[实用新型]预氧化纤维生产装置

说明书

本实用新型是一种预氧化纤维连续生产装置。具体地说是一种以6K－320K根／束各种规格的聚丙烯腈纤维，特别是以大丝束聚丙烯腈纤维为原料，在介质为空气的氧化炉中经氧化处理制造预氧化纤维的连续生产装置。

预氧化纤维连续生产装置包括送丝设备、拉伸传动设备、氧化炉、浸渍设备、干燥设备、收丝设备以及热风系统。其中最关键的是氧化炉。

现有的氧化炉一般都是一个恒温区，即一个氧化炉内只能设有一个恒温区。在预氧化纤维制造中，尤其是在大丝束预氧化纤维制造中，用一般氧化炉只能采用低温、慢速的氧化工艺，致使生产效率比较低。若采用提高反应温度、加快氧化过程中的反应速度、缩短反应停留时间的多段氧化工艺，仍采用一般氧化炉的话，则有几段氧化温度，就需几个氧化炉。这样，氧化炉数量多、占地面积大、设备投资大若不增加氧化炉，则两氧化炉的温度梯度太大，聚丙烯腈纤维在氧化过程中的反应剧烈，反应放热集中，尤其对大丝束纤维进行予氧化时，必然会发生烧丝或者着火事故。英国R.K Textiles Composite Fibres Ltd的预氧化纤维生产装置（李仍元《合成纤维》86.1.P49）使用英国Gourtaulds SAF原丝为原料，氧化炉为两个，采用低温、慢速的两段氧化工艺：第一氧化炉温度为222℃、第二氧化炉温度为235℃，反应停留时间为150min。

图1所示为氧化炉结构及气流分布示意图。其中的1是进空气口、2是排气口、3是加热板、4是风道、5是风机、6是进风口、7是纤维带。图中箭头所示为气流方向。该氧化炉的空气由一侧吹入。虽然气流方向与纤维走向垂直，而实际上气流方向与纤维带平面或纤维束构成之平面是平行的。这样，在氧化炉进风口一侧的纤维带边或纤维束受气流直吹，则这边的丝与丝间的反应热被瞬间吹散，并将反应热吹向风口一侧。而在离开进风口向出风口一侧，由于只受平行气流的吹动，这样，只能将纤维带表面的反应热吹散，纤维束中或带中丝与丝间的反应热难以瞬间携走，使纤维带或束蓄热而被烧断或者着火。同时也使纤维的氧化程度不均匀，靠进风口一侧的予氧化纤维的密度低于出风口一侧的予氧化纤维的密度。若加大炉内气流量，会造成炉内纤维剧烈振动，引起毛丝。

R.K的氧化炉在生产过程中，炉内热气流向炉外扩散，使得操作环境受到一定程度的污染。另外，该炉内的穿丝是由人工进行，其操作不便。

又如，特公昭61－57410的氧化炉也是在一个炉内只有一个恒温区，其炉内热气流方向与纤维构成的无纬带平面平行。

本实用新型的目的在于提供一种可自动穿丝的，具有不同温度梯度的多温区氧化炉的预氧化纤维连续生产装置。该装置可提高氧化过程中的反应温度，缩短反应停留时间、使得预氧化纤维的氧化程度均匀，提高预氧化纤维的生产效率。

本实用新型的预氧化纤维生产装置，仍由送丝铺带、穿丝、导丝拉伸、氧化处理、浸渍、干燥、收丝几个部分构成。其特点在于氧化炉，氧化炉为一个两端留有走丝口的封闭炉体，其内水平分层排列并构成2－4个由加热管平面、热风分布管平面、热分布网平面、热屏蔽网平面所组成的不同温度之氧化区，炉体两端设有与炉体固接的走丝气封封头，封头内装有用来排气的排风管，封头外设防护室，防护室与炉体并接。

该氧化炉的加热管可以是电加热管、也可以是远红外加热管。它们在水平方向上呈炉蓖状排列形成2－4个加热平面。

这种氧化炉还装有热风分布管，在水平方向上呈炉蓖状排列，其排列成的平面置于加热管平面下方。热风分布管为金属管，其上钻有等距离分布的气孔，气孔口向上。热风分布管可使热气流在各温区的水平面上均匀分布，使气流垂直朝向纤维带平面，并有足够的气流速度去吹散各层纤维带中的反应热。

该氧化炉设置热分布网，采用6－12目的金属网，将其置于加热管平面的上方，其作用在于使热气流流畅，热量能够分布均匀，增加低温区上串气流加热的热交换面积，同时防止毛丝、断丝落在加热管上。

该氧化炉内所设置的热屏蔽网与热分布网一样，采用6－12目的金属网，置于热风分布管平面的下方。其作用是在两温区的分界面加此网后，会使高温向低温传递的热蓄于屏蔽网板上，起热屏蔽的作用。

该氧化炉的两端即防护室内设置有走丝口的气封封头，内装有环形抽气气流分布管，管外填充保护材料。气封封头采用抽气气封的原理，可将炉内向外扩散的气流由气封封头抽走，也将炉口的冷气由气封封头抽走，阻止冷热气流在炉内两端进行对流，保证了炉内各恒温区域的稳定，减少环境污染，同时向热气流中补充了新鲜空气。