[發(fā)明專利]碳纖維預(yù)氧化設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410540087.1
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN105506786A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 昌志龍;張琨;吳歷斌;吳糧華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: D01F9/32
• 分類號: D01F9/32;D01F9/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，包括物料輸送系統(tǒng)和熱處理系統(tǒng)，其特征在于，物料輸 送系統(tǒng)包含放絲機(jī)(1)、張力站Ⅰ(2)、導(dǎo)向輥(3)、張力站Ⅱ(4)，放絲機(jī)(1) 的放絲速度為0.2-2m/min；其中，張力站由輥、軸承、框架、控制程序和人機(jī)界面控制組 成；

熱處理系統(tǒng)包含不銹鋼管表面電加熱單元(13)、不銹鋼管內(nèi)部熱空氣加熱單元、不 銹鋼管外部爐膛中熱空氣加熱單元；其中，不銹鋼管內(nèi)部熱空氣加熱單元包括熱空氣進(jìn)口 Ⅰ(11)、熱空氣出口(12)、走絲通道(15)；不銹鋼管外部爐膛中熱空氣加熱單元包 括熱空氣進(jìn)口Ⅱ(8)、熱處理分配管(9)、爐膛(10)，爐膛(10)中并排多根不銹鋼 管(7)，鋼管內(nèi)部作為走絲通道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于爐膛(10)中并排多根不 銹鋼管(7)的個數(shù)為1～9根，從上至下依次排列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于物料輸送系統(tǒng)中放絲機(jī)放 絲速度v₀、張力站Ⅰ(2)和張力站Ⅱ(4)中五輥機(jī)的線速度v₁和v₂，速度范圍為0.2-2m/min， v₂大于v₁時，對纖維施加正牽伸；v₂等于v₁時，對纖維施加零牽伸；v₂小于v₁時，對纖 維施加負(fù)牽伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于物料輸送系統(tǒng)中五輥機(jī)材 質(zhì)采用碳鋼鍍鉻，鍍鉻厚度為0.2mm，導(dǎo)向輥(3)材質(zhì)采用陶瓷。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于熱處理系統(tǒng)中不銹鋼管表 面電加熱單元(13)為鎳鉻合金絲，纏繞在不銹鋼管(7)的表面，采取電加熱的形式加 熱。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于熱處理系統(tǒng)中不銹鋼管內(nèi) 部熱空氣加熱單元通過在不銹鋼管走絲通道(15)中通熱空氣，熱空氣從進(jìn)口Ⅰ(11)進(jìn)， 從熱空氣出口(12)出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于熱處理系統(tǒng)中不銹鋼管外 部爐膛中熱空氣加熱單元通過在預(yù)氧爐熱空氣進(jìn)口Ⅱ(8)通入熱空氣，從熱處理分配管 (9)進(jìn)入氧化爐爐膛中。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在不銹鋼管內(nèi)走絲腔體的溫度 通過爐膛內(nèi)熱空氣溫度、不銹鋼管表面電阻絲加熱溫度和爐膛內(nèi)熱空氣溫度進(jìn)行調(diào)控為 150～350℃，沿纖維軸向溫度均勻性為±0.5℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維預(yù)氧化設(shè)備，其特征在于預(yù)氧爐中不銹鋼管(7) 長度為4-8m，纖維有效加熱長度為4～72m，纖維的有效加熱時間為2～360min。

10.一種生產(chǎn)碳纖維的方法，采用上述權(quán)利要求1～9所述的任一種碳纖維預(yù)氧化設(shè) 備，其特征在于原絲經(jīng)放絲機(jī)(1)開卷后，經(jīng)張力站Ⅰ(2)和導(dǎo)向輥(3)，進(jìn)入預(yù)氧 爐中第九層不銹鋼管內(nèi)部走絲通道中進(jìn)行熱處理，經(jīng)右側(cè)導(dǎo)向輥轉(zhuǎn)向后進(jìn)入第八層不銹鋼 管，絲束在爐膛中依次往復(fù)前行，最終在第一層不銹鋼管右側(cè)出預(yù)氧爐，經(jīng)導(dǎo)向輥至張力 站Ⅱ(4)，然后進(jìn)入后續(xù)低溫碳化爐、高溫碳化爐、表面處理、上漿干燥，最終得到碳 纖維。