[发明专利]一种辊道窑传动用碳化硅辊棒及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种辊道窑传动用碳化硅辊棒及其制备方法与应用，其中辊道窑传动用碳化硅辊棒中碳化硅的质量分数大于85％，密度≥3.02kg/m³，气孔率＜0.1％，1200℃的弯曲强度为330MPa～360MPa。且其直线度达0.1‰～0.8‰。该碳化硅辊棒的制备方法包括：配料、混料、真空成型、烘干、整形、反应烧结、喷砂、测试和包装等步骤。本发明通过旧料与原料的合理掺杂配比，严格控制混料过程，得到的碳化硅辊棒用作锂电池正负极材料烧结辊道窑炉的传动装置，性能良好，使用寿命长，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种辊道窑传动用碳化硅辊棒及其制备方法与应用。

背景技术

随着新能源锂电领域的大力发展，对其相关产品的制备设备要求也越来越高。现有技术中，锂电窑炉中最常使用的碳化硅辊棒，其中氧化铝辊棒抗热震稳定性差，高温下使用时易炸裂，而且当温度过高时，其高温负荷会随着温度升高而迅速下降，使用寿命短。而碳化硅辊棒虽然性能较氧化铝辊棒有所提升，但制造成本也相应提高，且依旧存在使用寿命短、高温性能不能够满足使用要求等问题，因此在一定程度上影响其大规模的应用。此外在真空成型步骤中会产生的碳化硅废料，该废料直接放弃使用，不仅造成环境污染，还造成原材料的浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种辊道窑传动用碳化硅辊棒及其制备方法与应用。

一方面本发明提供了一种辊道窑传动用碳化硅辊棒，所述辊棒中碳化硅的质量分数≥85％，密度≥3.02kg/m3，气孔率＜0.1％，1200℃的弯曲强度为330MPa～360MPa。

进一步，本发明所述的棍道窑传动用碳化硅辊棒为直线度达0.1～0.8‰的辊棒。

另一方面，本发明提供了上述辊道窑传动用碳化硅辊棒的制备方法，包括以下步骤：配料、混料、真空成型、烘干、整形、反应烧结、喷砂、测试和包装；所述配料包括质量分数为3％～5％的石墨粉，4％～7％的炭黑，1％～8％的纤维素，余量为碳化硅粉。

所述配料还包括5％～50％的旧料粉。

所述旧料粉为真空成型步骤中产生的废料经球磨粉碎后得到，所述旧料粉包括质量分数为85％～90％的碳化硅，还包括石墨粉、炭黑和纤维素，所述旧料粉的D50粒径为20μm～40μm；进一步，所述旧料粉的D50粒径为30μm～35μm。

进一步，本发明所述制备方法的配料步骤中，碳化硅粉包括：8～12份的粒径为150～178μm的碳化硅粉A，8～12份的90～104μm的碳化硅粉B，16～20份的74～85μm的碳化硅粉C、16～20份的58～65μm的碳化硅粉D和18～22份的3～5μm的碳化硅粉E。采用合适比例的特定碳化硅粉，即可规避在后续步骤中可能出现的素坯密度低、强度不够等问题。

进一步，本发明所述制备方法的混料步骤，包括干混和湿混，湿混时间是干混时间的5倍～7倍，所述干混时间为20～30min；所述干混过程为，首先将碳化硅粉A、碳化硅粉B和碳化硅粉C搅拌混合得到混料A，将碳化硅粉D和碳化硅粉E搅拌混合得到混料B；再将混料A和混料B搅拌混合得到混料C；最终将混料C依次与石墨粉、炭黑、纤维素和旧料份搅拌混合得到混合料。

进一步，本发明所述制备方法的干混过程使用高速搅拌机，搅拌速率为1300～1500r/min，所述混合料的松装密度为1.0～1.2g/cm³。

进一步，本发明所述制备方法的湿混过程使用加盖密封的搅拌锅，所述湿混过程具体为，分2～4次加入适量聚乙醇和水，所述聚乙醇和水的质量比为1～1.1:25～27，搅拌后得到泥料；所述搅拌过程采用循环水冷却，使得所述搅拌锅的温度保持在25℃～40℃，所述泥料的含水率为10～15％。

所述干混和湿混过程也均可采用球磨搅拌机进行搅拌。