[實用新型]低溫碳化爐

有效

• 申請號: 201821247378.1
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN208980845U
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 胡禮杰;徐淑芹
• 申請（專利權）人: 鹽城市翔盛碳纖維科技有限公司
• 主分類號: D01F9/32
• 分類號: D01F9/32;D01F9/133;D01F9/12
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

本實用新型提供一種低溫碳化爐。本實用新型包括爐體，氮氣保護系統、廢氣排放系統，所述爐體為臥式結構，所述爐體的一端設置有進絲口，所述爐體的另一端設置有出絲口；所述氮氣保護系統包括氮氣罐，所述氮氣罐通過噴吹管道連接一組噴頭，所述噴頭位于爐體上部，所述噴頭包括安裝在爐體內部的內置噴頭和設置在進絲口處的外置噴頭，所述內置噴頭從進絲口方向向出絲口方向傾斜設置，傾斜方向與垂直方向的夾角為15?30°，所述外置噴頭緊貼所述出絲口設置并且向背離爐體的方向傾斜設置，其傾斜方向與垂直方向的夾角為15?30°。本實用新型噴吹效果好，能夠徹底去除絲束中的微量氧氣和水汽，提高碳纖維的質量，同時延長碳化爐的使用壽命。

技術領域：

本實用新型涉及一種低溫碳化爐，屬于碳纖維生產設備技術領域。

背景技術：

碳纖維，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維與傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。

碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化制得。應用較普遍的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。碳纖維的制造包括纖維紡絲、熱穩定化（預氧化）、碳化、石墨化等4個過程。其間伴隨的化學變化包括，脫氫、環化、預氧化、氧化及脫氧等。

在碳纖維生產中，低溫碳化爐用于纖維的低溫碳化，在300～1000℃的溫度下對纖維進行處理，使纖維結構發生轉化。碳化是在惰性氣體氛圍中進行的熱解和縮合反應，碳化爐內不能有氧氣的存在，但是仍然后微量的水和氧氣進入爐內，進入途徑有擴散和絲束的吸附等途徑，傳統的低溫碳化爐的兩端采用非接觸式迷宮密封，通過密封防止爐內空氣滲入和爐內廢氣滲透到爐外，氮氣噴口噴入爐體以后，遇到擋板，產生亂流，這種通過氮氣亂流的方式除去進入碳化爐的氧氣和水汽的方式，由于氣流紊亂不穩定導致部分氧氣和水汽即使被吹出來，又會重新在爐體中循環，導致部分碳纖維被氧化，碳化效果不理想，并且進入爐內的氧氣和水汽會造成爐內馬弗被腐蝕，影響碳化爐的使用壽命。

實用新型內容：

本實用新型的目的是針對上述存在的問題提供一種低溫碳化爐，噴吹效果好，能夠徹底去除絲束中的微量氧氣和水汽，提高碳纖維的質量，同時延長碳化爐的使用壽命。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

低溫碳化爐，包括爐體，氮氣保護系統、廢氣排放系統，所述爐體為臥式結構，所述爐體的一端設置有進絲口，所述爐體的另一端設置有出絲口；

所述氮氣保護系統包括氮氣罐，所述氮氣罐通過噴吹管道連接一組噴頭，所述噴頭位于爐體上部，所述噴頭包括安裝在爐體內部的內置噴頭和設置在進絲口處的外置噴頭，所述內置噴頭從進絲口方向向出絲口方向傾斜設置，傾斜方向與垂直方向的夾角為15-30°，所述外置噴頭緊貼所述出絲口設置并且向背離爐體的方向傾斜設置，其傾斜方向與垂直方向的夾角為15-30°；

所述廢氣排放系統包括一組位于所述爐體下部的廢氣排放口，每個廢氣排放口與每個所述內置噴頭的中心線在同一條直線上，每個所述的廢氣排放口都通過管道連接廢氣排放總管，所述的廢氣排放總管通過排煙風機連接廢氣塔。

所述的低溫碳化爐，所述的爐體包括設置在內側的馬弗，設置在馬弗外側的加熱裝置和設置在加熱裝置外部的保溫裝置。

所述的低溫碳化爐，所述的加熱裝置為電加熱管，所述電加熱管分段設置在所述馬弗外側。

所述的低溫碳化爐，所述的保溫裝置包括緊貼所述加熱裝置的隔熱層和位于隔熱層外部的保溫層。