[发明专利]一种石墨化炉装置及发热体负载在线补偿方法

说明书

本发明涉及高温设备技术领域，公开了一种石墨化炉装置及发热体负载在线补偿方法，在感应炉的保温体内设置发热体进给机构，其中发热体进给机构包括发热石墨管和两根补偿石墨管，两根补偿石墨管分别套设在发热石墨管的两端，推杆通过感应炉的进出口端的气封进入感应内，顶在补偿石墨管的外端面，当发热石墨管发生烧蚀减薄造成了负载变化，可利用推杆将两端的补偿石墨管推向中段，补偿中段炉膛的负载变化，延长管式石墨化炉在高温工况的连续稳定运行寿命，便于发热体可以连续稳定运行。

技术领域

本发明涉及高温设备技术领域，具体为一种石墨化炉装置及发热体负载在线补偿方法。

背景技术

碳纤维是纤维状的碳材料，密度比金属铝低，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀性、高模量的特性。石墨纤维一般是指含碳量在99％以上的碳纤维，石墨纤维与碳纤维相比，不仅含碳量高，而且拉伸模量也高，还具有热膨胀系数小和热稳定性好、尺寸稳定等优异性能，因而用来制造刚而薄和尺寸稳定的复合材料构件，广泛用于宇宙飞行器及航天航空领域。

制造石墨纤维是高温技术和高温设备的集成，在2200～3200℃下，如何延长高温使用寿命成为连续石墨化的技术关键。《碳纤维及石墨纤维》(贺福，ISBN-978-7-122-8802-4)提出了用于生产连续碳纤维的感应石墨化炉，但由于纤维进出口造成的炉内气氛保持及发热体高温使用寿命短的问题，该炉型始终未得到在2800℃以上超高温条件下的广泛应用。

CN210030982U实用新型专利提出了一种石墨化炉，解决了设备整体气密性和发热体膨胀损坏的问题，但随着高温运行当其发热体出现一定程度的烧蚀后，其阻值变大，设备运行功率增加，增加了发热体表面电流负荷，更加速了发热体烧蚀损坏，限制了高温状态使用寿命和可靠性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种石墨化炉装置及发热体负载在线补偿方法，以解决现有技术中的石墨化炉装置发热体出现烧蚀减薄阻值变化，造成热场及负载状态偏离设计状态后，不能连续稳定运行的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种石墨化炉装置，包括感应炉、保温体、发热体进给机构、气封，碳纤维和两组推杆；所述感应炉的进出口同轴设置，所述气封分别通过法兰密封装配在感应炉的进口端和出口端；所述保温体装配在感应炉的内部，保温体内设有通孔，所述通孔与感应炉的进口端和出口端同轴设置；所述发热体进给机构装配在通孔内，所述碳纤维沿感应炉的进口端的气封贯穿发热体进给机构至感应炉的出口端的气封；发热体进给机构包括发热石墨管和两根补偿石墨管；两根补偿石墨管分别套设在发热石墨管的两端；两组推杆分别通过气封进入感应炉内，并顶在补偿石墨管的外端面。

优选的，发热石墨管和两根补偿石墨管为空心管，管体内同轴连通形成纤维通道，所述碳纤维在纤维通道内贯穿设置。

优选的，两根补偿石墨管与发热石墨管之间为间隙配合。

优选的，推杆为陶瓷棒；陶瓷棒的材质采用氧化铝或氮化硼。

优选的，推杆上设有橡胶密封圈，推杆与气封的法兰端通过橡胶密封圈形成动密封。

优选的，推杆上设置长度刻度线。

优选的，保温体包括两组端部保温体和中部保温体；两组端部保温体分别在中部保温体的两端装配，且压紧在感应炉的进口端和出口端；两组端部保温体和中部保温体均设有通孔，且通孔同轴设置，所述发热体进给机构装配在中部保温体的通孔内。

优选的，中部保温体上套设有感应线圈。

优选的，两组端部保温体的通孔内设有隔热块。

一种石墨化炉装置的发热体负载在线补偿方法，基于上述所述的石墨化炉装置，包括如下步骤：