一种连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉，预氧化炉圆形炉体水平放置，圆形炉体包括外壳、内腔和炉门，外壳设有传动装置和炉门，外壳前侧和后侧分别设有排气口和真空接口，炉体内腔中心有水平放置的吹气转轴，吹气转轴与传动装置相连接，与吹气转轴同心的收丝辊支架套在吹气转轴上，收丝辊置于收丝辊支架上，两端有收丝辊固定法兰，在收丝辊支架与吹气转轴之间有腔体加热器及金属填料；传动装置与吹气转轴之间有动态密封腔，与传动装置位于炉体外腔同一侧，气体经气氛系统预热包预热后，经动态密封腔、吹气转轴进入炉子内腔；在炉子外壳与内腔之间有循环冷却水。本实用新型专利技术热处理温度均匀、预氧化均匀、毛丝率少，运行成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及沥青基炭纤维生产设备领域，尤其涉及到一种连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉。
技术介绍
沥青基炭纤维由于其石墨晶体结构沿纤维轴高度择优取向，具有高强度、高模量、高导热和负的热膨胀系数等优点，常被用于高导热C/C复合材料的理想增强体。美国和日本已经具备沥青基炭纤维工业化制造工艺，而我国虽在此领域取得一定的研究成果，但还没有形成生产能力。在制备高性能炭纤维的整个工艺流程中，炭纤维的预氧化工序是十分重要和关键的步骤，也是直接影响高性能炭纤维质量的关键所在。由于连续沥青基炭纤维原丝及预氧化丝力学性能差，原丝氧化热处理周期长，成熟的PAN基炭纤维热处理设备基本无法借鉴使用，现有的连续沥青基炭纤维长丝热处理设备较为复杂、产量低、可控性差、毛丝率高、长丝预氧化不透等，无法满足实际需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种方法简单、可控性好的连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉，解决预氧化工艺过程中热处理效率低，温度控制不精确，热处理温度不均匀，原丝预氧化不透，炉膛内氧含量不均匀及尾气的合理排放的问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉，包括炉体系统、气氛系统、传动装置、尾气处理装置及电气控制系统组成，所述炉体系统圆形炉体水平放置，圆形炉体包括外壳、内腔和炉门，炉体外壳左侧设有传动装置，右侧为炉门，外壳前侧和后侧分别设有2组排气口和真空接口，接尾气处理装置及真空泵，内腔中心有水平放置的吹气转轴，吹气转轴与传动装置相连接，与吹气转轴同心的收丝辊支架套在吹气转轴上，收丝辊置于收丝辊支架上，收丝辊支架两端设有可拆卸式收丝辊固定法兰，在收丝辊支架与吹气转轴之间有腔体加热器及金属填料，吹气转轴及收丝辊支架可随传动装置转动；传动装置与吹气转轴之间有动态密封腔，动态密封腔与传动装置位于炉体外腔同一侧，气体由气体入口经气氛系统预热包预热后，经过耐高温气管、动态密封腔、吹气转轴进入炉子内腔，预热包独立置于炉体系统外；在炉子外壳与内腔之间有循环冷却水。所述吹气转轴微孔尺寸为50～500um。所述所述金属填料为金属拉西环，耐热不锈钢材质。本技术采用上述技术方案，使用时将沥青基炭纤维原丝绕在收丝辊上，收丝辊套在收丝辊支架上，锁紧可拆卸式收丝辊法兰，开启传动装置和循环冷却水，炉子程序升温，通入预氧化气体及炭化气体。炭纤维经过热处理之后，预氧化炉冷却至常温，取出收丝辊，填入下一收丝辊进行热处理。因此，与现有技术相比，本技术具有热处理温度均匀、预氧化均匀、毛丝率少，运行成本低的优点。下面通过附图和实施案例，对本技术的技术方案做进一步详细描述。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术吹气转轴的结构示意图；图3为本技术尾气吸收装置的结构示意图。具体实施方式实施例1如图1、图2、图3所示，一种连续沥青基炭纤维连续长丝预氧化炉，预氧化炉圆形炉体水平放置，圆形炉体包括外壳、内腔和炉门，炉体外壳左侧设有传动装置3，右侧为炉门10，外壳前侧和后侧分别设有2组排气口14和真空接口12，接尾气处理装置16及真空泵，内腔中心有水平放置的吹气转轴11，吹气转轴11与传动装置3相连接，与吹气转轴11同心的收丝辊支架6套在吹气转轴11上，收丝辊7置于收丝辊支架6上，收丝辊支架6两端设有可拆卸式收丝辊固定法兰8，在收丝辊支架6与吹气转轴11之间有腔体加热器5及金属填料15，吹气转轴11及收丝辊支架6可随传动装置3转动；传动装置3与吹气转轴11之间有动态密封腔4，动态密封腔4与传动装置3位于炉体外腔同一侧，气体经气氛系统预热包1预热后，经过动态密封腔4、吹气转轴11进入炉子内腔，预热包1独立置于炉体系统外；在炉子外壳与内腔之间有循环冷却水9。其中所述吹气转轴微孔尺寸为50～500um，金属填料为金属拉西环，耐热不锈钢材质。气体由气体入口13经气氛系统预热包1预热后，经过耐高温气管2、动态密封腔4、吹气转轴11进入炉子内腔。图2中17为法兰紧固螺纹，18为微孔；图3中20为冷凝铜管，21为过滤装置，22为排气口，23为废液存储罐。图2中17为法兰紧固螺纹，18为微孔；图3中20为冷凝铜管，21为过滤装置，22为排气口，23为废液存储罐。使用时将沥青基炭纤维原丝绕在收丝辊7上，收丝辊7套在收丝辊支架6上，锁紧可拆卸式收丝辊固定法兰8，开启传动装置3和循环冷却水9，炉子程序升温，通入预氧化气体及炭化气体。炭纤维经过热处理之后，预氧化炉冷却至常温，取出收丝辊7，填入下一收丝辊7进行热处理。连续沥青基炭纤维长丝再经过后期高温炭化及2600℃石墨化处理，可得到拉伸强度2～3GPa，杨氏模量500～700GPa，热导率为600W/m*K以上的连续沥青基炭纤维长丝1000m以上。以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非对本技术做任何限制，凡是根据本技术技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均属于本技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉，其特征是：由炉体系统、气氛系统、传动装置、尾气处理装置及电气控制系统组成，所述炉体系统的圆形炉体水平放置，圆形炉体包括外壳、内腔和炉门，炉体外壳左侧设有传动装置(3)，右侧为炉门(10)，外壳前侧设有2组排气口(14)，后侧设有真空接口(12)，排气口(14)接尾气处理装置(16)，真空接口(12)接真空泵，内腔中心有水平放置的吹气转轴(11)，吹气转轴(11)与传动装置(3)相连接，与吹气转轴(11)同心的收丝辊支架(6)套在吹气转轴(11)上，收丝辊(7)置于收丝辊支架(6)上，收丝辊支架(6)两端设有可拆卸式收丝辊固定法兰(8)，在收丝辊支架(6)与吹气转轴(11)之间有腔体加热器(5)及金属填料(15)，吹气转轴(11)及收丝辊支架(6)可随传动装置(3)转动；传动装置(3)与吹气转轴(11)之间有动态密封腔(4)，动态密封腔(4)与传动装置(3)位于炉体外腔同一侧，气体由气体入口(13)经气氛系统预热包(1)预热后，经过耐高温气管(2)、动态密封腔(4)、吹气转轴(11)进入炉子内腔，预热包(1)独立置于炉体系统外；在炉子外壳与内腔之间有循环冷却水(9)。...

【技术特征摘要】
1.一种连续沥青基炭纤维长丝预氧化炉，其特征是：由炉体系统、气氛系统、传动装置、尾气处理装置及电气控制系统组成，所述炉体系统的圆形炉体水平放置，圆形炉体包括外壳、内腔和炉门，炉体外壳左侧设有传动装置(3)，右侧为炉门(10)，外壳前侧设有2组排气口(14)，后侧设有真空接口(12)，排气口(14)接尾气处理装置(16)，真空接口(12)接真空泵，内腔中心有水平放置的吹气转轴(11)，吹气转轴(11)与传动装置(3)相连接，与吹气转轴(11)同心的收丝辊支架(6)套在吹气转轴(11)上，收丝辊(7)置于收丝辊支架(6)上，收丝辊支架(6)两端设有可拆卸式收丝辊固定法兰(8)，在收丝辊支架(6)与吹气转轴(11)之间有腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轩科，李保六，叶崇，张福全，刘金水，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43