Zespół Technologii Materiałów i Nanomateriałów

Jednostrefowy reaktor RG 14/015, zaprojektowany i wykonany przez firmę CZYLOK (przy współpracy z członkami zespołu ZTMiN UJ) o wymiarach 1 x 1,2 x 0,95 m (szerokość x wysokość x głębokość) i masie ~50 kg, wykonany ze stali nierdzewnej SS304, to urządzenie przeznaczone do syntezy materiałów elektrodowych w powiększonej skali. Reaktor składa się z następujących elementów: zbiornik główny reaktora, pokrywa zamykająca zbiornik (uszczelniona uszczelką typu O-ring), mieszadło (z wymienną końcówką mieszającą), uchwyt mieszadła, rama z kołami, szafa sterownicza (z zespołem zasilająco- sterującym) oraz pokrywa wspomagająca do wylewania produktu. Dodatkowo jest on wyposażony w zespół grzewczo- izolacyjny (rurkowy moduł grzejny o wymiarach ϕ235 x 470 mm wraz z elementem grzejnym oraz izolacja z wełny mineralnej) pozwalający na pracę w zakresie temperatur 20-150°C. Kontrolę temperatury zapewnia elektroniczny sterownik z precyzyjnym regulatorem MRT-3 typu PID. Mikroprocesorowy regulator umożliwia zaprogramowanie czasu opóźnionego startu, jak również czasu utrzymywania określonej temperatury. Cyfrowe wyświetlacze pozwalają na łatwy odczyt parametrów rzeczywistych oraz zadanych.

Wymiary przestrzeni roboczej reaktora wynoszą ϕ180 x 500 mm, a jego objętość wsadowa to ~12,7 dm3. Do mechanicznego mieszania nadawy zastosowano mieszadło łopatkowe (4 odpowiednio wyprofilowane łopatki zamocowane na wale obrotowym- 2 poziomy po 2 łopatki) wytwarzające osiowy przepływ cieczy. Sterowanie jego pracą odbywa się poprzez regulację szybkości obrotów mieszadła (za pomocą potencjometru POT2218M2-5K). Odpowiednia konstrukcja pokrywy zamykającej umożliwia prowadzenie syntezy w atmosferze gazu obojętnego, a wbudowane szklane okienko – wizualną kontrolę procesu. Usunięcie produktu syntezy może odbywać się poprzez zawór spustowy (na dole zbiornika) lub poprzez ręczne przechylenie reaktora (za pomocą dźwigni) do pozycji wylewania.

Reaktor RG14/015 posiada wszelkie stosowne zabezpieczenia (jak zawór bezpieczeństwa, czy komunikaty błędów), został wyprodukowany zgodnie z zasadniczymi wymaganiami dyrektyw 2014/35/UE oraz 2014/30/UE, a sprawdzenia jego zgodności dokonano na bazie norm zharmonizowanych: PN-EN 61010-1:2011E, PN-EN 61010-2-010:2006P, PN-EN 60519-1:2011E, PN-EN 60519-2:2008P (wchodzących w skład dyrektywy 2006/95/WE) oraz PN-EN 61326-1:2013-06E (wchodzącej w skład dyrektywy 2004/108/WE).

Zastosowanie reaktora do syntezy materiału LMOS:

Jednostrefowy reaktor RG 14/015, zaprojektowany specjalnie do syntezy materiału LMOS, umożliwia otrzymanie prekursora materiału spinelowego w powiększonej skali. Zastosowanie mieszalnika z odpowiednio wyprofilowanymi łopatkami (idealny do zawiesin o niskiej lepkości) 

Laboratoryjna kruszarka szczękowa LAB-01-65/INOX, zaprojektowana i wykonana przez firmę EKO-LAB, o wymiarach zewnętrznych 0,4 x 0,65 x 0,7 m (szerokość x wysokość x głębokość) i masie ~110 kg to urządzenie przeznaczone do wstępnego rozdrabniania suchych prekursorów materiałów elektrodowych. Należy ona do podgrupy 1-rozporowych łamaczy szczękowych o złożonym ruchu szczęki i przepustowości
50-250 kg/h. Kruszarka składa się z następujących elementów: podstawa kruszarki, korpus kruszarki wraz z silnikiem napędowym, pokrywa górna z lejem zasypowym, komora robocza, szczęka ruchoma, szczęka nieruchoma (nastawna), okładziny elementów roboczych i osłony. Wymiary gardzieli wlotowej wynoszą 65 x 65 mm, przy czym maksymalne uziarnienie nadawy powinno się mieścić w granicy do 60 mm. Zakres regulacji szerokości szczeliny wylotowej został określony na ~1- 15 mm,
a minimalne uziarnienie produktu -zależne od rozstawu szczęk roboczych-na 0 – 3 mm.

Kruszarka LAB-01-65/INOX jest dokładnie wyważona dynamicznie (dzięki czemu nie wymaga przytwierdzenia do podłoża) oraz jest podparta na gumowych wibroizolatorach (które skutecznie tłumią wibracje, ograniczają hałas oraz utrudniają ewentualne przesuwanie się maszyny w czasie pracy). Dodatkowo posiada stosowne zabezpieczenia, została wyprodukowana zgodnie z zasadniczymi wymaganiami dyrektywy 2006/42/WE, a sprawdzenia jej zgodności dokonano na bazie norm zharmonizowanych: PN-EN ISO 12100, PN-EN ISO 13857, PN-EN 60204-1, PN-EN 418, PN-ISO 3864-1.

Zastosowanie kruszarki do rozdrabniania prekursora materiału LMOS:

Rozdrabnianie wysuszonego prekursora materiału LMOS odbywa się w kruszarce szczękowej LAB-01-65/INOX w sposób „przelotowy”- gotowy produkt samoczynnie opuszcza komorę roboczą poprzez szczelinę wylotową i trafia do umieszczonego obok pojemnika. Otrzymany produkt jest skutecznie rozdrobniony i w tej postaci może być poddawany dalszej obróbce (kalcynacji).

Laboratoryjny oporowy piec taśmowy PFO 200x500/100 zaprojektowany i wykonany przez firmę CZYLOK (przy współpracy z członkami zespołu ZTMiN UJ) o wymiarach 1,55 x 1,68 x 0,80 m (szerokość x wysokość x głębokość) i masie 245 kg, przeznaczony do wypalania w warunkach laboratoryjnych w zakresie temperatur do 1000⁰C o długości strefy grzejnej 50 cm. Piec zbudowany jest czterostrefowego modułu grzewczego, stalowej mufli, układu zasilania/przepływu gazu, transportera taśmowego oraz układu sterowania temperaturowego i ruchowego zbudowanego na bazie sterownika PLC z panelem operatorskim 5,7”. Obudowa modułu grzewczego wykonano z blachy nierdzewnej od wewnątrz izolowanej. Komora grzewcza o wymiarach 247 x 190 x 497 mm (szerokość x wysokość x długość) ogrzewana jest z góry i z dołu na całej jej długości. Elementy grzejne komory wykonane są w formie spiral z drutu Kanthal A1 umieszczonych w osłonie z rurki kwarcowej o średnicy 16 mm. W komorze zainstalowane są 32 elementy grzejne (16 góra i 16 dół). Komora modułu grzewczego podzielona jest na cztery niezależnie regulowane strefy po osiem grzałek każda (4 góra i 4 dół). Opisany wyżej moduł grzejny służy do ogrzewania stalowej mufli. Jest ona wyposażona w komin odprowadzający gazy procesowe o średnicy wewnętrznej umieszczony w środkowej części mufli oraz dysze gazów procesowych wykonane z rury żaroodpornej z wylotem w odległości 97 mm od obu końców. Wykonane one są w sposób umożliwiający wstępne ogrzanie gazów procesowych przed wprowadzeniem ich do wnętrza mufli. Piec przystosowany jest do maksymalnego ciśnienia podawania gazów procesowych 6 bar. Moduł grzewczy i mufla osłonięte są z zewnątrz płaszczem ze stali nierdzewnej. Transporter stanowi taśma wykonana z drutu ze stali żaroodpornej H25N20S2.

Piec wyposażony jest w panel dotykowy, przy pomocy którego operator dokonuje nastaw oraz kontroli procesu. Strefa grzewcza może zostać zaprogramowana na cztery różne temperatury w zakresie od temperatury pokojowej do 1000⁰C. Napęd taśmy może być regulowany w szerokim zakresie, pozwalając na prowadzenie szerokiej gamy procesów obróbki termicznej.

Piec taśmowy PFO 200x500/100 posiada wszelkie zabezpieczenia (w tym zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe obwodu zasilania, obwodu sterowania, obwodu zasilania falownika) oraz wyłącznik bezpieczeństwa. Spełnia on europejskie normy bezpieczeństwa i został wyprodukowany zgodnie z dyrektywami 2004/108/WE oraz 2006/95/WE, a sprawdzenia zgodności produkcji dokonano na bazie norm zharmonizowanych: PN-EN 61326-1:2013-06E (wchodzącej w skład Dyrektywy 2004/108/WE) PN-EN 61010-1: 2011E, PN-EN 61010-2-010: 2006P, PN-EN 60519-1:2011E, PN-EN 60519-2:2008P (wchodzących w skład Dyrektywy 2006/95/WE).

Zastosowanie pieca do syntezy materiału LMOS:

Piec taśmowy PFO 200x500/100 umożliwia przeprowadzenie pierwszego etapu kalcynacji prekursora materiału LMOS w temperaturze 300⁰C w powiększonej skali oraz w procesie ciągłym. Powtarzalne warunki pracy oraz odpowiednie tempo nagrzewania pozwoliło na znaczną poprawę parametrów pracy materiału przy kalcynowanego w piecu taśmowym.

Laboratoryjny oporowy piec rurowy PRW 50x618/100/OBR-1 zaprojektowany i wykonany przez firmę CZYLOK (przy współpracy z członkami zespołu ZTMiN UJ) o wymiarach 3,34 x 2,20 x 1,12 m (szerokość x wysokość x głębokość) i masie 210 kg, przeznaczony do wygrzewania materiałów w atmosferze powietrza w temperaturze do 1000⁰C o długości strefy grzejnej 61,8 cm.  Piec zbudowany jest z trzystrefowego grzejnika przeznaczonego do poziomego ogrzewania reaktora. Składa się on z sześciu grzałek spiralnych zatopionych w wewnętrznej ściance cylindra izolacyjnego. Reaktor stanowi rura ceramiczna o średnicy 60 mm  i długości 1200 m, na której końcach umieszczono stalowe króćce zapewniające szczelne połączenie z podajnikiem ślimakowym i zespołem odbioru, w które wyposażony jest piec. Reaktor wyposażony jest w silnik, który umożliwia płynną regulację obrotów reaktora od 4 do 10 obrotów na minutę. Podajnik ślimakowy załadowczy ze zbiornikiem służy do podawania materiału wsadowego do rury reaktora. Elementem roboczym podajnika jest ślimak wykonany w formie śruby o skoku 7 mm. Po drugiej stronie reaktora znajduje się zespół odbioru produktów, który stanowi rurowy zbiornik ze stali nierdzewnej o pojemności 2 dm3. Wszystkie elementy pieca przymocowane są do ruchomej podstawy. Dwa zawiasy na ramie dolnej pozwalają na pochylenie pieca w zakresie kątów od 0⁰ do 5⁰ co 1⁰.

Piec wyposażony jest w panel dotykowy, przy pomocy którego operator dokonuje nastaw oraz kontroli procesu. Możliwa jest zmiana szybkości podawania wsadu reakcyjnego oraz szybkości obrotu reaktora (co przy pochyleniu pieca równoważne jest z szybkością przesypu wsadu). Możliwe jest również zaprogramowanie temperatury dla trzech niezależnych stref grzewczych oraz temperatury gazów podawanych do układu.

Piec rurowy PRW 50x618/100/OBR-1 posiada wszelkie zabezpieczenia (w tym zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe obwodu zasilania, obwodu sterowania, obwodu zasilania falownika) oraz wyłącznik bezpieczeństwa. Spełnia on europejskie normy bezpieczeństwa i został wyprodukowany zgodnie z dyrektywami 2004/108/WE oraz 2006/95/WE, a sprawdzenia zgodności produkcji dokonano na bazie norm zharmonizowanych: PN-EN 61326-1:2013-06E (wchodzącej w skład Dyrektywy 2004/108/WE) PN-EN 61010-1: 2011E, PN-EN 61010-2-010: 2006P, PN-EN 60519-1:2011E, PN-EN 60519-2:2008P (wchodzących w skład Dyrektywy 2006/95/WE).

Zastosowanie pieca do syntezy materiału LMOS:

Obrotowy piec rurowy PRW 50x618/100/OBR-1 umożliwia przeprowadzenie drugiego etapu kalcynacji materiału LMOS  w temperaturze 650-750⁰C w powiększonej skali oraz w procesie ciągłym. Powtarzalne warunki pracy oraz bardzo elastyczna regulacja prędkości przesypu materiału oraz wchodzenia w strefę grzewczą zapewniają optymalne warunki przy produkcji materiału LMOS.