随着凹进部分的范围越来越大,热传递更好且材料和成本的节省更大。
28.支撑结构的板状框架部分的至少一个凹进部分可以是内置的凹进部分,即其完全
被框架部分的材料包围。在这种情况下,内衬的相关框架板继续被支撑结构的框架部分很好地保护免受机械应力并因此可以以极薄的壁的形式实现。例如,框架板的壁厚为0.3mm至8.0mm。在壁特别薄的框架板的情况下,壁厚例如为0.3mm至2.0mm。
29.在一个替代实施方案中,支撑结构的板状框架部分的至少一个凹进部分是边缘处的凹进部分。通过进一步扩大凹进部分的范围,这还能够进一步改善对烧制材料的热传递以及进一步节省材料和成本。
30.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,支撑结构的底部具有多个孔。通过这种措施,可以实现输送槽的材料和成本的进一步节省。此外,可以进一步改善对烧制材料的热传递。该实施方案的另一重要优点在于可以减少内衬的热负荷。
31.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,支撑结构的框架不是封闭形成的,而是至少中断一次并且由多个特别是形成为拐角支柱的支柱构成。框架在支柱之间通过边缘处的凹进部分被完全去除。在这种情况下,支撑结构由底部和形成框架的支柱组成。通过这种措施,还可以进一步节省输送槽的材料和成本。此外,还可以进一步改善对烧制材料的热传递。
32.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,框架板各自位于底板上。由此,底板可以在垂直于板平面的方向上固定,而不妨碍板平面中底板的热膨胀。
33.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,提供楔形拐角夹条用于覆盖框架板与底板之间的各自的邻接棱边。通过拐角夹条可以防止烧制材料渗入框架板与底板之间的邻接棱边的区域中,以由此可靠且安全地保护支撑结构免受腐蚀。
34.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,底板在板平面中延伸超过框架板。在这种情况下,底板通过框架板良好夹持在支撑结构的底部上,由此没有不利影响底板的热膨胀。
35.根据本发明输送槽的另一有利实施方案,槽形空腔的支撑结构和内衬由彼此不同的材料构成,优选地选择这些材料使得相对于生成相同产品的化学反应,内衬的材料比支撑结构的材料更耐腐蚀。由此,输送槽可以更频繁地使用,即,增加了因腐蚀而更换之前的烧制循环的次数。因此,内衬的材料可以有针对性地根据在某些起始材料转化为化学产品期间的腐蚀稳定性来选择,从而增加使用次数。有利地,根据良好的耐温度交变性来选择支撑结构的材料。然而,支撑结构和内衬也可以由相同的材料组成。
36.根据输送槽的一个有利实施方案,内衬包含铝/镁尖晶石、氧化钇(y2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化铪、氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)、氧化镁(mgo)或它们的混合物,优选至少80%,特别优选至少90%。特别地,传输槽可以由氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)、氧化镁(mgo)或它们的混合物组成。
37.根据输送槽的一个有利实施方案,支撑结构包含选自下述的材料:堇青石、莫来石、堇青石/尖晶石/莫来石混合物、r-sic、n-sic、s-sic、si-sic、氧化结合的sic或其混合物,或由其组成。支撑结构也可以包含石墨或由其组成。
38.根据本发明的输送槽原则上可用于生产任何化学产品,其中所述输送槽的输送通过炉,特别是连续炉进行,并且位于所述输送槽中的起始材料的化学反应通过在炉中加热进行。特别有利地,在生产锂离子电池的(基于锂离子的)活性阴极材料时使用所述输送槽。
39.本发明还延伸到根据本发明的输送槽在生产锂离子电池的阴极材料,特别是由通
式lini
x
mnycozo2描述的具有过渡金属镍(ni)、锰(mn)和钴(co)的锂-混合金属氧化物中的用途,其中x+y+z=1。
40.本发明的不同的实施方案可以单独地或以任意组合来实现。特别是,上面提到的和下面要解释的特征不仅可以以所给出的组合来使用,而且也可以以其他组合或独自地使用,而没有脱离本发明的范围。
41.现借助示例性实施例详细解释本发明,其中参考附图。它们以简化的、非按比例的图式示出了:图1-9用于说明根据本发明的输送槽的第一示例性实施例的不同图示;图10-11根据本发明的输送槽的另一个示例性实施例的不同视图;图12-13根据本发明的输送槽的另一个示例性实施例的不同视图;图14-15根据本发明的输送槽的其他示例性实施例的不同视图;图16-17根据本发明的输送槽的另一个示例性实施例的不同视图;图18-19根据本发明的输送槽的另一个示例性实施例的不同视图。
42.附图详述首先参考图1至9,其中以不同视图示出了根据本发明的输送槽的第一示例性实施例。图1以从上方看的透视图示出了整体用附图标记1表示的输送槽。图2至9中还分别示出了该输送槽1的细节或部件。输送槽1用于在炉中,例如在连续炉中输送和加热化学物质。典型地,连续炉包括具有主动驱动辊的辊床,这些辊一起形成输送面用于从炉入口到炉出口支撑和输送输送槽1。由于连续炉的具体构造对于理解本发明而言不是必需的,因此不需要对其进行描述。
43.图1中所示的输送槽1包括外部支撑结构2,其在图2中以单独的图示示出。该支撑结构2为单部件式或一体式形成的刚性体。支撑结构2由底部3和框架4组成,其中底部3和框架4由于支撑结构2的单部件特性(einteiligkeit)而彼此牢固地连接,并且不能无损地彼此分离。在输送槽1的实际使用中,底部3通常具有水平方向,框架4具有垂直方向。在本示例性实施例中,框架4是封闭的或环绕的框架。这里,由底部3和框架4组成的支撑结构2仿佛形成了外壳。
44.底部3通常具有平坦的正面的(上)底部面5和背面的(下)底部面6。背面的底部面6,其也是支撑结构2的底部面,用于把输送槽1放置在底座上。在本示例性实施例中,支撑结构2具有连贯的(即,不间断的和或连续的)底部3,其在此例如以平板形式形成并且以平面方式在支撑结构2的整个下部区域上延伸,直至框架4。该连贯的底部3没有穿孔。
45.框架4具有基本上矩形的形状并且可以在概念上被细分为两个分别彼此相对的(彼此平行的)框架部分7和7',它们通过相对于其倾斜布置的拐角部分8彼此连接。在该实施方案中,支撑结构2具有封闭的或环绕的(即,不间断的)框架4。这里,框架部分7、7'例如分别是板形并且平坦形成。将两个相邻的框架部分7、7'彼此连接的相应拐角部分8相对于框架部分7、7'以45
°
角布置。框架4具有内侧框架面9和外侧框架面10。
46.支撑结构2的框架4的拐角部分8分别具有穿孔12,在此其例如以圆孔的形式形成。在图2中所示的实施例中,拐角部分8各自具有两个穿孔12,其中同样可以提供更多或更少数量的穿孔12。
47.正面的底部面5和内侧框架面9共同界定了支撑结构2的内部区域11(这里,向上敞
开的槽空间),其用于容纳用于输送槽1的槽形空腔25的内衬29的元件,这将在下面更详细地解释。
48.现在参考图3和4,其中图示了将各种插入件插入到支撑结构2的内部区域11中。插入件形成内衬29,所述内衬29圈定输送槽1的槽形空腔25。因此,底板13被放置在正面的底部面5上并且多个框架板14、14'毗邻于内侧框架面9的框架部分7、7'放置。在图3和4中,插入过程借助箭头示出。底板13自由地放置在底部3上。框架板14、14'被夹在框架4上,这将在下面更详细地描述。这里,底板13和框架板14、14'例如分别以平板的形式形成,它们没有穿孔。也可以想到,底板13以多部件式形成并且例如由多个条带组成。
49.图5中以从斜上方观察的透视视图示出了处于组装中间状态的输送槽1。图5特别图示说明了框架板14、14'在框架4上的固定。为将框架板14、14'固定在框架4上提供了拐角部件15,其在拐角部分8的区域中放置在两个直接相邻的框架板14、14'的边缘区域17、17'上。拐角部件15在拐角部分8上的放置在图5中通过箭头示出。
50.拐角部件15分别通过螺纹螺钉16固定在框架4上,该螺纹螺钉从外部穿过框架4的拐角部分8的穿孔12并与拐角部件15拧紧。为此目的,拐角部件15具有带盲端的(未穿透的)盲孔,在盲孔中分别形成用于与螺纹螺钉16拧紧的螺纹。该图中未详细示出盲孔及其螺纹。
51.如这里所描述的,盲孔是一种技术上特别好的解决方案。还可以想到,替代盲孔,提供通孔(这更经济),那么在这种情况下,螺纹螺钉16将必须用螺母固定。然而,在该解决方案的情况下螺母突出到输送槽1的槽形空腔25中是不利的,因为它们暴露于化学侵蚀性物质的腐蚀侵蚀。为了避免这种情况,可以想到在拐角部件15中为各自的螺纹螺钉16提供容纳螺纹螺钉16和相关螺母的凹处。一般而言,有利的是,不属于内衬的部件不突出到槽形空腔25中,例如螺纹螺钉16。
52.框架板14、14'通过拐角部件15被夹在内侧框架面9上。底板13没有固定在底部3上,而是自由地放置在其上。然而,可以借助于通过框架板14、14'的夹持而垂直于底部3固定底板13。完全组装好的输送槽1如图1中所示。
53.图6中示出了完全组装好的输送槽1的水平截面(平行于底部3)。输送槽1的一个拐角区域由虚线圆a标记。图6的输送槽1的经标记的拐角区域a在图7中以极大放大的视图示出。
54.如图7中所示,拐角部件15与相邻框架板14、14'的各自的边缘区域17、17'重叠。为此目的,拐角部件15在两侧上具有凹槽18、18',框架板14、14'的边缘区域17、17'容纳在其中。凹槽18、18'各自具有条形突出部19、19',其与框架板14、14'的所属边缘区域17、17'重叠。
55.在此重要的是,框架板14、14'的边缘区域17、17'各自以间隙的方式容纳在所属凹槽18、18'中,即它们没有完全填充凹槽18、18'。因此,在框架板14、14'的各自的边缘区域17、17'与凹槽18、18'内的拐角部件15之间存在自由的空间(“自由空间”)。这些自由空间20、20'在框架4的周向方向上形成(即,在框架板14、14'的平面中并且在框架4的周向方向上)。因此,框架板14、14'在每种情况下相对于它们的板平面在至少两个正交方向上具有自由空间,从而框架板14、14'可以不受阻碍地热致膨胀。换言之,框架板14、14'各自以足够的间隙容纳在凹槽18、18'中,从而能够实现框架板14、14'在板平面中的热膨胀。
56.有利地,在框架4的周向方向上测量的自由空间20、20'的宽度仅足够大以使框架
板14可以不受阻碍地热膨胀,但防止过多的污染。优选地,自由空间20、20'的宽度为最大2.5mm。
57.现在补充参考图8和9,其中图8示出了输送槽1的垂直于底部3的平面的剖视图,图9中示出了根据图8中标记的区域b的放大剖视图。
58.因此,底板13也被容纳在支撑结构2的内部区域11内,其中在底板13与框架部分7、7'之间保留有环绕的间隙21(即,自由的空间)。因此,底板13相对于其板平面在至少两个正交方向上(这里甚至是周向)具有自由空间,使得底板13的热致膨胀不受阻碍。底板13的热致膨胀在图8中由箭头示意性地示出。换言之,底板13由支撑结构2支撑,具有足够的间隙,从而能够实现板平面内的热膨胀。
59.在所示的示例性实施例中,框架板14、14'各自具有垂直于间隙21测量的宽度t(见图9),其大于间隙21的宽度,使得框架板14、14'不能穿透到间隙21中,而是相反安装在底板13上。框架板14、14'的宽度t是平行于底部3的平面测量的,并且是垂直穿过框架板14、14'的最短尺寸。通过安装在底板13上的框架板14、14',可以实现底板13在垂直于底部3的方向上的固定,其中没有对底板13在板平面内的热膨胀产生不利影响。
60.通过底板13和框架板14、14',以及在此还有拐角部件15,支撑结构2的内部区域11被完全内衬,即,底板13和框架板图14、14'以及拐角部件15一起形成了输送槽1的槽形空腔25的完整内衬29(即,壁)。空腔25用于容纳起始材料,这些起始材料应通过在炉,例如连续炉中加热而转化为化学产品。为此目的,输送槽1被放置在炉中在背面的底部面6上,特别是输送通过该炉。内衬29可以从支撑结构2上无损地去除。
61.输送槽1特别有利地用于生产锂离子电池的活性阴极材料,特别是具有过渡金属镍(镍)、锰(mn)和钴(co)的锂-混合金属氧化物,通过通式lini
x
mnycozo2描述,其中x+y+z=1。然而,也可以想到使用输送槽1用于生产其他物质,例如彩色颜料。
62.通过输送槽1可以解决本文开头提到的与输送槽1所需的高耐温度交变性同时具有良好的耐腐蚀性有关的问题。有利地,可以根据其功能由不同的材料制造支撑结构2和内衬29。在这种情况下,支撑结构2被内衬29很好地保护防止腐蚀,从而可以基本上根据其耐温度交变性和强度来选择支撑结构2的材料。对于支撑结构2而言,耐腐蚀性更确切地说是次要的。与此不同,内衬29必须良好地耐腐蚀和耐温度交变,其中耐腐蚀性通过特定的材料选择来实现,而耐温度交变性通过内衬29的结构设计来实现。特别有利地,底板13和框架板14、14'的热膨胀在它们各自的板平面中都没有受到阻碍,从而不会产生最终会导致输送槽1破损的不利的高机械应力。
63.支撑结构2和支撑结构2的内衬29有利地由彼此不同的材料构成,其中内衬29优选地由基于相同产品的化学反应比支撑结构2的材料更耐腐蚀的材料构成。
64.支撑结构2优选地由具有相对小的材料厚度和相对小的重量的高强度、耐温度交变的材料构成。优选地,支撑结构2包含选自r-sic、n-sic、s-sic、si-sic、氧化结合的sic或它们的混合物的材料或由其构成。支撑结构2例如也可以由堇青石、莫来石或堇青石/尖晶石/莫来石混合物构成。这些是具有高强度、低热膨胀和优异的耐温度交变性的材料;然而,在sic的情况下,耐腐蚀性相当低,但这是无害的,因为内衬29很好地保护了支撑结构2免受腐蚀。
65.内衬29优选包含铝/镁尖晶石、氧化钇(y2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化铪、氧化铝
(al2o3)、氧化镁(mgo)、氧化锆(zro2)或其混合物,其中这些物质的含量为优选至少80%,特别优选至少90%。特别地,内衬29也可以由这些物质构成。尽可能纯的氧化铝,理想情况下其是致密烧制的,是一种耐腐蚀性特别好的材料,但耐温度交变性相当低。这些材料可以浇铸、压制或以等离子或流延工艺来制造。
66.优选地,框架板14、14'和/或底板13各自具有1.5mm至5mm的相对薄的壁厚并且例如以薄膜的形式形成。
67.由于通过内衬29实现了良好的保护免受腐蚀并且由所提到的具有良好耐温度交变性的材料中的至少一种制成,支撑结构2可以非常频繁地使用。例如,支撑结构2的使用寿命可以为超过1000次循环。内衬29可以无损地从支撑结构2上去除,因此如果它被腐蚀,则可以以简单的方式单独更换,并且可以以简单的方式供应再利用。由于内衬29的材料可以针对耐腐蚀性进行选择,并且内衬29的耐温度交变性通过其结构设计得到保证,因此内衬29也可以在非常大量的烧制循环中使用而不必更换它。
68.同样地,底板13和框架板14、14'可以由彼此不同的材料构成,其中底板13有利地由基于相同产品的化学反应比框架板14、14'的材料更耐腐蚀的材料构成。优选地,底板13包含至少80%、特别优选至少90%的铝/镁尖晶石、氧化钇(y2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化铪、氧化铝(al2o3)、氧化镁(mgo)、氧化锆(zro2)或它们的混合物。底板13也可以由这些材料构成。底板13也可以具有包含这些材料之一或其混合物的涂层。
69.优选地,框架板14、14'由选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、r-sic、n-sic、s-sic和si-sic或其混合物的材料构成。例如,框架板14、14'也可以由堇青石或堇青石/尖晶石/莫来石混合物构成。
70.不言而喻,底板13和框架板14、14'也可以由相同的材料构成,其优选至少80%,特别优选至少90%的铝/镁尖晶石、氧化钇(y2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化铪、氧化铝(al2o3)、氧化镁(mgo)、氧化锆(zro2)或它们的混合物。底板13和框架板14、14'也可以具有包含这些材料之一或其混合物的涂层。
71.底板13和框架板14、14'以及拐角部件15可以单独更换。例如,如果底板13要比框架板14、14'腐蚀更严重,则可以单独更换底板13。由此可以节省成本和材料。同样地,底板13或框架板14、14'的简单清洁是可能的,例如通过喷砂。也可以想到,多部件式地,例如由条带,形成底板13。在这种情况下,也可以单独更换条带。
72.现在参考图10至19,其中借助不同视图示出了根据本发明的输送槽1的其它示例性实施例。为了避免不必要的重复,仅说明与上述图1至9的示例性实施例的不同之处,否则,参考上述说明。
73.可首先观察图10和11。图10以从斜上方观察的透视视图示出了输送槽1的另一个实施方案,图11示出了该输送槽1的底侧。
74.因此,支撑结构2的框架4的框架部分7、7'(但不是框架板14、14')各自具有凹进部分22,在此例如几乎为矩形。在每种情况下,凹进部分22在所属框架部分7、7'的平面的大部分(优选至少50%)上延伸。
75.如图11中所示,支撑结构2的底部3(但不是底板13)此外具有大量的孔23。通过凹进部分22和孔23可以减轻输送槽1的重量。此外,可以节省用于支撑结构2的材料和成本。
76.另一个优点通过改进的对烧制材料的热传递得出。特别地,由此可以有利地减少
例如富含氧化铝的材料的相对较差的导热性的缺点。为此目的,框架板14、14'有利地具有相对小的壁厚。有利地,凹进部分22相对于所属框架部分7、7'的面积具有大的尺寸。因此,热量可以没有大的延迟地传递到要烧制材料上。
77.例如,框架部分7、7'的凹进部分22在此分别完全被所属框架部分7、7的材料包围,即,凹进部分22分别内置形成。这具有以下优点,即框架腹板(rahmensteg)30存在于输送槽1的槽形空腔25的开口处,其用作框架板14、14'的邻接棱边并保护它们免受损坏,例如,在填充、清空和清洁输送槽1时,以及通常在烧制过程之外的任何处理期间。这使得可以特别有利地使用具有特别小的壁厚的框架板14、14',例如,它们也可以形成为具有例如1.5mm的小壁厚的薄膜。同样,由于机械负荷小,此处可以使用具有低强度和高孔隙率的框架板14、14'和底板13。这些能够增加氧气和能量向烧制材料的传输。
78.图12和13中示出了根据本发明的输送槽1的另一示例性实施例。图12以从斜上方观察的透视视图示出了输送槽1,图11示出了输送槽1的垂直穿过底部3的(竖直)截面。在输送槽1的该示例性实施例中,在此,例如,楔形拐角夹条24设置在框架板14'、14'到底板13的过渡处。通过拐角夹条24可以密封底板14与框架板14、14'之间各自的邻接棱边的区域,从而可靠且安全地防止材料进入和到达支撑结构2。拐角夹条24形成输送槽1的内衬29的一部分,并因此形成输送槽1的槽形空腔25的一部分。拐角夹条24以其楔形形状在几何上很好地适应该过渡。有利地,拐角夹条24由与底板13和框架板14、14'相同的材料构成。拐角夹条24优选包含至少80%,特别优选至少90%的铝/镁尖晶石、氧化钇(y2o3)、氧化铈(ceo2)、氧化铪、氧化铝(al2o3)、氧化镁(mgo)、氧化锆(zro2)或它们的混合物。拐角夹条24也可以由这些材料构成。
79.在图14和15中示出了根据本发明的输送槽1的其它示例性实施例。图14以从斜上方观察的透视视图示出了输送槽1。图15示出了图14的示例性实施例的一个变体,同样是以从斜上方观察的透视视图。
80.在图14的实施方案中,类似于图10的实施方案,支撑结构2的框架4的框架部分7、7'(但不是框架板14、14')各自具有凹进部分22,它们在这样的面上延伸,即,仅保留框架4的拐角支柱26,用于固定框架板14、14'的拐角部件15被拧到该拐角支柱26上。在此实施方案中,支撑结构2由拐角支柱26和底部3组成;没有如图10中所示的框架腹板30。框架4因此是开口的框架并且仅由拐角支柱26组成。框架部分7、7'大部分(超过80%)被省掉。拐角支柱26分别由拐角部分8和相邻框架部分7、7'的小区域组成。通过这种措施可以在相当范围内节省重量、材料和成本。此外,还可以进一步改善对烧制材料的热传递。
81.在图15的示例性实施例中,螺纹螺钉16被弹簧弹性的夹具27替代,弹簧弹性的夹具27用于将拐角部件15固定到拐角支柱26上。夹具27从上被安装在拐角部件15和拐角支柱26上。夹具27由具有耐温度交变性的陶瓷材料构成。有利地,夹具27由特别稳定的氧化锆构成。
82.这里,夹具27具有例如u形并且能够以简单的方式被安装上或去除,以将拐角部件15和框架4彼此牢固地连接或分离。夹具27通常具有使它们持久地保持在锁定状态(此处未详细显示)的装置(凸起部)。在四个拐角部分8处的夹紧确保了框架4和框架板14、14'的持久可靠的连接。
83.图16和17中示出了根据本发明的输送槽1的另一示例性实施例,其中图16是垂直
于底部3的平面的截面视图,图17示出了区域c的放大截面视图。本实施方案扩展了图14和图15的实施方案。
84.因此,底板13在框架板14、14'的区域中延伸超过框架板14、14',其中框架板14、14'各自以其整个宽度安装在底板13上。底板13因此大于由框架板14、14'界定的区域并且具有相对于其的突起28。该实施方案还提供了优点,即,底板13的热膨胀在其平面内不受阻碍,但是底板13很好地夹持在底部3上。框架板14、14'在拐角支柱26上的固定可以如图14和15中那样进行,从而在图16中省略了它们的图示。
85.图18和19中示出了根据本发明的输送槽1的另一个示例性实施例,其扩展了图14的实施方案。图18以从斜上方观察的透视视图仅示出了输送槽1的支撑结构2。图19示出了整个输送槽1的底侧。
86.因此,支撑结构2由底部3和拐角支柱26组成。作为框架4的非常大的凹进部分22的补充,支撑结构2的底部3具有大量的在此例如菱形的孔23。孔23以规则的方式布置,在此例如以网格的形式。通过该措施可以进一步降低支撑结构2的重量、材料和成本。正面的底部面5具有多个平行布置的支承腹板28,用于支承底板13。
[0087] 从上面的陈述可以得出,本发明提供了一种改进的用于输送和加热化学物质的输送槽。该输送槽有利地具有高耐腐蚀性,同时具有良好的耐温度交变性。良好的耐温度交变性是通过选择支撑结构的材料和设计输送槽的槽形空腔的内衬的几何形状来实现的。高耐腐蚀性可以通过选择内衬材料来实现。支撑结构和内衬的材料可以有针对性地匹配它们的主要功能。可以有利地选择用于内衬的材料,使得烧制材料的纯度或质量没有受到不利影响。输送槽因此可以用于明显高于传统输送槽的烧制循环数的大量烧制循环。由于用于该输送槽的整体成本较低,因此可以降低化工产品的大规模生产的成本。这尤其适用于生产用于锂离子电池的活性阴极材料。同样地,也可以大大减少因腐蚀损坏的输送槽而产生的特种废物。
[0088]
附图标记列表1
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输送槽2
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支撑结构3
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底部4
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框架5
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正面的底部面6
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背面的底部面7、7'
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框架部分8
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拐角部分9
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内侧框架面10
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外侧框架面11
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内部区域12
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穿孔13
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底板14、14'
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框架板15
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拐角部分,夹条
16
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螺纹螺钉17,17'
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边缘区域18,18'
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凹槽19,19'
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突出部20,20'
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自由空间21
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间隙22
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凹进部分23
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孔24
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拐角夹条25
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空腔26
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拐角支柱27
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夹具28
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支承腹板29
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内衬30
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框架腹板
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