[实用新型]一种低功耗碳纤维连续碳化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及新型材料生产领域，具体是一种低功耗碳纤维连续碳化炉。

背景技术

碳纤维是一种含碳量高于90％的无机高分子纤维，具有许多宝贵的电学、热学和力学 性能。碳纤维材料广泛应用于航天航空、深海钻油等高科技领域，但高昂的价格制约了其 广泛应用。而碳纤维的昂贵价格，在很大程度上是因为其生产过程中的高能耗所致。碳纤 维碳化生产过程为退卷、预氧化、低温碳化、高温碳化，在这个过程中，低温碳化与高温 碳化是能耗较大的环节，碳化温度要求从400℃～1600℃，功率要求达到1800kW。现有技 术在进行低温碳化时所使用的碳化炉因丝束输送机构、加热装置和惰性气体管的设置不合 理，致使能耗较高，且纤维丝束在碳化前后缺少合理有效的检测装置和梳理装置，影响碳 纤维的质量和后一工序的加工，影响工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低功耗碳纤维连续碳化炉，以解决上述背景技术中提 出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种低功耗碳纤维连续碳化炉，包括炉体和炉膛，所述炉体的内部为炉膛，炉体的内 壁上由外到内依次设有保温层、耐火层和加热管，所述炉膛上下两侧的耐火层内部分别设 有第一惰性气体进管和第二惰性气体进管，所述第一惰性气体进管的左端延伸至炉体的左 端外侧，第一惰性气体进管的端部分别设有第一控制阀和第一气体流量计，所述第二惰性 气体进管的右端延伸至炉体的右端外侧，第二惰性气体进管的端部分别设有第二气体流量 计和第二控制阀，所述炉体的左端中部设有与炉膛导通的丝束进口，且丝束进口上设有在 线张力检测装置，所述炉体的右端中部设有与炉膛导通的丝束出口，且丝束出口上设有纤 维梳理器，所述炉体的中部还设有与炉膛导通的排气管。

作为本实用新型进一步的方案：所述炉膛内设有丝束输送机构，丝束输送机构包括内 置于炉膛内的蜂窝陶瓷托辊组以及设置于炉体外侧的驱动机构。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一惰性气体进管的右端与炉膛的顶部右侧导通 连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述第二惰性气体进管的左端与炉膛的底部左侧导通 连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述加热管为红外辐射加热管，且加热管为环形结构， 与耐火层相匹配均匀横向排布于炉膛内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过环形结构且均匀分布的加热管对炉 膛进行加热，利于在纤维丝束的运行方向形成由低到高的温度梯度，且加热管具有高强度、 高热效、高穿透性和低能耗的显著特点，显著提升纤维丝束的碳化质量，通过分别设置第 一惰性气体进管和第二惰性气体进管两条惰性气体管，可以通过第一控制阀和第二控制阀 分别对第一惰性气体进管和第二惰性气体进管的进气进行调控，使得炉膛内的惰性气体均 匀，且通过第一气体流量计和第二气体流量计的流量检测，便于分析统计，将第一惰性气 体进管和第二惰性气体进管设置于耐火层内，这样不需要其他辅助设备对气体进行加热， 减少能耗，通过保温层可以对炉体进行隔热保温，减少热量散失，通过在线张力检测装置 对丝束进行张力均衡检测并及时把检测到的信号反馈给丝束输送机构，通过频率和速度来 进行张力调整，通过纤维梳理器进行纤维梳理，使得丝束成为间距均匀的单层丝，利于下 一道工序的加工，提升工作效率，通过蜂窝陶瓷托辊组输送丝束，磨损小，受热系数小， 进一步节约能耗。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图。

图2为本实用新型的外部结构示意图。

图中：1-第一惰性气体进管，2-第一控制阀，3-第一气体流量计，4-在线张力检测装 置，5-丝束进口，6-炉体，7-保温层，8-耐火层，9-第二惰性气体进管，10-加热管，11- 第二气体流量计，12-第二控制阀，13-丝束出口，14-纤维梳理器，15-纤维丝束，16-炉 膛，17-排气管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。