窑车式隧道窑及物料烧结系统

技术领域

本发明涉及一种物料烧结系统，尤其是涉及一种窑车式隧道窑及其加料系统和吸料系统。

背景技术

目前的窑车式隧道窑，一般只能用于材料的煅烧，主要目的是为了去除物料中的水分，低温挥发份，使物料发生烧结或晶型转变等，多数为富氧环境。而用于加工电池负极材料或正极材料，尤其是人造石墨负极材料，物料会产生氧化，一方面会造成物料损失，另一方面会造成产品指标下降，比表升高，并且传统隧道窑使用的匣钵/坩埚之类的容器容易对物料造成污染。因此传统的电池正负极材料加工通常使用辊道式隧道窑，由于其气密性及热场稳定性，被广泛应用，但是其较低的产能，较高的成本投入，较高的单位能耗，复杂的设备结构及高维修率，使其生产成本居高不下。

因此，亟需一种结构简单、窑内气压及环境气氛能合理调节且单位成本低的窑车式隧道窑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、窑内气压及环境气氛能合理调节且单位成本低的窑车式隧道窑。

本发明的另一目的在于提供一种物料烧结系统，该物料烧结系统通过上料机构和下料机构与窑车式隧道窑相互配合，实现物料烧结的自动化生产。

为实现上述目的，本发明提供了一种窑车式隧道窑，包括窑体，所述窑体具有贯通且供窑车通过的隧道式空间，其中，所述隧道式空间依次分隔成预热区、燃烧高温区、降温区及冷却区；

所述燃烧高温区内设有燃烧嘴，所述燃烧嘴具有空气通道及燃气通道，所述空气通道连通第一鼓风设备；

窑车于所述隧道式空间内的行进路径横向设置有车体降温气流通道，所述车体降温气流通道位于运行的窑车的底部之下用于对窑车的底部进行降温，所述车体降温气流通道气流连通第二鼓风设备；

第三鼓风设备用于加压向所述燃烧高温区与所述降温区的交界处注入含氧量介于100－500ppm的降温气体并形成阻隔气流左右流动的气幕；

轴流风机与所述冷却区气流连通，启动所述轴流风机自所述降温区至所述冷却区形成负压并形成降温通道，所述降温通道与第一热交换设备热交换连接后并与所述第三鼓风设备气流连通；所述降温气体沿降温通道依次通过降温区和冷却区后带走热量，并经所述第一热交换设备进行热交换后于所述第三鼓风设备的作用下重新加压注入所述降温区，形成循环使用降温气体的循环系统；

抽风机与所述预热区气流连通，启动所述抽风机自所述燃烧高温区至所述预热区形成负压并形成预热通道，所述抽风机的出风口与所述第三鼓风设备的进风口气流连通，所述燃烧高温区内燃烧及挥发所产生的高温废气在所述抽风机的作用下经所述预热通道对预热区内物料进行热交换而对物料进行预热，经预热区热交换后的废气借由所述第三鼓风设备重新加压注入所述循环系统对降温区及冷却区进行降温；

所述冷却区气流连通有废气通道，所述废气通道用于与外界废气处理设备气流连通。

较佳地，本发明窑车式隧道窑还包括设于所述窑体外的烟气焚烧设备及第二热交换设备，所述烟气焚烧设备的入口与所述抽风机的出风口气流连通，所述烟气焚烧设备的出口与所述第三鼓风设备的进风口气流连通，经预热区热交换后的废气在所述抽风机的作用下进入所述烟气焚烧设备焚烧而消耗氧，焚烧后的废气经所述第二热交换设备进行热交换后于所述第三鼓风设备的作用下重新加压注入所述循环系统对降温区及冷却区进行降温。

较佳地，本发明窑车式隧道窑的所述降温气体为惰性气体。

较佳地，本发明窑车式隧道窑还包括第一控制器及设置于所述燃烧高温区内并与所述第一控制通讯连接的氧传感器，所述第一控制器还通讯连接有燃气混合器，所述氧传感器用于检测所述燃烧高温区内氧含量并传输给所述第一控制器；所述燃气混合器设置于所述燃烧嘴末端用于受所述第一控制器接收到的氧含量信息而控制所述空气通道与燃气通道输入的空气和燃气的混合比例，形成燃气燃烧闭环控制单元。

较佳地，本发明窑车式隧道窑的所述燃烧嘴包括均呈中空贯穿的内管和外管，所述外管套设于所述内管外，所述外管与所述内管同轴心设置。

较佳地，本发明窑车式隧道窑还包括第二控制器及与所述第二控制器通讯连接的温度传感器，所述第二鼓风设备与所述第二控制器通讯连接；所述温度传感器设置于所述车体降温气流通道内检测温度并传输给所述第二控制器；所述第二控制器借由接收到的温度信息而控制所述第二鼓风设备的鼓风量进而调节窑车底部的温度，形成窑车温度闭环控制单元。

较佳地，本发明窑车式隧道窑还包括第四鼓风设备，所述抽风机的出风口还与所述第四鼓风设备的进风口气流连通，所述第四鼓风设备的出风口气流连通所述降温区，所述燃烧高温区内燃烧及挥发所产生的高温废气在所述抽风机的作用下经所述预热通道对预热区内物料进行热交换而对物料进行预热，热交换后的废气借由所述第四鼓风设备注入所述降温区。

本发明提供的物料烧结系统，包括窑车及供窑车穿过进行物料烧结的窑车式隧道窑，其特征在于，还包括回车运输线及两摆渡运输线，所述窑车式隧道窑如上述所述，所述回车运输线与所述窑体的进窑口和出窑口对接形成闭环循环路径，所述窑车沿所述闭环循环路径循环；所述回车运输线上靠近所述窑体的进窑口设有用于向窑车内输送待烧结的物料的上料机构，所述回车运输线上靠近所述窑体的出窑口设有用于将窑车内完成烧结的物料下料机构；一所述摆渡运输线对接设置于所述回车运输线与所述窑体的进窑口之间，另一所述摆渡运输线对接设置于所述回车运输线与所述窑体的出窑口之间，所述摆渡运输线上设有用于承载窑车并将窑车在所述回车运输线与窑体内进行切换的摆渡车。。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述物料为锂电池负极材料或锂电池正极材料。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述上料机构为管道式加料装置。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述回车运输线的上料工位上设有用于感应窑车的光电感应开关，所述光电感应开关与所述上料机构通讯连接；所述窑车到达所述上料工位，所述光电感应开关启动所述上料机构，所述上料机构的加料管移动并向所述窑车内注入待烧结的物料。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述下料机构为真空管道吸料装置。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述下料机构的真空管道入口内设有搅拌桨。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述下料机构的真空管道出口连通有气流粉碎料仓，所述气流粉碎料仓内设有用于气流粉碎完成烧结的物料的气流粉碎装置。

较佳地，本发明物料烧结系统还包括液压机构，所述液压机构与所述窑车传动连接，所述窑车借由所述液压机构的推动于所述回车运输线及窑体内进行移动。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述窑体的隧道式空间的两相对侧壁上设有导轨，所述窑车的侧壁上设有与所述导轨呈滑动卡合的导槽，所述车体降温气流通道贯穿所述窑车的底部，所述导槽与所述导轨卡合而使所述窑车的底部和车面上空间进行隔绝，使得窑车的底部不受高温辐射。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述导轨的横截面呈凸出的U形结构，所述导槽的横截面呈凹陷的U形结构。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述窑体的隧道式空间的两相对侧壁中的一侧壁设有进口，另一侧壁设有出口，所述进口与所述第二鼓风设备气流连通，所述进口与所述出口之间的区域形成所述车体降温气流通道。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述窑车上设有用于盛放物料的坩埚，烧结的物料盛放于坩埚内，用双层或多层坩埚盖或碳质材料，盖于坩埚之上。坩埚的形状包括但不限于圆柱形，立方体等。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述坩埚，按重量百分比计包括：纯度＞99％的石墨40－45％，纯度＞99％的碳化硅40－50％，粘接剂5－20％。

较佳地，本发明物料烧结系统的所述粘接剂包括二氧化硅和高分子酚醛树脂。

与现有技术相比，本发明窑车式隧道窑的第三鼓风设备于燃烧高温区与降温区的交界处加压注入含氧量介于100－500ppm的降温气体，该降温气体于燃烧高温区与降温区的交界处还形成阻隔气流左右流动的气幕；同时，该降温气体通过轴流风机、第三鼓风设备及第一热交换设备形成循环系统，降温气体在该循环系统下循环被使用于对降温区和冷却区进行降温，并且使得降温区和冷却区形成低氧气氛，既确保了物料被氧化，又能有效的实现对物料进行降温的目的，同时循环使用还有效的降低了单位成本。同时，本发明通过抽风机与第三鼓风设备的配合，使得燃烧高温区内燃烧及挥发所产生的高温废气在抽风机的作用下经预热通道对预热区内物料进行热交换而对物料进行预热，经预热区热交换后的废气变为低温，该低温废气借由第三鼓风设备重新加压注入循环系统对降温区及冷却区进行降温；使得本发明不仅能循环使用上述降温气体对降温区和冷却区进行降温，还能使得燃烧高温区内燃烧产生的高温废气对预热区内的物料进行预热，从而减少物料烧结消耗的燃气，并且高温废气通过与预热区内常温物料进行热交换后变成低温废气(此低温是相较高温废气而言温度降低很多，其实际温度也是高于常温的)，该低温废气在传输过程中在散热一部分热量而降温最后通过第三鼓风设备重新加压注入循环系统对降温区及冷却区进行降温，使得本发明燃烧高温区内燃烧产生的废气既能对预热区内的物料进行预热，又能对降温区和冷却区内烧结完的物料进行降温，有效的实现了废气的余热利用，大大的降低了单位成本低。另，本发明还通过调节第一鼓风设备、第二鼓风设备、第三鼓风设备、轴流风机及抽风机的风量可有效的调节窑内各区域的气压以及环境气氛，从而达到最佳的物料烧结效果。由上可知，本发明窑车式隧道窑及物料烧结系统，结构简单、单位成本低且窑内气压及环境气氛还能合理进行调节，实用性强，非常适于广泛推广使用；本发明尤其适用于用于烧结锂电池正极及负极材料，且还较适用于大产能的生产。

附图说明

图1是本发明物料烧结系统的原理框图。

图2是本发明窑车式隧道窑的结构示意图。

图3是本发明上料机构的结构示意图。

图4是本发明下料机构的结构示意图。

图5是本发明燃烧嘴的结构示意图。

图6是本发明不具有烟气焚烧设备的气流行进的原理图。

图7是本发明具有烟气焚烧设备的气流行进的原理图。

图8是本发明的窑车式隧道窑设置33个温区的分区示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施事例和附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，对本发明技术方案进行阐述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的物料烧结系统100，包括窑车1及供窑车1穿过进行物料烧结的窑车式隧道窑2。本发明的窑车式隧道窑2包括窑体，该窑体具有贯通且供窑车通过的隧道式空间3。本发明的隧道式空间依次分隔成预热区31、燃烧高温区32、降温区33及冷却区34；所述预热区31用于对待烧结的物料进行预热的区域；所述燃烧高温区32用于对从预热区31输送入的物料进行烧结；所述降温区33用于对从燃烧高温区32输入的烧结完的物料进行快速降温；所述冷却区34用于对从降温区33输入的经过降温的物料进行冷却，该冷却后的烧结完的物料的温度(通常为45℃左右)可直接用于打包。具体地，物料在整过隧道式空间3的运输是通过窑车进行的，进一步地，隧道式空间3具有一个进窑口3a和一个出窑口3b，进窑口3a开设于预热区31端部，出窑口3b开设于冷却区34端部，窑车1上设置有坩埚4，物料装填于坩埚4内，装有物料的窑车1依次穿过预热区31、燃烧高温区32、降温区33及冷却区34而完成物料的烧结。

为了提高本发明物料烧结系统的生产效率、产能、降低单位成本以及避免污染环境，本发明还进行了如下方案的优化。

如图1及图2所示，本发明物料烧结系统还包括回车运输线5，该回车运输线5与窑体1的进窑口3a和出窑口3b对接形成闭环循环路径，所述窑车沿所述闭环循环路径循环；本发明通过窑车在闭环循环路径上的循环，使得待烧结的物料的上料和烧结完的物料的下料可设置在该回车运输线上，实现循环式不间断的生产，大大提高生产效率、产能及降低单位成本。

如图1－图3所示，进一步地，本发明物料烧结系统的所述回车运输线上靠近所述窑体的进窑口3a设有用于向窑车内输送待烧结的物料的上料机构6，所述回车运输线5上靠近所述窑体的出窑口3a设有用于将窑车内完成烧结的物料进行下料的下料机构7。本发明通过设置上料机构6和下料机构7有效的实现机械化的上料和效率，进一步的提高本发明循环式不间断的生产效果。

较佳者，本发明物料烧结系统的所述物料为锂电池负极材料或锂电池正极材料。

具体地，本发明物料烧结系统100的所述上料机构6为管道式加料装置，物料通过管道式加料装置的加料管61进行抽吸输送入窑车上的坩埚4内，上料效率高且稳定。更具体地，本发明物料烧结系统的所述回车运输线5的上料工位上设有用于感应窑车的光电感应开关(图中未示)，所述光电感应开关与所述上料机构6通讯连接；所述窑车到达所述上料工位，所述光电感应开关启动所述上料机构，所述上料机构的加料管61移动并向所述窑车上的坩埚4内注入待烧结的物料；本发明在运行时，当载有空的坩埚4的窑车沿回车运输线5运行至上料工位时，上料工位上的光电感应开关感应到窑车而启动上料机构6，首先上料机构6的机械臂带动加料管61移动并插入坩埚4内，随后打开闸阀62，待烧结的物料从料仓63进入加料管61，通过驱动电机64驱动加料管61边加料边提升，直至将坩埚4装满而停止加料。更具体地，本发明的上料机构的料仓63，一个料仓63可下串2－6根加料管61，单次可以对2－6只坩埚4进行加料；加料管61的行程1－3m，其不小于坩埚4的深度；加料速度3－10min可加满坩埚4，上料机构6中所有与物料接触的部位，全部使用不锈钢材质，包括但不限202，304，310等特殊牌号不锈钢。

如图1、图2及图4所示具体地，本发明物料烧结系统的所述下料机构7为真空管道吸料装置，采用真空管道吸料装置对烧结完的物料经常抽吸，效率更高更稳定，尤其适用于对锂电池负极材料或锂电池正极材料的抽吸。更具体地，本发明物料烧结系统的所述下料机构7的真空管道71入口内设有搅拌桨72；进一步地，该下料机构7的真空管道71出口连通有气流粉碎料仓73，所述气流粉碎料仓73内设有用于气流粉碎完成烧结的物料的气流粉碎装置74。本发明的下料机构7工作时，下料机构7的真空管道71的入口伸入从出窑口出来的窑车的坩埚4内，真空管道71伸入坩埚4内后搅拌桨72将完成烧结的物料打碎，同时真空管道71边吸料边下降，随后真空管道71将打碎的物料抽吸到气流粉碎料仓73，进入气流粉碎料仓73的物料再通过其内设置的气流粉碎装置74对其进行气流破碎，物料完成气流破碎后，打开闸阀75，物料从气流粉碎料仓73输入打包袋76内进行包装打包从而完成物料的烧结工序。完成整个烧结工序的空窑车(即窑车上的坩埚为空载)沿回车运输线5移动至上料工位，到达上料工位的窑车触发光电感应开关而启动上料机构6对窑车上的空载坩埚4进行上料，上料完成后满载物料的窑车沿回车运输线5移动从进窑口3a进入预热区31、燃烧高温区32、降温区33及冷却区34而完成物料的烧结，完成烧结的物料从出窑口3b出来于下料工位处通过下料机构7进行下料及打包，如此实现本发明循环式不间断的生产。更具体地，本发明下料机构7的吸料速度3－10min可将1个坩埚4中的物料吸出送入气流粉碎料仓，真空管道71行程1－3m，搅拌桨72转速100－2000rpm；下料机构7单次动作，可同时对2－6个坩埚4进行吸料；本发明下料机构7中所有与物料接触的部位，包括但不限于真空管道及气流粉碎气流粉碎料仓，全部使用不锈钢材质，包括但不限202，304，310等特殊牌号不锈钢。

如图1所示，为了进一步提高本发明循环式不间断的生产效率和效果，本发明还进一步做了如下改进：本发明物料烧结系统还包括两摆渡运输线5－3、3－5，一摆渡运输线5－3对接设置于所述回车运输线5与所述窑体的进窑口3a之间，另一摆渡运输线3－5对接设置于所述出窑口3b与回车运输线5，摆渡运输线上设有用于承载窑车并将窑车在所述回车运输线与窑体内进行切换的摆渡车8；从而使得本发明的隧道式空间3与回车运输线5通过两摆渡运输线5－3、3－5连接形成一个闭环的窑车行进路径1a。

本发明为了使得窑车能更加平稳且可靠的运行，还进行了如下改进，改进之处在于：本发明物料烧结系统还包括液压机构，所述液压机构与所述窑车传动连接，所述窑车借由所述液压机构的推动于所述回车运输线及窑体内进行移动。

具体地，本发明的液压机构的行程＞3m，运行速率100－200m/h，变频可调，窑车前进周期30－100min/车位。本发明的摆渡车运行速率100－500m/h，变频可调。本发明的窑车采用耐热碳钢骨架，使用温度＞850℃，台面采用轻质莫来石或堇青石材料，导热系数低，蓄热量少，在保证窑车运行的安全性及可靠性的同时，可有效降低循环过程中带来的热量浪费；窑车尺寸：长度1－2m，宽度1－3m，高度1－2m；坩埚尺寸：坩埚尺寸直径φ为400－600mm，高度H为1000－－1600mm；单个窑车可装载坩埚的数量为9－30个，单个窑车装置物料的重量为1－3t。

结合图1－图8所示，以下对本发明物料烧结系统中用于对物料烧结的窑车式隧道窑进行进一步的阐述：

继续结合图1及图2所示，由上可知，本发明的窑车式隧道窑2包括窑体，该窑体具有贯通且供窑车1通过的隧道式空间3，该隧道式空间3依据工艺依次分隔成相互贯通的预热区31、燃烧高温区32、降温区33及冷却区34。

如图1、图5、图6及图7所示，本发明的燃烧高温区32内设有燃烧嘴8，该燃烧嘴8具有用于输入空气的空气通道81及用于输入燃气的燃气通道82，该空气通道81连通第一鼓风设备10，第一鼓风设备10直接从外界吸入空气通过空气通道81而吹入燃烧嘴8；燃气和空气在燃烧嘴8的端部进行混合而燃烧，进而对进入燃烧高温区32内的物料进行烧结。具体地，本发明的燃烧嘴8包括均呈中空贯穿的内管和外管，外管套设于内管外，使得外管与内管同轴心设置；具体地，内管82－1的空间形成输入燃气的燃气通道82，外管81－1与内管82－2之间的环形空间形成输入空气的空气通道81，同轴心设置更利于燃气的充分燃烧，有效的提高能源的利用，节省能源降低成本，降低功耗比，实用性强。进一步地，为了提高燃烧高温区32内温度的控制及燃烧的充分，本发明还包括第一控制器及设置于所述燃烧高温区32内并与所述第一控制通讯连接的氧传感器；本发明的第一控制器还通讯连接有燃气混合器，该氧传感器用于检测燃烧高温区内氧含量(实时含氧量)并传输给第一控制器；第一控制器预存有与烧结物料相匹配的最佳含氧量烧结工序，第一控制器对实时含氧量和最佳含氧量进行比对，实时含氧量不在最佳含氧量范围内，则第一控制器通过控制燃气混合器来控制空气通道与燃气通道输入的空气和燃气的混合比例，直至实时含氧量始终在最佳含氧量范围内，从而形成燃气燃烧闭环控制单元，确保物料始终在最佳的燃烧高温区气氛内进行烧结。更具体地，本发明在上述燃气燃烧闭环控制单元的作用下，可实现燃烧高温区内氧含量为0－210000ppm可调，以＜50ppm为最优方案；氧含量大于50ppm，可以通过增加燃气流量或降低第一鼓风设备的鼓风量来降低氧含量；本发明的最优方案为：燃烧高温区的温度500－1300℃，燃气用量100－1000m

如图2、图6及图7所示，本发明的窑车1于窑体的隧道式空间3内的行进路径横向设置有车体降温气流通道1b，该车体降温气流通道1b位于运行的窑车1的底部1c之下用于对窑车的底部1c进行降温，该车体降温气流通道1b气流连通第二鼓风设备，通过第二鼓风设备对车体降温气流通道1b内吹入外界空气，从而对窑车的底部1c进行降温，确保窑车1平稳可靠的运行，进而防止堵窑的情况发生。具体地，本发明物料烧结系统的所述窑体的隧道式空间的两相对侧壁上设有导轨1d，窑车的侧壁上设有与该导轨1d呈滑动卡合的导槽1e；所述车体降温气流通道贯穿所述窑车的底部，导槽1e与导轨1d卡合时，使得所述窑车的底部和车面上空间进行隔绝，使得窑车的底部不受高温辐射，车体降温气流通道1b穿过窑车的底部1c进行降温，确保窑车1平稳可靠的运行，进而防止堵窑的情况发生。更具体地，本发明的导轨1d的横截面呈凸出的U形结构，所述导槽1e的横截面呈与导轨1d相匹配的凹陷的U形结构。进一步地，本发明于窑体的隧道式空间的两相对侧壁中的一侧壁设有进口，另一侧壁设有出口(即，窑车的底部两侧的窑墙侧部一侧开设进口，另外一侧开设出口)，所述进口与第二鼓风设备20气流连通，进口与出口之间的区域形成对窑车的底部降温的车体降温气流通道。优选地，进口与出口呈一一正对设置，方便第二鼓风设备20从外界吸入的冷空气快速的通过车体降温气流通道1b，进而快速有效的对窑车1的底部1c进行降温。本发明通过车体降温气流通道1b的设置直接对窑车1的底部1c排空，有效的实现降低窑车1的底部1c温度的目的，确保窑车1平稳可靠的运行，进而防止堵窑的情况发生。进一步地，本发明用于闭环式管理窑车的底部1c温度的第二控制器及与所述第二控制器通讯连接的温度传感器，第二鼓风设备20与该第二控制器通讯连接；温度传感器设置于车体降温气流通道内检测温度并传输给第二控制器；第二控制器借由接收到的温度信息而控制第二鼓风设备20的鼓风量进而调节窑车底部的温度，从而形成对窑车的底部温度进行闭环式管理的窑车温度闭环控制单元；具体地，第二控制器预存有窑车的底部温度在100－200℃为最佳温度(综合考虑能耗、时间及材料因素)的方案，第二控制器对温度传感器检测到的实时温度和最佳温度进行比对，实时温度高于最佳温度范围，则第二控制器通过控制第二鼓风设备的风量来加大对窑车的底部的降温，直至实时温度始终在最佳温度范围内，从而形成对窑车的底部温度进行闭环式管理的窑车温度闭环控制单元，确保窑车平稳可靠的运行，进而防止堵窑的情况发生。值得注意的是，本发明的第二控制器及温度传感器均为现有技术，其工作原理及具体结构均为本领域普通技术人员所悉知，在此不再详细赘述。

结合图1、图6及图7，本发明设有第三鼓风设备30，该第三鼓风设备30用于加压向燃烧高温区32与降温区33的交界处注入含氧量介于100－500ppm的降温气体并形成阻隔气流左右流动的气幕200，该降温气体由外界供气设备300提供；其中，阻隔气流左右移动是指，在气幕200的作用下燃烧高温区32与降温区33二者之间气流不相互流动；因此燃气在燃烧高温区32内燃烧所产生的热量主要集中在燃烧高温区32内进而实现高效率的对物料进行烧结的目的；同时第三鼓风设备30所吹入的降温气体依次流向降温区33和冷却区34，该降温气体通过热交换的原理，对刚烧结完成的物料从燃烧高温区依次进入降温区33和冷却区34的物料进行降温；为了加快效率及使得最后从冷却区34的出窑口3b输出的物料的温度(通常为45℃左右)直接符合打包温度，本发明还设置了用于加速降温气体对降温区33和冷却区34的物料进行降温的轴流风机。

如图1、图6及图7所示，具体地，本发明的轴流风机40与冷却区34气流连通；本发明运行时，启动该轴流风机40，轴流风机的轴向抽风作用下使得自降温区33至冷却区34形成负压并形成降温通道40－1，即整个降温区33和冷却区34的空间及受轴流风机40轴向抽风气流影响的气流通道连通形成所述降温通道40－1，在轴流风机的抽风作用下第三鼓风设备30加压注入的降温气体快速的通过依次通过降温区33和冷却区34，从而使得自降温区33和冷却区34内的热量快速被抽走，进而使得刚烧结完成的物料从燃烧高温区32依次进入降温区33和冷却区34后，最后从冷却区34的出窑口3b输出的物料的温度(通常为45℃左右)可直接用于打包。由此可见，本发明通过第三鼓风设备30和轴流风机40的配合，实现了用于对降温区33和冷却区34内物料进行降温的降温气体的双向加速流动，使得降温区33和冷却区34内的热量被快速的抽走，进而确保从出窑口3b输出的物料的温度降低至45℃左右。

如图1及图6所示，本发明为了实现节能环保的目的，还设置使得降温气体可循环使用的循环系统；具体地，本发明还设置有第一热交换设备50，该第一热交换设备50与降温通道40－1连接而进行热交换，降温通道40－1与第一热交换设备50热交换连接后并与第三鼓风设备30气流连通，降温气体沿降温通道40－1依次通过降温区33和冷却区34后带走热量而使其自身温度升高，自身温度升高的降温气体再经第一热交换设备50进行热交换后，变为低温的降温气体，该低温的降温气体在第三鼓风设备30的作用下重新加压注入降温区33内对降温区33和冷却区34内物料进行降温，从而形成循环使用降温气体的循环系统。值得注意的是，本发明的降温气体依次通过降温区和冷却区后再与该第一热交换设备进行热交换。

本发明为了实现对燃气燃烧后的废气的利用和防止废气污染的目的，还设置了与预热区31气流连通的抽风机60，启动该抽风机60，抽风机60的抽风作用将使得自燃烧高温区32至预热区31形成负压并形成预热通道60－1，即整个燃烧高温区32和预热区31的空间及受抽风机60的抽风气流影响的气流通道连通形成所述预热通道60－1；本发明的抽风机60的出风口与第三鼓风设备30的进风口气流连通，燃烧高温区32内燃烧及挥发所产生的高温废气在抽风机60的作用下经预热通道60－1对预热区内物料进行热交换而对物料进行预热，经预热区31热交换后的高温废气温度降低，温度降低的废气再借由第三鼓风设备30重新加压注入上述提及的循环系统对降温区33及冷却区34进行降温；通过抽风机60、第三鼓风设备30及循环系统的配合，有效的实现了燃烧高温区32内燃烧及挥发所产生的高温废气的余热利用及余热利用后用来降温的目的。本发明冷却区34气流连通有废气通道，该废气通道用于与外界废气处理设备气流连通，从而使得最后进入冷却区内的废气通过废气通道输入废气处理设备中进行环保处理，有效的防止了废气的污染。

如图1及图7所示，具体地，为了进一步的降低本发明的单位成本及提高废气的利用效率；本发明的窑车式隧道窑还包括设于窑体外的烟气焚烧设备70及第二热交换设备80，该烟气焚烧设备80用于焚烧燃烧高温区32内燃烧及挥发所产生的高温废气，从而消耗掉废气中的氧进而再通过第二热交换设备80交换热量而降低温度，使得消耗掉氧和降温后的废气可以替换部分或全部降温气体，从而减少降温气体的使用量，有效的降低本发明的单位成本及提高废气的利用效率。具体地，本发明的烟气焚烧设备70的入口与抽风机60的出风口气流连通，该烟气焚烧设备70的出口与第三鼓风设备30的进风口气流连通；工作时，燃烧高温区32内燃烧及挥发所产生的高温废气，在抽风机60的作用下通过预热区31并对预热区31内的物料通过热交换原理进行预热，从而使得高温废气温度降低，降低温度后的废气继续在抽风机60的作用下被送入烟气焚烧设备70，降低温度后的废气在烟气焚烧设备70中燃烧而消耗掉氧，废气在烟气焚烧设备70内被燃烧从而温度升高，升高温度且消耗掉氧的废气通过第二热交换设备80交换热量后变成低温低氧的废气(该废气氧量介于100－500ppm)，该低温低氧的废气在第三鼓风设备30的作用下重新加压注入循环系统对降温区33及冷却区34进行降温，从而可替换部分或全部降温气体，从而减少降温气体的使用量，节省成本。

较佳者，如图6所示，本发明还包括第四鼓风设备90，本发明的抽风机60的出风口还与该第四鼓风设备90的进风口气流连通，该第四鼓风设备的出风口气流连通所述降温区33，所述燃烧高温区32内燃烧及挥发所产生的高温废气在所述抽风机的作用下经所述预热通道对预热区31内物料进行热交换而对物料进行预热，热交换后的废气借由所述第四鼓风设备90注入所述降温区33内对降温区33和冷却区34进行降温。

为了便于对物料进行装填，本发明的窑车1上设有用于装填物料的坩埚4。为了提高本发明的使用寿命和稳定性，本发明的坩埚4，按重量百分比计包括：纯度＞99％的石墨40－45％，纯度＞99％的碳化硅40－50％，粘接剂5－20％。进一步地，所述粘接剂包括二氧化硅和高分子酚醛树脂。

具体地，本发明的窑体由耐高温绝热材料砌筑而成，包括但不限于为拱顶、平顶、异形顶结构，优选为平顶结构的直通隧道式空间，该隧道式空间共计10－40个温区，单个温区长度1－5m，温区的定义是指1－3个窑车作为一个温度管理空间，用于安装温度测量及控制元件；具体地，图8给出了本发明设置33个温区的分区示意图。整个隧道式空间3依次分隔成四个功能区，分别为：预热区31、燃烧高温区32、降温区33及冷却区34，四个功能区总长60－200m，该隧道式空间3的横截面3－5m，；其中，预热区长度10－100m，燃烧高温区长度10－100m，降温区长度10－100m，冷却区长度20－100m，燃气在燃烧高温区内燃烧可使燃烧高温区内温度到达500－1800℃。本发明的窑体的进窑口和出窑口仅在窑车进窑及出窑时打开，正常烧结时处于关闭状态，可有效阻止窑体内气体对流，降低窑内氧含量。

本发明共具有六套用于抽风或鼓风用的设备，这些设备均为现有设备，其为现有技术，其分别为第一鼓风设备10，第二鼓风设备20、第三鼓风设备30、第四鼓风设备、抽风机60及轴流风机40。其中，第一鼓风设备10设于窑体外部，其距离进窑口60－80m处；第二鼓风设备20位于冷却区的窑体外部，高度位于窑车水平面之上0.5－10m，距离进窑口100－130m处；第三鼓风设备30位于窑体外部，窑车水平面之上0.5－10m，距离进窑口100－120m处；第四鼓风设备，位于设备外部，冷却区侧部，窑车水平面之上50－－1000mm，距离窑头100－－120m处；轴流风机40位于窑体外部的窑尾，高度位于窑车水平面之上0.5－10m，距离出窑口10－20m。抽风机60位于窑体外部的窑头侧面，高度位于窑车水平面之上0.5－10m，距离进窑口5－20m处。

以下以本发明烧结的物料为锂电池负极材料中的石墨负极材料为例进行说明，通过DOE实验，本发明提供如下实施例1及实施例2，优选采用实施例1中的工艺参数对石墨负极材料进行烧结工艺的生产方案；当然采用实施例2的工艺参数方案，所取得的效果也是非常优良的。为了便于阐述，实施例1和实施例2用表格的形式体现，具体如下：

采用本发明的物料烧结系统，设备建造成本低，产能高，能耗低，结构简单，维修方便，使得整体单位生产成本极具优势，同时对于窑体内气氛以及避免污染的问题，具有良好的控制手段；尤其适用于对电池负极材料的烧结，本发明可将电池负极材料的碳化工序的加工成本降低50％以上，产能将提升300％以上，可有效降低石墨负极材料生产成本20％以上，对于整个行业的发展具有积极的促进作用和推动作用。

进一步地，以采用降温后的惰性气体作为降温气体为例对本发明进行说明，由于本发明从出窑口内输送出的物料需要直接达到打包的温度(45℃左右)，因此烧结完的物料需要惰性气体的作用下将通过降温区和冷却区的物料降温至45℃左右，故就需要大量的惰性气体，从而造成一定成本的增加。为此，针对上述惰性气体消耗量较大的问题，

如图6及图7所示，本发明在应用了上述提及的烟气焚烧设备70及第二热交换设备80的前提下，可以大大减少或者不使用含氧量介于100－500ppm的降温气体。尤其是将惰性气体作为降温气体使用的情况，本发明在应用烟气焚烧设备70及第二热交换设备80的情况下可完全不使用惰性气体，通过对燃烧高温区所产生的废气的焚烧和降温来替换作为降温气体的惰性气体，其效果同样能达到上述实施例1的效果，进一步起到节省降低成本的作用。

如图7所示，如下实施例3为在应用烟气焚烧设备70及第二热交换设备80的前提下，不使用惰性气体的实施例：

结合图1－图8所示，本发明窑车式隧道窑的第三鼓风设备30于燃烧高温区32与降温区33的交界处加压注入含氧量介于100－500ppmm的降温气体，该降温气体于燃烧高温区32与降温区33的交界处还形成阻隔气流左右流动的气幕；同时，该降温气体通过轴流风机40、第三鼓风设备30及第一热交换设备50形成循环系统，降温气体在该循环系统下循环被使用于对降温区33和冷却区34进行降温，并且使得降温区33和冷却区34形成低氧气氛，既确保了物料不被氧化，又能有效的实现对物料进行降温的目的，同时循环使用还有效的降低了单位成本。同时，本发明通过抽风机60与第三鼓风设备30的配合，使得燃烧高温区32内燃烧及挥发所产生的高温废气在抽风机60的作用下经预热通道60－1对预热区31内物料进行热交换而对物料进行预热，经预热区31热交换后的废气变为低温，该低温废气借由第三鼓风设备30重新加压注入循环系统对降温区33及冷却区34进行降温；使得本发明不仅能循环使用上述降温气体对降温区33和冷却区34进行降温，还能使得燃烧高温区32内燃烧产生的高温废气对预热区31内的物料进行预热，从而减少物料烧结消耗的燃气，并且高温废气通过与预热区31内常温物料进行热交换后变成低温废气(此低温是相较高温废气而言温度降低很多，其实际温度也是高于常温的)，该低温废气在传输过程中在散热一部分热量而降温最后通过第三鼓风设备30重新加压注入循环系统对降温区33及冷却区34进行降温，使得本发明燃烧高温区32内燃烧产生的废气既能对预热区31内的物料进行预热，又能对降温区33和冷却区34内烧结完的物料进行降温，有效的实现了废气的余热利用，大大的降低了单位成本低。另，本发明还通过调节第一鼓风设备10、第二鼓风设备20、第三鼓风设备30、轴流风机40及抽风机60的风量可有效的调节窑内各区域的气压以及环境气氛，从而达到最佳的物料烧结效果。由上可知，本发明窑车式隧道窑及物料烧结系统，结构简单、单位成本低且窑内气压及环境气氛还能合理进行调节，实用性强，非常适于广泛推广使用；本发明尤其适用于用于烧结电池负极材料，且还较适用于大产能的生产。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。同时，以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。