CN107164842A - 一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛 - Google Patents

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林刚
张永福
乔荫春
冯军
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof

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Abstract

本发明公开一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛。将石墨板或石墨涂层用于碳纤维生产用低温碳化炉的金属马弗炉膛内壁,形成复合马弗炉膛,金属马弗炉膛作为复合马弗炉膛的结构,石墨板或石墨涂层作为复合马弗炉膛的功能防护层；石墨板或石墨涂层隔断纤维产生的废气、和焦油与金属马弗炉膛在高温下的直接接触；用1mm—100mm的石墨板或石墨涂层于金属马弗炉膛内壁，石墨板可以从金属马弗炉膛内拆除或安装；石墨板或石墨涂层分布于金属马弗炉膛内的所有温区，最好是第三到最后一个温区；石墨板或石墨涂层位于金属马弗炉膛内的顶面、底面、左侧面和右侧面；石墨板可以与马弗炉膛的顶面形面匹配，也可是一个直板；上下左右石墨板之间连接可以是简单的搭接，或者榫接。

Description

一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛
技术领域
本发明属于碳纤维生产线低温碳化炉装备技术领域，特别适用于低温碳化炉装备长寿命使用、低成本维护；碳纤维高效率生产、低成本产出。
背景技术
碳纤维材料有着重量轻、强度高、热稳定性好和尺寸稳定等优异性能，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维增强的复合材料可以应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧、驱动轴、球棒等体育领域。碳纤维是典型的高科技领域中的新型工业材料。
然而碳纤维高昂的生产成本还是在一定程度上阻碍了它的推广及应用，其中碳纤维生产线效率低、运行周期短、维护成本高是突出的问题。低温碳化炉作为碳纤维生产线上的重要装备，它通常采用金属马弗炉膛，由于大幅度的热胀冷缩、加上低温碳化中，纤维材料有大量的焦油、和废气排出，低温碳化炉金属马弗炉膛的工作环境恶劣，严重影响了金属马弗炉膛的使用寿命和维护成本，在生产工作状态，金属马弗炉膛的寿命仅仅短短几年，就需要大修或更换。
目前碳纤维生产用低温碳化炉的金属马弗炉膛达到一定工艺温度时，纤维中产生的废气、和焦油凝结后在金属马弗炉膛内壁，形成黏连、并结合。如若不及时清理，一段时间以后，这些粘结点会成为热点，并源源不断的从金属马弗炉膛中析出镍，而镍是维持高温合金的关键元素，镍的缺失导致金属的耐温性的下降，久而久之金属马弗炉膛会出现穿孔并漏气，金属马弗炉膛会被腐蚀，严重影响了低温碳化炉的使用寿命。虽然及时清理能缓解金属马弗炉膛被腐蚀的速度，但是每一次清理期间将面临整条生产线停运，这个损失是巨大的。
为此，碳纤维生产企业需要一个更长寿命的、低成本维护的低温碳化炉金属马弗炉膛，去满足碳纤维高效率生产、低成本产出的需求。
发明内容
本发明专利为了解决现有低温碳化炉金属马弗炉膛被纤维中产生的废气、和焦油腐蚀，导致高温合金中的镍元素不断析出、金属马弗炉膛穿孔的不足，采用长寿命的石墨板或石墨涂层用于碳纤维生产用低温碳化炉的金属马弗炉膛内壁,形成复合马弗炉膛,对金属马弗炉膛进行保护，延长金属马弗炉膛的使用寿命。
本发明专利通过以下技术方案来实现：
一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：将石墨板或石墨涂层用于碳纤维生产用低温碳化炉的金属马弗炉膛内壁,形成复合马弗炉膛,金属马弗炉膛作为复合马弗炉膛的结构,石墨板或石墨涂层作为复合马弗炉膛的功能防护层；石墨板或石墨涂层隔断纤维产生的废气、和焦油与金属马弗炉膛在高温下的直接接触；用1mm—100mm的石墨板或石墨涂层于金属马弗炉膛内壁，石墨板可以从金属马弗炉膛内拆除或安装；石墨板或石墨涂层分布于金属马弗炉膛内的所有温区，最好是第三到最后一个温区；石墨板或石墨涂层位于金属马弗炉膛内的顶面、底面、左侧面和右侧面；石墨板可以与金属马弗炉膛的顶面弧形面匹配，也可是一个直板；上下左右石墨板之间连接可以是简单的搭接，或者榫接。本发明巧妙地利用了石墨板或石墨涂层耐高温、耐各类腐蚀、易更换、经济性好的优点，不但最大限度的保护了金属马弗炉膛被腐蚀的可能性，而且还使得金属马弗炉膛的清理和维护变得更容易。能有效的减少装备维护、大修及更换的次数、周期和经济投入，非常适合碳纤维低成本生产。
附图说明
图1是一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛石墨板搭接结构和石墨涂层结构原理；
图2、图3、图4是一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛石墨板榫接原理；
图中，1.金属马弗；2a.右侧石墨板或石墨涂层；2b.左侧石墨板或石墨涂层；2c.顶面石墨板或石墨涂层；2d.底面石墨板或石墨涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本发明一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，如图1所示。在复合马弗炉膛的金属马弗炉膛(1)内壁中，石墨板或石墨涂层可以是搭接、涂层、或者榫接的，其中结构为：右侧石墨板或石墨涂层(2a)、左侧石墨板或石墨涂层(2b)、顶面石墨板或石墨涂层(2c)、底面石墨板或石墨涂层(2d)。当纤维在低温碳化处理时，位于金属马弗炉膛(1)内壁中的右侧石墨板或石墨涂层(2a)、左侧石墨板或石墨涂层(2b)、顶面石墨板或石墨涂层(2c)、底面石墨板或石墨涂层(2d)将阻挡这个过程中产生的废气、和焦油，从而保护了金属马弗炉膛(1)直接与这些物质接触，避免金属中镍元素不断析出、和金属马弗炉膛(1)穿孔。

Claims (7)

1.一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：将石墨板或石墨涂层用于碳纤维生产用低温碳化炉的金属马弗炉膛内壁,形成复合马弗炉膛,金属马弗炉膛作为复合马弗炉膛的结构,石墨板或石墨涂层作为复合炉膛的功能防护层；石墨板或石墨涂层隔断纤维产生的废气、和焦油与金属马弗炉膛在高温下的直接接触；用1mm—100mm的石墨板或石墨涂层于金属马弗炉膛内壁，石墨板可从金属马弗炉膛内拆除或安装；石墨板或石墨涂层分布于金属马弗炉膛内的所有温区，最好是第三到最后一个温区；石墨板或石墨涂层位于金属马弗炉膛内的顶面、底面、左侧面和右侧面；石墨板可以与金属马弗炉膛的顶面弧形面匹配，也可是一个直板；上下左右石墨板之间连接可以是简单的搭接，或者榫接。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：将石墨板或石墨涂层用于碳纤维生产用低温碳化炉的金属马弗炉膛内壁,形成复合马弗炉膛,金属马弗炉膛作为复合马弗炉膛的结构,石墨板或石墨涂层作为复合马弗炉膛的功能防护层。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：石墨板或石墨涂层隔断纤维产生的废气、和焦油与金属马弗炉膛在高温下的直接接触；用1mm—100mm的石墨板或石墨涂层于金属马弗炉膛内壁，石墨板可从金属马弗炉膛内拆除或安装。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：石墨板或石墨涂层分布于金属马弗炉膛内的所有温区，最好是第三到最后一个温区。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：石墨板或石墨涂层位于金属马弗炉膛内的顶面、底面、左侧面和右侧面。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：石墨板可以与金属马弗炉膛的顶面弧形面匹配，也可是一个直板。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用长寿命低温碳化炉复合马弗炉膛，其特征在于：上下左右石墨板之间连接可以是简单的搭接，或者榫接。
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