[发明专利]一种碳纤维氧化炉

说明书

本发明提供的一种碳纤维氧化炉，包括炉体，所述炉体设有一入口、一出口和一热风循环系统，其特征在于，所述炉体内具有多个循环风道，多束碳纤维丝束通过外部牵引辊子牵引自所述入口进入所述炉体的循环风道，所述热风循环系统包括电加热器、循环风机以及气体均匀分配器，所述循环风机位于所述电加热器前端，所述循环风道的出风口设置气体均匀分配器，所述热风在循环风机的驱动下进入所述电加热器加热再经气体均匀分配器将热风调整为均匀一致的水平热风，调整后的水平热风进入所述循环风道持续对碳纤维丝束加热氧化。

技术领域

本发明涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种水平吹风式碳纤维氧化炉设备。

背景技术

碳纤维是一种新兴的纤维材料，具有极高的强度和刚度，耐高温高压，耐腐蚀烧蚀，以其优异的性能被广泛应用于航空航天、军事、体育休闲和工业领域中，而且需求量呈快速增长趋势。碳纤维是一种碳含量超过90％的纤维状碳材料,是以有机纤维—聚丙烯晴(PAN)纤维、粘胶纤维、沥青纤维等原丝经过预氧化、碳化、石墨化等高温固相反应工艺过程制备而成，由有择优取向的石墨微晶构成，因而具有很高的强度和弹性模量(刚性)。它的比重一般为1.70～1.80g/cm 3，强度为1200～7000MPa，弹性模量为200～400GPa，热膨胀系数接近于零。

生产高品质的PAN基碳纤维是一个系统工程，从原丝的生产到预氧化、碳化以及后面的表面处理，影响碳纤品质的因素众多，其中预氧化过程就是一个重要环节，也是制约生产的瓶颈。目前，PAN的预氧化工艺过程须达到50～120min，所以预氧化炉的效率成为控制生产碳纤维周期的主要因素。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种碳纤维氧化炉，包括炉体，所述炉体设有一入口、一出口和一热风循环系统，其特征在于，所述炉体内具有多个循环风道，多束碳纤维丝束通过外部牵引辊子牵引自所述入口进入所述炉体的循环风道，所述热风循环系统包括电加热器、循环风机以及气体均匀分配器，所述循环风机位于所述电加热器前端，所述循环风道的出风口设置气体均匀分配器，所述热风在循环风机的驱动下进入所述电加热器加热再经气体均匀分配器将热风调整为均匀一致的水平热风，调整后的水平热风进入所述循环风道持续对碳纤维丝束加热氧化。

于一实施例中，所述炉体设置一供新鲜热风注入的新蒸汽补充管线，新鲜热风经所述新蒸汽补充管线注入所述循环风道。

于一实施例中，所述炉体分为上、下炉体，共两层，每一层所述炉体具有前炉体和后炉体，所述上、下炉体布置结构相同且所述上、下炉体不连通，所述前、后炉体连通。

于一实施例中，所述热风循环系统分别位于上炉体的前炉体、后炉体和下炉体的前炉体、后炉体。

于一实施例中，多束碳纤维丝束通过外部牵引辊子牵引从入口进入炉体的上炉体，在所述外部牵引辊子牵引下先在上炉体内反复循环，再进入炉体的下炉体反复循环，来自所述热风循环系统的热风对所述碳纤维丝束预氧化，预氧化后的碳纤维丝束从出口离开炉体。

于一实施例中，所述炉体内设置有密封流道，所述密封流道位于炉体的入口、出口处，且与所述炉体的入口、出口连通。

于一实施例中，所述炉体连接一气体收集管线，所述气体收集管线与所述密封流道出口连通。

于一实施例中，所述炉体设有检查门，所述检查门位于所述炉体中间。

于一实施例中，所述炉体设有炉体排气管线。

于一实施例中，所述炉体的入口和出口布置进出口密封气管线，所述进出口密封气管线靠近密封流道设置。