一种高性能碳纤维预氧化炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102758270A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102758270A(43)申请公布日2012.10.31(21)申请号201210209257.9(22)申请日2012.06.21(71)申请人合肥日新高温技术有限公司地址230000安徽省合肥市包河工业区北京路与延安路交口(72)发明人张时利王建跃王皓静范立东徐根应姜和山王磊(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊(51)Int.Cl.D01F9/12(2006.01)D01F9/32(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书77页页附图附图44页(54)发明名称一种高性能碳纤维预氧化炉(57)摘要本发明公开了一种高性能碳纤维预氧化炉，专门设计应用于高性能碳纤维材料在350℃以下进行热处理之用。炉体设计成积木式结构，便于拼装和拆卸。窑炉设计充分考虑和理解高性能碳纤维材料的制备工艺要求，尽可能满足其重点特殊要求。根据材料的制备工艺要求，预氧化炉采用循环热空气加热方式，循环风风行方式由炉体中间吹向两端，由几个热处理腔串并联形成一定温度梯度的系统。内炉膛全部采用防腐不锈钢结构；保温材料采用全纤维超轻质材料隔热保温；温度控制采用PLC控温模块，具有控温精度、温度稳定性高等特点；设备解决预氧化工艺过程中热处理效率低，温度控制的不精确，热处理腔内的温度均匀性不理想，预防原丝燃烧、炉膛氧含量的充分补充以及废气的合理排放的问题。整体能耗较低，整机经久耐用。CN102758ACN102758270A权利要求书1/3页1.一种高性能碳纤维预氧化炉，其特征在于：具有若干热处理炉，炉体由热处理炉并列叠加而成；每个热处理炉均具有左热处理腔体、右热处理腔体和中间加热腔体，其中左热处理腔体与右热处理腔体为对称结构，各腔体之间通过螺栓紧固连接，左热处理腔体与右热处理腔体外端设置有多层纤维丝束进出口，每层纤维丝束进出口部设置有废气过渡室和腔体密封调节装置；每个热处理炉内均设置有热风循环系统，所述热风循环系统循环风风行方式由炉体中间吹向两端，包括安装在中间加热腔体内的风路分配器，风路分配器分别连接左热处理腔体与右热处理腔体内端的气体入腔整流装置，左热处理腔体与右热处理腔体的外端口处分别连接有气体出腔回流装置，每个气体出腔回流装置出口均分为三路，第一路分为两路经回流调节阀调节后连接到回风通道，第二路直接连接到回风通道，第三路连接到废气过渡室，废气过渡室通过引流风机连接到废气排放通道，回风通道设置有新风补充口，左热处理腔体与右热处理腔体的回风通道合并后通过过滤器和加热器后连接到循环风机，循环风机再连接到风路分配器；每个热处理炉都有独自的温度控制系统，所述温度控制系统包括温度调节仪表，电力控制元件、温度测量元件和电路保护系统；每个热处理炉都有独自消防系统，所述消防系统包括温度异常检测元件，温度异常分析仪表并具有执行喷水的管道和喷头以及废水排放管道；每个热处理炉均具有五个检修门和一个检修口。2.根据权利要求1所述的高性能碳纤维预氧化炉，其特征在于：所述热处理炉内的所有热处理腔体内部均采用不锈钢或碳钢渗铝材料焊接而成，其中包含风道，风道调节装置等；各腔体的框架主要采用碳钢材料，方管和角钢焊接拼装而成，表面全部采取防锈处理。3.根据权利要求1所述的高性能碳纤维预氧化炉，其特征在于：所述腔体密封调节装置为百叶窗，可以上下调节，穿丝时可张开，方便穿丝；并且腔体密封调节装置与丝束所有可能接触的面，均打磨至表面粗糙度为Ra=0.8μm，保证丝束在热处理过程中不会产生挂丝现象；设备正常运行时腔体密封调节装置会闭合到一定间距，在不碰触到纤维丝束的情况下尽量减少热逃逸和外来空气进入，促进热处理腔在微正压状态下工作。4.根据权利要求1所述的高性能碳纤维预氧化炉，其特征在于：每个热处理炉的热工材料全部选用纤维材料，其极低的导热系数和容重，减小了设备的重量和能耗，降低设备表面温度，同时无任何有害气体挥发；内部每个处理腔底部与顶部逐层铺设纤维材料，每层缝隙错开，铺设到一定高度，再用内膛板压紧至所需高度，并且使耐材厚度的压缩至原来的80%；每个处理腔侧面耐火材料则采用模块化拼装，错位铺设的方法，每个纤维模块都进行了压缩处理，使其填充盈实，铺好后也用内膛板压紧；在左处理腔与加热腔的装配面，填充有一层保温棉，使其紧挨内壁和外框的部分嵌入到断开面以内，中间稍微鼓出，然后两面合并在一起压紧，保证装配面的耐材填充盈实，避免热量的损失，也保证了炉体内加热腔的整体一致性。5.根据权利要求1所述的高性能碳纤维预氧化炉，其特征在于：所述热风循环系统中，循环风风行方式由炉体中间吹向两端，风路分配器是与加热腔中轴线成一定夹角的一对挡风板，使循环风机吹进来的风均