[發(fā)明專利]連續(xù)石墨化超高溫矩形爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210327321.3
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN102787394A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林剛;李旭如;喬蔭春;馮軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州賽奧碳纖維技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): D01F11/16
• 分類號(hào): D01F11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超高溫石墨化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于高性能、高模量的石墨化碳纖維生產(chǎn)及需要進(jìn)行石墨化連續(xù)處理的各類材料。

背景技術(shù)

石墨化碳纖維是指含碳量在99^//_/以上的碳纖維。碳纖維經(jīng)過2200-2800℃高溫石墨化處理就可以得到石墨纖維。石墨纖維與碳纖維相比較，不僅含碳量高，而且拉伸模量高。因此。石墨纖維也叫做高模量碳纖維。此外，石墨纖維還具有熱膨脹系數(shù)小和熱穩(wěn)定性好、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異性能，因而用來制造剛而薄和尺寸穩(wěn)定的復(fù)合材料構(gòu)件，廣泛用于宇宙飛行器及航天航空領(lǐng)域。

在石墨纖維生產(chǎn)過程中，超高溫設(shè)備極其關(guān)鍵。碳化爐因?yàn)榫哂泄ぷ鳒囟雀撸瑢?duì)碳纖維的性能影響大，綜合技術(shù)水平要求高等特點(diǎn)，成為是大型產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備，也是制約我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的瓶頸。

目前碳纖維、碳紙材料的碳化工藝，基本分為低溫碳化和高溫碳化。低溫碳化最高溫度1100℃左右，高溫碳化最高溫度在1600-1800℃。一般來說，1800℃以上的高溫爐結(jié)構(gòu)成為超高溫。我國至今沒有相對(duì)成熟的連續(xù)超高溫設(shè)備。

碳纖維生產(chǎn)過程中，馬弗爐的溫度分布是否均勻是影響碳纖維的碳化質(zhì)量的重要因素之一。保溫材料類型也是影響碳化爐性能的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于克服現(xiàn)在的技術(shù)不足，而提供連續(xù)石墨化的超高溫矩形爐，能夠滿足現(xiàn)有石墨化碳纖維生產(chǎn)的需要。

本發(fā)明要解決的問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種生產(chǎn)石墨化碳纖維的高溫矩形爐，加熱工作溫度在2200℃-2800℃。其結(jié)構(gòu)為石墨馬弗爐膛，爐膛分勻溫區(qū)和加熱區(qū)兩個(gè)部分，爐膛上、下兩面均有加熱裝置，加熱裝置是由石墨加熱元件和石墨電極螺紋連接而成。爐體內(nèi)有石墨硬氈、軟氈、碳碳復(fù)合材料等材料組成的保溫系統(tǒng)，保溫系統(tǒng)的外層是鋼結(jié)構(gòu)的爐殼，爐殼外面貼有可拆卸的冷水套。使用帶抽頭的變壓器來抵消石墨發(fā)熱元件由于氧化的進(jìn)行和橫斷表面的老化而引起的加熱電阻變大和石墨阻抗性變大所帶來的反作用。本發(fā)明的有益效果：跟以往技術(shù)相比，該超高溫矩形爐爐可以產(chǎn)生2200-2800℃的超高溫；保溫效果好；有可拆卸的冷水套，方便維修；使用抽頭變壓器使功率穩(wěn)定。

附圖說明

圖中，1.保溫系統(tǒng)；2.可拆卸的冷水板；3.加熱元件；4.爐殼；5.石墨爐膛；6.帶抽頭變壓器

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

本發(fā)明一種生產(chǎn)石墨纖維的高溫矩形爐，如圖1所示。爐子工作時(shí)，加熱元件(3)通電加熱，使石墨爐腔(5)升溫至2200-2800℃。碳纖維在石墨爐腔(5)內(nèi)的勻溫區(qū)和加熱區(qū)進(jìn)行碳化處理。保溫系統(tǒng)(1)位于加熱元件(3)和爐殼(4)之間，采用400-600mm厚的石墨硬氈、軟氈、碳碳復(fù)合材料等材料組成，保溫材料多為板狀形狀，板與板之間搭接而成。通過帶抽頭的變壓器(6)控制調(diào)整石墨發(fā)熱元件(3)由于氧化的進(jìn)行和橫斷表面的老化而引起的加熱電阻變大和石墨阻抗性變大所引起的電壓變化，保持加熱電壓的穩(wěn)定。可拆卸的水冷板(2)對(duì)爐殼(4)進(jìn)行冷卻，保證爐殼(4)表面溫度不致與過高。水冷板(2)貼在爐殼(4)表面，避免了以往將水冷夾層直接焊接在爐體內(nèi)部而帶來的漏水、維修不方便等問題。