[实用新型]一种碳纤维预氧化炉

说明书

一种碳纤维预氧化炉，包括炉箱，所述炉箱通过竖向隔板分为左箱体和右箱体，左箱体为热风上行通道，右箱体的中部设有供碳纤维运行的炉腔，炉腔上方的空腔为热风进室，炉腔下方的空腔为热风出室，热风进室和热风上行通道之间设有循环热风进口，热风出室和热风上行通道之间设有循环热风出口，所述热风上行通道的上部设有循环风机，所述炉腔上部设有上热风气流分配板，炉腔下部设有下热风气流分配板，所述右箱体前后端和炉腔相对应的箱壁上分别设有和炉腔相通的进丝口和出丝口。本实用新型采用上下气流分配、高循环风速设计，碳纤维前进后出；炉腔内的热风和碳纤维垂直设置，碳纤维具有纵横向均温性，内外层快速换热，提升碳纤维质量。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维生产线的碳纤维预氧化制造设备领域，尤其是一种碳纤维预氧化炉。

背景技术

碳纤维是一种含碳量90％以上的高性能纤维材料，碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗挤变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用，因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。作为一种性能优异的战略性新材料，碳纤维广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。目前市场销售的90％以上的碳纤维，是以聚丙烯腈(PAN)纤维为原料制成的聚丙烯腈基碳纤维。制备碳纤维的主要工艺包括生产原丝、预氧化、碳化、表面处理、卷丝等环节，每个工艺环节都会对碳纤维的品质有着重要的影响。预氧化是指碳纤维原丝进行碳化前必须经过的预氧化过程，预氧化炉是预氧化过程中的关键性设备。碳纤维原丝在预氧化炉中进行预氧化过程时，原丝表面会发生一系列化学变化使原丝性能提高。

现有碳纤维丝氧化炉的风路方式是在碳纤维丝的上、下面横方向水平循环吹、排气，但是，碳纤维氧化炉由于热风以水平或小角度吹向碳纤维丝，不合乎处理技术要求，碳纤维丝内层换热不佳、换热速度慢，内层易因积热起燃，碳纤维丝的横纵向均温性均差，且碳纤维丝滞留时间长、距离大，进而生产能力低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种内外层快速换热、横纵向均温性的碳纤维预氧化炉。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本实用新型是一种碳纤维预氧化炉，包括炉箱，所述炉箱通过竖向隔板分为左箱体和右箱体，竖向隔板和炉箱长度方向平行设置，所述左箱体为热风上行通道，右箱体的中部设有供碳纤维运行的炉腔，炉腔上方的空腔为热风进室，炉腔下方的空腔为热风出室，热风进室和热风上行通道之间设有循环热风进口，热风出室和热风上行通道之间设有循环热风出口，所述热风上行通道的上部设有循环风机，所述炉腔上部设有上热风气流分配板，炉腔下部设有下热风气流分配板，所述右箱体前端和炉腔相对应的箱壁上设有和炉腔相通的进丝口，右箱体后端和炉腔相对应的箱壁上设有和炉腔相通的出丝口，进丝口和出丝口上分别设有和炉腔相配合的热空气密封装置。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的碳纤维预氧化炉中，所述炉腔内设有至少10层供碳纤维运行的运行通道，且相邻两层运行通道之间的间距不超过240mm。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的碳纤维预氧化炉中，所述进丝口和炉腔内的运行通道对应设置，所述出丝口和炉腔内的运行通道对应设置。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的碳纤维预氧化炉中，所述右箱体的前后两端设有辊架，右箱体前端的辊架上设有和进丝口相配合的转向辊，右箱体后端的辊架上设有和出丝口相配合的转向辊。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的碳纤维预氧化炉中，所述下热风气流分配板为密集型孔板，上热风气流分配板包括三层密集型孔板，相邻两层密集型孔板之间设有一层异形方孔格栅。