本實(shí)用新型涉及瀝青基炭纖維生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及到一種連續(xù)瀝青基炭纖維長(zhǎng)絲預(yù)氧化爐。

背景技術(shù)：

瀝青基炭纖維由于其石墨晶體結(jié)構(gòu)沿纖維軸高度擇優(yōu)取向，具有高強(qiáng)度、高模量、高導(dǎo)熱和負(fù)的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，常被用于高導(dǎo)熱C/C復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。美國(guó)和日本已經(jīng)具備瀝青基炭纖維工業(yè)化制造工藝，而我國(guó)雖在此領(lǐng)域取得一定的研究成果，但還沒(méi)有形成生產(chǎn)能力。在制備高性能炭纖維的整個(gè)工藝流程中，炭纖維的預(yù)氧化工序是十分重要和關(guān)鍵的步驟，也是直接影響高性能炭纖維質(zhì)量的關(guān)鍵所在。由于連續(xù)瀝青基炭纖維原絲及預(yù)氧化絲力學(xué)性能差，原絲氧化熱處理周期長(zhǎng)，成熟的PAN基炭纖維熱處理設(shè)備基本無(wú)法借鑒使用，現(xiàn)有的連續(xù)瀝青基炭纖維長(zhǎng)絲熱處理設(shè)備較為復(fù)雜、產(chǎn)量低、可控性差、毛絲率高、長(zhǎng)絲預(yù)氧化不透等，無(wú)法滿足實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種方法簡(jiǎn)單、可控性好的連續(xù)瀝青基炭纖維長(zhǎng)絲預(yù)氧化爐，解決預(yù)氧化工藝過(guò)程中熱處理效率低，溫度控制不精確，熱處理溫度不均勻，原絲預(yù)氧化不透，爐膛內(nèi)氧含量不均勻及尾氣的合理排放的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種連續(xù)瀝青基炭纖維長(zhǎng)絲預(yù)氧化爐，包括爐體系統(tǒng)、氣氛系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、尾氣處理裝置及電氣控制系統(tǒng)組成，所述爐體系統(tǒng)圓形爐體水平放置，圓形爐體包括外殼、內(nèi)腔和爐門，爐體外殼左側(cè)設(shè)有傳動(dòng)裝置，右側(cè)為爐門，外殼前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)有2組排氣口和真空接口，接尾氣處理裝置及真空泵，內(nèi)腔中心有水平放置的吹氣轉(zhuǎn)軸，吹氣轉(zhuǎn)軸與傳動(dòng)裝置相連接，與吹氣轉(zhuǎn)軸同心的收絲輥支架套在吹氣轉(zhuǎn)軸上，收絲輥置于收絲輥支架上，收絲輥支架兩端設(shè)有可拆卸式收絲輥固定法蘭，在收絲輥支架與吹氣轉(zhuǎn)軸之間有腔體加熱器及金屬填料，吹氣轉(zhuǎn)軸及收絲輥支架可隨傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)裝置與吹氣轉(zhuǎn)軸之間有動(dòng)態(tài)密封腔，動(dòng)態(tài)密封腔與傳動(dòng)裝置位于爐體外腔同一側(cè)，氣體由氣體入口經(jīng)氣氛系統(tǒng)預(yù)熱包預(yù)熱后，經(jīng)過(guò)耐高溫氣管、動(dòng)態(tài)密封腔、吹氣轉(zhuǎn)軸進(jìn)入爐子內(nèi)腔，預(yù)熱包獨(dú)立置于爐體系統(tǒng)外；在爐子外殼與內(nèi)腔之間有循環(huán)冷卻水。

所述吹氣轉(zhuǎn)軸微孔尺寸為50～500um。

所述所述金屬填料為金屬拉西環(huán)，耐熱不銹鋼材質(zhì)。

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，使用時(shí)將瀝青基炭纖維原絲繞在收絲輥上，收絲輥套在收絲輥支架上，鎖緊可拆卸式收絲輥法蘭，開(kāi)啟傳動(dòng)裝置和循環(huán)冷卻水，爐子程序升溫，通入預(yù)氧化氣體及炭化氣體。炭纖維經(jīng)過(guò)熱處理之后，預(yù)氧化爐冷卻至常溫，取出收絲輥，填入下一收絲輥進(jìn)行熱處理。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有熱處理溫度均勻、預(yù)氧化均勻、毛絲率少，運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施案例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型吹氣轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型尾氣吸收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1、圖2、圖3所示，一種連續(xù)瀝青基炭纖維連續(xù)長(zhǎng)絲預(yù)氧化爐，預(yù)氧化爐圓形爐體水平放置，圓形爐體包括外殼、內(nèi)腔和爐門，爐體外殼左側(cè)設(shè)有傳動(dòng)裝置3，右側(cè)為爐門10，外殼前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)有2組排氣口14和真空接口12，接尾氣處理裝置16及真空泵，內(nèi)腔中心有水平放置的吹氣轉(zhuǎn)軸11，吹氣轉(zhuǎn)軸11與傳動(dòng)裝置3相連接，與吹氣轉(zhuǎn)軸11同心的收絲輥支架6套在吹氣轉(zhuǎn)軸11上，收絲輥7置于收絲輥支架6上，收絲輥支架6兩端設(shè)有可拆卸式收絲輥固定法蘭8，在收絲輥支架6與吹氣轉(zhuǎn)軸11之間有腔體加熱器5及金屬填料15，吹氣轉(zhuǎn)軸11及收絲輥支架6可隨傳動(dòng)裝置3轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)裝置3與吹氣轉(zhuǎn)軸11之間有動(dòng)態(tài)密封腔4，動(dòng)態(tài)密封腔4與傳動(dòng)裝置3位于爐體外腔同一側(cè)，氣體經(jīng)氣氛系統(tǒng)預(yù)熱包1預(yù)熱后，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)密封腔4、吹氣轉(zhuǎn)軸11進(jìn)入爐子內(nèi)腔，預(yù)熱包1獨(dú)立置于爐體系統(tǒng)外；在爐子外殼與內(nèi)腔之間有循環(huán)冷卻水9。其中所述吹氣轉(zhuǎn)軸微孔尺寸為50～500um，金屬填料為金屬拉西環(huán)，耐熱不銹鋼材質(zhì)。氣體由氣體入口13經(jīng)氣氛系統(tǒng)預(yù)熱包1預(yù)熱后，經(jīng)過(guò)耐高溫氣管2、動(dòng)態(tài)密封腔4、吹氣轉(zhuǎn)軸11進(jìn)入爐子內(nèi)腔。圖2中17為法蘭緊固螺紋，18為微孔；圖3中20為冷凝銅管，21為過(guò)濾裝置，22為排氣口，23為廢液存儲(chǔ)罐。圖2中17為法蘭緊固螺紋，18為微孔；圖3中20為冷凝銅管，21為過(guò)濾裝置， 22為排氣口，23為廢液存儲(chǔ)罐。

使用時(shí)將瀝青基炭纖維原絲繞在收絲輥7上，收絲輥7套在收絲輥支架6上，鎖緊可拆卸式收絲輥固定法蘭8，開(kāi)啟傳動(dòng)裝置3和循環(huán)冷卻水9，爐子程序升溫，通入預(yù)氧化氣體及炭化氣體。炭纖維經(jīng)過(guò)熱處理之后，預(yù)氧化爐冷卻至常溫，取出收絲輥7，填入下一收絲輥7進(jìn)行熱處理。連續(xù)瀝青基炭纖維長(zhǎng)絲再經(jīng)過(guò)后期高溫炭化及2600℃石墨化處理，可得到拉伸強(qiáng)度2～3GPa，楊氏模量500～700GPa，熱導(dǎo)率為600W/m*K以上的連續(xù)瀝青基炭纖維長(zhǎng)絲1000m以上。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。