用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及碳纖維生產設備技術領域，具體地說，是一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置。
【【背景技術】】
[0002]碳纖維是含碳量高于92%的無機高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好，纖維的密度低。用碳纖維復合的工程材料優(yōu)于金屬材料，其抗拉強度高于鋼材的3-4倍，耐疲勞高2倍，重量比鋼材輕3-4倍，熱膨脹小4-5倍。石墨纖維可以做到零變異。碳纖維被廣泛應用于國防、航天航空、導彈、隱形飛機和大型客機，高速軌道交通、船泊、體育用品、化工機械、電力設施、紡織機械和醫(yī)療器械等領域。
[0003]碳化工藝中，首先將線性分子結構的PAN基碳纖維原絲送入預氧化爐，經加熱產生化學和物理反應后，纖維內部結構轉化為耐熱的梯型結構后，送入碳化爐，在無氧下進行固相碳化，形成具有亂層石墨結構的無機高分子纖維。
[0004]纖維在碳化時，碳化爐內微氧含量要低于5PPm，微氧量超標，將影響碳纖維的性能指標，碳收率降低；所以控制預氧化絲束內部氧含量是制取高性能碳纖維的首要條件之一。
[0005]綜上所述，提高碳纖維的性能指標，必須解決預氧化束絲內在進入預碳時的微氧含量。
【
【發(fā)明內容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0008]一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，碳纖維絲碳化工藝，包括預氧化、預碳、高碳、表面處理、上漿步驟，其特征在于，在預氧化和預碳之間增加一預氧化絲氮氣吹掃步驟；吹掃步驟是用氮氣量50m3/h，氮氣溫度150-200°C ;氮氣吹掃裝置包含上殼體和下殼體，上下殼體的左側通過鉸鏈連接，完成上下殼體固定。
[0009]在上殼體和下殼體的中間位置設置一個預氧化絲吹掃通道，在預氧化絲吹掃通道的左端設置進絲口，在預氧化絲吹掃通道的右端設置出絲口。
[0010]在上殼體的右側設有兩個手柄可自如開關。
[0011]氮氣導流孔分布均勻在吹掃通道的上下壁。
[0012]氮氣導流孔的孔徑為5mm，孔間距為50mm。
[0013]在上下殼體分別設有一個加熱腔室。
[0014]所述的加熱腔室設有保溫層；保溫層位于加熱腔室的中間位置。
[0015]所述的保溫層的厚度10_20cm。
[0016]加熱腔室設置4KW的電加熱棒，電加熱棒固定于加熱腔室的水平中間位置。
[0017]所述的氮氣入口的數(shù)目為六個，分別安裝與上下殼體的左側，每個殼體3個入口，
安裝位置均分。
[0018]所述的氮氣入口由對應有10m3/h的轉子流量計控制，具體六個10m3/h的轉子流量計控制來控制相應的氮氣入口。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的積極效果是:
[0020]本發(fā)明提供一種降低預氧化絲進入碳化爐前濕度的裝置。
[0021]本發(fā)明提供降低預氧化束絲在進入碳化爐前氧含量的裝置。
【【附圖說明】】
[0022]圖1為本發(fā)明碳化工藝流程圖；
[0023]圖2本發(fā)明預氧化絲氮氣吹掃裝置的俯視圖；
[0024]圖3為圖2中A-A位置的剖視圖；
[0025]圖4為圖2中B-B位置的剖視圖；
[0026]附圖中的標記為:001-氧化步驟，002-預氧化絲氮氣吹掃裝置，003預碳步驟，201-鉸鏈，202-手柄，203-電加熱棒，204-氮氣導流孔，205-纖維吹掃通道，206-氮氣進口，207-保溫層，208-進絲口，209-出絲口。
【【具體實施方式】】
[0027]以下提供本發(fā)明一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置的【具體實施方式】。
[0028]實施例1
[0029]請參見附圖1，2，3，4，一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，碳纖維絲碳化工藝，包括預氧化、預碳、高碳、表面處理、上漿步驟，在預氧和預碳之間增加一預氧化絲氮氣吹掃步驟；
[0030]所述的吹掃步驟是用氮氣量50m3/h，氮氣溫度150-200°C。
[0031]所述的氮氣吹掃裝置包含上殼體和下殼體，上下殼體的左側通過鉸鏈201連接，完成上下殼體固定。
[0032]在上殼體和下殼體的中間位置設置一個預氧化絲吹掃通道205，在預氧化絲吹掃通道的左端設置進絲口 208，在預氧化絲吹掃通道的右端設置出絲口 209。
[0033]在上殼體的右側設有兩個手柄202可自如開關。
[0034]氮氣導流孔204分布均勻在吹掃通道的上下壁。
[0035]氮氣導流孔的孔徑為5mm，孔間距為50mm。
[0036]在上下殼體分別設有一個加熱腔室。
[0037]所述的加熱腔室設有保溫層207 ;保溫層位于加熱腔室的中間位置。
[0038]所述的保溫層的厚度10_20cm。
[0039]加熱腔室設置4KW的電加熱棒203，電加熱棒固定于加熱腔室的水平中間位置；
[0040]所述的氮氣入口 206的數(shù)目為六個，分別安裝與上下殼體的左側，每個殼體3個入口，安裝位置均分。
[0041 ] 所述的氮氣入口由對應有10m3/h的轉子流量計控制，具體六個10m3/h的轉子流量計控制來控制相應的氮氣入口。
[0042]本發(fā)明的碳化工藝，主要是解決預氧化束絲內在進入預碳時的微氧含量；為此，在現(xiàn)有的碳化工藝上，進行的技術改進。
[0043]如圖1所示，本發(fā)明的碳化工藝是在001預氧步驟和003預碳之間，增加002氮氣吹掃步驟。
[0044]本發(fā)明的氮氣吹掃裝置002，有兩個半殼組成，分別有獨立的氮氣加熱器和氮氣導流設置，可與預碳裝備無縫連接。
[0045]本發(fā)明的裝置有6個206氮氣入口，分別有氮氣轉子流量計控制，每半殼:額定氮氣量25m3/h，額定加熱功率4kw，額定溫度200°C。
[0046]本發(fā)明的碳化技術在于預氧化束絲在進入預碳時，在200 °C，50m3/h氮氣的吹掃下，達到了清除預氧化束絲的濕度和內部微氧的存在。
[0047]本發(fā)明的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置完成了高分子有機纖維在無氧條件下的固相碳化過程，提高了碳纖維的物理性能指標，也提高了碳收率，降低了生產成本，增加了經濟效益。
[0048]本發(fā)明提供一種降低預氧化絲進入碳化爐前濕度的裝置。
[0049]本發(fā)明提供降低預氧化束絲在進入碳化爐前氧含量的裝置。
[0050]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，碳纖維絲碳化工藝，包括預氧化、預碳、高碳、表面處理、上漿步驟，在預氧化和預碳之間增加一預氧化絲氮氣吹掃步驟；吹掃步驟是用氮氣量50m3/h，氮氣溫度150-200°c ;氮氣吹掃裝置包含上殼體和下殼體，上下殼體的左側通過鉸鏈連接，完成上下殼體固定。2.如權利要求1所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，在上殼體和下殼體的中間位置設置一個預氧化絲吹掃通道，在預氧化絲吹掃通道的左端設置進絲口，在預氧化絲吹掃通道的右端設置出絲口。3.如權利要求2所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，氮氣導流孔分布均勻在吹掃通道的上下壁。4.如權利要求3所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，氮氣導流孔的孔徑為5mm，孔間距為50mm。5.如權利要求1所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，在上下殼體分別設有一個加熱腔室。6.如權利要求5所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，所述的加熱腔室設有保溫層；保溫層位于加熱腔室的中間位置。7.如權利要求6所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，所述的保溫層的厚度10-20cm。8.如權利要求5所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，加熱腔室設置4KW的電加熱棒，電加熱棒固定于加熱腔室的水平中間位置。9.如權利要求1所述的一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，其特征在于，氮氣入口的數(shù)目為六個，分別安裝與上下殼體的左側，上下每個殼體三個氮氣入口，安裝位置均分。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于碳纖維生產的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置，碳纖維絲碳化工藝，包括預氧化、預碳、高碳、表面處理、上漿步驟，在預氧和預碳之間增加一預氧化絲氮氣吹掃步驟；吹掃步驟是用氮氣量50m3/h，氮氣溫度150-200℃；氮氣吹掃裝置包含上殼體和下殼體，上下殼體的左側通過鉸鏈201連接，完成上下殼體固定。本發(fā)明的碳化工藝及預氧化束絲氮氣吹掃裝置完成了高分子有機纖維在無氧條件下的固相碳化過程，提高了碳纖維的物理性能指標，也提高了碳收率，降低了生產成本，增加了經濟效益；降低預氧化絲進入碳化爐前濕度的裝置；降低預氧化束絲在進入碳化爐前氧含量的裝置。
【IPC分類】D01F9/32
【公開號】CN105133092
【申請?zhí)枴緾N201510658413
【發(fā)明人】向峰, 孫興祥, 陳文書
【申請人】浙江精業(yè)新興材料有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月12日