CN116283331A - 一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺及设备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺及设备和应用，包括以步骤：碳碳工艺：碳碳分段预制体→气压+固化→CVI→高温→粗车→PIP→高温→精车→CVD；碳碳+石墨工艺：石墨与碳碳粘接+固定→固化→炉管拼装+粘接→固化；本发明提供一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺及设备和应用，生产出来的炉管可耐高温，可采用外部加热形式，可大幅度减小炉管、设备尺寸；碳碳石墨管密度低，尺寸小，重量轻，可减少旋转电机的功率，成本更低且节能强。
Description
技术领域
本发明涉及炉管的相关技术领域，具体为一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺及设备和应用。
背景技术
传统回转窑炉管材料主要采用不锈钢或陶瓷加不锈钢双层结构，其主要有以下缺点：
1.目前传统不锈钢材料长期最高使用温度1000℃-1300℃左右,陶瓷长期最高使用温度1300℃-1650℃左右,无法满足部分碳材料工艺需要1650℃以上使用环境。
2.碳材料对自身纯度要求极高，传统不锈钢或陶瓷在使用过程中，由于自身成分，会给生产的碳材料带来污染，影响碳材料纯度。
2.陶瓷加不锈钢双层结构，由于外部不锈钢无法耐高温，且陶瓷导热系数一般为2-30W/M*K，远小于石墨与碳碳的导热系数。因此加热形式只能做成管内加热。采用管内加热形式，管线会随着炉管旋转，所以其结构复杂、成本高，且在同种工作量下，其炉管管径是管外加热的2-5倍。其大大增大了炉管、设备的体积。
3.陶瓷密度为2.4～2.9g/cm3，金属的密度为7.70-8.00g/cm3。其密度远大于石墨与碳碳复合的密度(1.6-2.0g/cm3)，且因为其一般采用内加热，体积大，所有传统炉管重量远大于石墨+碳碳炉管，其增大了炉管的受力和旋转电机动力。
因些需开发一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺及设备解决以上问题。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺及设备和应用，生产出来的炉管可耐高温，可采用外部加热形式，可大幅度减小炉管、设备尺寸；碳碳石墨管密度低，尺寸小，重量轻，可减少旋转电机的功率，成本更低且节能强。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，它包括以下步骤：
A、碳碳工艺：碳碳分段预制体→气压+固化→CVI→高温→粗车→PIP→高温→精车→CVD；
S1、碳碳分段预制体内模与纤维编制方向为30°-60°；预制体密度0.4-0.5g/cm3；
S2、气压+固化：
①、将树脂+固化剂按比例放入搅拌器中，搅拌1-10h；
②、将搅拌后的树脂与固化剂，均匀涂抹至碳碳预制体表面，涂抹厚度控制在1-20mm；
③、将预制体装入密封胶袋抽真空，套入分体式内膜，连同小车推进热压炉；
④、将热压炉抽真空后加压至1-10mpa，加热，升温速率在0.1-3℃/分钟，升温至100-300℃，保温5-50h；
⑤、预制体降温，出炉，出炉密度为0.7-1.0g/cm3；
S3、CVI：产品进行CVI处理，炉内温度1000-1200℃，炉压1500-5000pa，保温时间50-200h，流量30-100l/min；出炉密度为0.8-1.2g/cm3；
S4、高温开孔处理：提高产品后续PIP的浸渍碳化效率，将产品放至温度2000-3000℃的炉体内高温开孔处理，保温2-20h；
S5、粗车：粗车产品表面0.5-5mm；
S6、PIP处理：
①：浸渍：将产品预热200-400℃，保温时间5-50h；预热后采用沥青浸渍；
②：碳化：碳化温度900-1200℃，升温速度控制在0.1-3℃/分钟，保温时长2-20h；最终出炉密度1.6-2.0g/cm3；PIP处理重复1-5次；
S7、高温处理：将产品放至炉体为温度1200-3000℃内进行消除应力和除杂提纯处理，保温2-20h；
S8、精车：精车成最终产品形状；
S9、CVD：将产品放至温度1000-1200℃的炉内，炉压500-2000pa，保温时间5-50h，流量5-50l/min；
B、碳碳+石墨工艺：石墨与碳碳粘接+固定→固化→炉管拼装+粘接→固化；
S1、用粘接剂将碳碳与石墨粘接；
S2、固化：将产品放至室温20-40℃下固化10-50h，后续在60-100℃保温5-50h，150-300℃保温5-50h.升温速率控制在0.1-3℃/分钟；
S3、炉管拼装，连接后采用胶水粘接；
S4、再次固化：步骤同S2中的固化工艺。
进一步的，碳碳+石墨工艺中的S6中浸渍压力1-10MPA，浸渍温度200-400℃，带压浸渍时长2-20h。
进一步的，碳碳+石墨工艺中的S1中的粘接剂树脂中添加石墨粉或碳纤维粉。
进一步的，碳碳工艺的步骤S3中CVI和S9的CVD的气源均为天燃气。
一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，包括用于炉管定位且带动炉管旋转的定位组件，炉管的一端移动式设置有用于炉管一端粘贴的出胶组件，出胶组件包括出胶环，出胶环的上端和下端分别设置有进胶口和出胶软管，出胶环设置在活动架一端的内侧，活动架的内侧设置有与出胶环相适用的凹槽；活动架一端另一端的竖板内设置有斜面，锥形孔与锥形块的形状相适用，锥形块穿插在支撑架的中部，锥形块的另一端与电动推杆的伸缩端连接，支撑架通过连接件设置在移动架内；活动架的另一端的竖板穿插在支撑架内。
进一步的，移动架的下端设置有滚轮，滚轮设置在导轨上移动，导轨的一侧设置有限位板；移动架的一端下端设置有与钢丝绳连接的固定块，钢丝绳的另一端与绞磨机的绞磨槽连接。
进一步的，移动架的另一端设置有配重块，配重块的一套穿插在移动架内。
进一步的，连接件包括设置在移动架内连接块，连接块的另一端与弹簧连接，弹簧的另一端通过连接块与支撑架连接；支撑架的一端设置有用于固定电动推杆的定位套。
进一步的，支撑架的一侧设置有封板，封板上设置有导向块，导向块包括锥形段和直筒段，直筒段的大小与炉管内径尺寸相适用。
进一步的，定位组件包括底板，底板上设置有底座，底座上设置有轴承座，轴承座上设置有旋转轴，旋转轴上穿插有转轮，旋转轴的一侧与驱动装置连接。
一种碳材料高温炉管的应用，工艺制备的炉管应用到回转窑上。
本发明的有益效果：
1.本发明的生产工艺中石墨自身为碳元素材料，不会给碳材料带来杂质；碳碳与石墨材料均可在超高温下使用，炉管长期使用温度可达500-3000℃；碳碳石墨热导率高(280～500W/(m·K))，且可耐高温，可采用外部加热形式，可大幅度减小炉管、设备尺寸；碳碳石墨管密度低，尺寸小，重量轻，可减少旋转电机的功率，成本更低且节能。碳碳与石墨都是碳材料，性能相近，其粘接起来更加方便，结合力更强。碳碳与石墨都是碳材料，热膨胀系数相近且都很小，不会在高温下，因为膨胀系数相差过大，产生开裂等现象。石墨自带润滑，摩擦系数小，原料在石墨炉管内运动更叫通畅。
2.本发明的生产工艺中采用沥青进行浸渍，与树脂浸渍和纯CVI相比，其更易石墨化，与石墨性能更加相近，粘接强度会更好，且其热膨胀系数更小，导热率更高。
3.本发明的生产工艺中编织角度30-60度，可提高炉管抗扭和抗剪能力。
4.本发明的生产工艺中碳碳工艺的步骤S3中的CVI和S9的CVD的气源均为天燃气，采用气压，提高了碳纤维在碳碳中含量，可提高碳碳的力学性能。
5.本发明的生产工艺中充分利用了碳碳高温下优越的力学性能和导热率、石墨对碳材料无污染的特行。
6、本发明的生产设备首先将炉管分为炉管本体和连接部件，本设备是对连接部件的外表面进行涂胶处理后，然后与其它连接部件连接固定，加强稳定性；本发明的生产设备在涂胶时，首先将炉管本体进行定位，然后通过出胶组件自动左右移动将胶水涂在连接部件的外表面上，整套生产设备实现了涂胶的自动化，减少了人工的疲劳强度。
7、本发明的生产设备中支撑架通过连接件设置在移动架内，连接件包括设置在移动架内连接块，连接块的另一端与弹簧连接，弹簧的另一端通过连接块与支撑架连接，连接件均匀布置在支撑架和移动架之间，弹簧的结构设计可实现支撑架自适应与炉管的中部对齐，提高了涂胶的准确率。
8、本发明的生产设备中的锥形块是与活动架的竖板上的锥形孔相适用的，锥形块在电动推杆的伸缩下移动，从而带动活动架的竖板往内或外移动，可以调整活动架上的出胶环和出胶软管对炉管拼装部件的抓紧或放松，从而方便出胶环和出胶软管出胶，同时方便放松后整个装置的退出。
附图说明
图1为本发明中炉管的结构示意图。
图2为本发明中生产设备的正视图。
图3为本发明生产设备的正视图(另一状态：涂胶时)。
图4为本发明生产设备中出胶组件的正视图。
图5为图4中P向示意图。
图6为本发明生产设备中出胶环和出胶软管与炉管的连接部件出胶时的剖视图。
图7为本发明生产设备中定位组件的正视图。
图8为本发明生产设备中定位组件的侧视图。
图9为本发明生产设备中限位组件的示意图。
图中所述文字标注表示为：1、炉管；101、炉管本体；102、连接部件；2、导向块；201、锥形段；202、直筒段；3、出胶环；4、出胶软管；5、封板；6、活动架；7、支撑架；8、连接块；9、弹簧；10、定位套；11、移动架；12、电动推杆；13、配重块；14、钢丝绳；15、绞磨机；16、固定块；17、滚轮；18、导轨；19、限位板；20、竖板；21、锥形块；22、定位组件；2201、底板；2202、底座；2203、轴承座；2204、转轮；23、锥形孔；24、进胶口；25、限位组件；2501、支撑座；2502、支撑柱；2503、限位块。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
本发明的生产工艺的具体实施例为：
实施例1：
一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，它包括以下步骤：
A、碳碳工艺：碳碳分段预制体→气压+固化→CVI→高温→粗车→PIP→高温→精车→CVD
S1、碳碳分段预制体内模与纤维编制方向为30°；预制体密度0.4g/cm3；
S2、气压+固化：
①、将树脂+固化剂按比例放入搅拌器中，搅拌1h；
②、将搅拌后的树脂与固化剂，均匀涂抹至碳碳预制体表面，涂抹厚度控制在1-20mm；
③、将预制体装入密封胶袋抽真空，套入分体式内膜，连同小车推进热压炉；
④、将热压炉抽真空后加压至1mpa，加热，升温速率在0.1℃/分钟，升温至100℃，保温5h；
⑤、预制体降温，出炉，出炉密度为0.7g/cm3；
S3、CVI：产品进行CVI处理，炉内温度1000℃，炉压1500pa，保温时间50h，流量30l/min；出炉密度为0.8g/cm3；
S4、高温开孔处理：提高产品后续PIP的浸渍碳化效率，将产品放至温度2000℃的炉体内高温开孔处理，保温2h；
S5、粗车：粗车产品表面0.5mm；
S6、PIP处理：
①：浸渍：将产品预热200℃，保温时间5h；预热后采用沥青浸渍；
②：碳化：碳化温度900℃，升温速度控制在0.1℃/分钟，保温时长2h；最终出炉密度1.6g/cm3；PIP处理重复1次；
S7、高温处理：将产品放至炉体为温度1200℃内进行消除应力和除杂提纯处理，保温2h；
S8、精车：精车成最终产品形状；
S9、CVD：将产品放至温度1000℃的炉内，炉压500pa，保温时间5h，流量5/min；
B、碳碳+石墨工艺：石墨与碳碳粘接+固定→固化→炉管拼装+粘接→固化；
S1、用粘接剂将碳碳与石墨粘接，采用辅助装置夹紧；粘接剂为树脂+石墨粉或碳纤维粉，将碳碳与石墨粘接，采用螺纹，定位销或夹具等固定、夹紧。石墨与碳碳连接采用一段固定，一段活动连接形式，保障其高温下，热应力释放；
S2、固化：将产品放至室温20℃下固化10h，后续在60℃保温5h，150℃保温5-50h，升温速率控制在0.1℃/分钟；
S3、炉管与炉管采用辅助装置连接，连接后采用上述胶水粘接，炉管与炉管采用子母扣，卡槽，或螺纹连接，连接后采用上述胶水粘接，同时炉管外部有夹套，螺纹连接，起到双重保护左右；
S4、再次固化：步骤同S2中的固化工艺。
碳碳+石墨工艺中的S6中浸渍压力1MPA，浸渍温度200℃，带压浸渍时长2-20h。
碳碳+石墨工艺中的S1中的粘接剂树脂中添加石墨粉或碳纤维粉。
碳碳工艺的步骤S3中CVI和S9的CVD的气源均为天燃气。
碳碳工艺的步骤S3中固化剂为六次甲基四胺。
实施例2：
一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，它包括以下步骤：
A、碳碳工艺：碳碳分段预制体→气压+固化→CVI→高温→粗车→PIP→高温→精车→CVD
S1、碳碳分段预制体内模与纤维编制方向为45°；预制体密度0.4g/cm3；
S2、气压+固化：
①、将树脂+固化剂按比例放入搅拌器中，搅拌5h；
②、将搅拌后的树脂与固化剂，均匀涂抹至碳碳预制体表面，涂抹厚度控制在10mm；
③、将预制体装入密封胶袋抽真空，套入分体式内膜，连同小车推进热压炉；
④、将热压炉抽真空后加压至5mpa，加热，升温速率在1.5℃/分钟，升温至200℃，保温35h；
⑤、预制体降温，出炉，出炉密度为0.8g/cm3；
S3、CVI：产品进行CVI处理，炉内温度1500℃，炉压3000pa，保温时间100h，流量60l/min；出炉密度为1g/cm3；
S4、高温开孔处理：提高产品后续PIP的浸渍碳化效率，将产品放至温度2500℃的炉体内高温开孔处理，保温10h；
S5、粗车：粗车产品表面3mm；
S6、PIP处理：
①：浸渍：将产品预热300℃，保温时间30h；预热后采用沥青浸渍；
②：碳化：碳化温度1100℃，升温速度控制在2℃/分钟，保温时长10h；最终出炉密度1.8g/cm3；PIP处理重复3次；
S7、高温处理：将产品放至炉体为温度2000℃内进行消除应力和除杂提纯处理，保温10h；
S8、精车：精车成最终产品形状；
S9、CVD：将产品放至温度1100℃的炉内，炉压1500pa，保温时间30h，流量30l/min；
B、碳碳+石墨工艺：石墨与碳碳粘接+固定→固化→炉管拼装+粘接→固化；
S1、用粘接剂将碳碳与石墨粘接，采用辅助装置夹紧；粘接剂为树脂+石墨粉或碳纤维粉，将碳碳与石墨粘接，采用螺纹，定位销或夹具等固定、夹紧。石墨与碳碳连接采用一段固定，一段活动连接形式，保障其高温下，热应力释放；
S2、固化：将产品放至室温30℃下固化30h，后续在80℃保温30h，200℃保温30h.升温速率控制在1.5℃/分钟；
S3、炉管与炉管采用辅助装置连接，连接后采用上述胶水粘接，炉管与炉管采用子母扣，卡槽，或螺纹连接，连接后采用上述胶水粘接，同时炉管外部有夹套，螺纹连接，起到双重保护左右；
S4、再次固化：步骤同S2中的固化工艺。
碳碳+石墨工艺中的S6中浸渍压力5MPA，浸渍温度300℃，带压浸渍时长2-20h。
碳碳+石墨工艺中的S1中的粘接剂树脂中添加石墨粉或碳纤维粉。
碳碳工艺的步骤S3中CVI和S9的CVD的气源均为天燃气。
碳碳工艺的步骤S3中固化剂为六次甲基四胺。
实施例3：
一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，它包括以下步骤：
A、碳碳工艺：碳碳分段预制体→气压+固化→CVI→高温→粗车→PIP→高温→精车→CVD
S1、碳碳分段预制体内模与纤维编制方向为60°；预制体密度0.5g/cm3；
S2、气压+固化：
①、将树脂+固化剂按比例放入搅拌器中，搅拌1-10h；
②、将搅拌后的树脂与固化剂，均匀涂抹至碳碳预制体表面，涂抹厚度控制在1-20mm；
③、将预制体装入密封胶袋抽真空，套入分体式内膜，连同小车推进热压炉；
④、将热压炉抽真空后加压至10mpa，加热，升温速率在3℃/分钟，升温至300℃，保温50h；
⑤、预制体降温，出炉，出炉密度为1.0g/cm3；
S3、CVI：产品进行CVI处理，炉内温度1200℃，炉压5000pa，保温时间200h，流量100l/min；出炉密度为1.2g/cm3；
S4、高温开孔处理：提高产品后续PIP的浸渍碳化效率，将产品放至温度3000℃的炉体内高温开孔处理，保温20h；
S5、粗车：粗车产品表面5mm；
S6、PIP处理：
①：浸渍：将产品预热400℃，保温时间50h；预热后采用沥青浸渍；
②：碳化：碳化温度1200℃，升温速度控制在3℃/分钟，保温时长20h；最终出炉密度2.0g/cm3；PIP处理重复5次；
S7、高温处理：将产品放至炉体为温度3000℃内进行消除应力和除杂提纯处理，保温20h；
S8、精车：精车成最终产品形状；
S9、CVD：将产品放至温度1200℃的炉内，炉压2000pa，保温时间50h，流量50l/min；
B、碳碳+石墨工艺：石墨与碳碳粘接+固定→固化→炉管拼装+粘接→固化；
S1、用粘接剂将碳碳与石墨粘接，采用辅助装置夹紧；粘接剂为树脂+石墨粉或碳纤维粉，将碳碳与石墨粘接，采用螺纹，定位销或夹具等固定、夹紧。石墨与碳碳连接采用一段固定，一段活动连接形式，保障其高温下，热应力释放；
S2、固化：将产品放至室温40℃下固化50h，后续在100℃保温50h，300℃保温50h.升温速率控制在3℃/分钟；
S3、炉管与炉管采用辅助装置连接，连接后采用上述胶水粘接，炉管与炉管采用子母扣，卡槽，或螺纹连接，连接后采用上述胶水粘接，同时炉管外部有夹套，螺纹连接，起到双重保护左右；
S4、再次固化：步骤同S2中的固化工艺。
碳碳+石墨工艺中的S6中浸渍压力10MPA，浸渍温度400℃，带压浸渍时长20h。
碳碳+石墨工艺中的S1中的粘接剂树脂中添加石墨粉或碳纤维粉。
碳碳工艺的步骤S3中CVI和S9的CVD的气源均为天燃气。
碳碳工艺的步骤S3中固化剂为六次甲基四胺。
表1为碳碳复合材料和其它材料物理特性对比表：
表1
本发明中的生产设备的具体结构为：
如图1-图8所示，一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，包括用于炉管1定位且带动炉管1旋转的定位组件22，炉管1的一端移动式设置有用于炉管1一端粘贴的出胶组件，出胶组件包括出胶环3，出胶环3的上端和下端分别设置有进胶口24和出胶软管4，出胶环3设置在活动架6一端的内侧，活动架6的内侧设置有与出胶环3相适用的凹槽；活动架6一端另一端的竖板20内设置有锥形孔23，锥形孔23与锥形块21的形状相适用，锥形块21穿插在支撑架7的中部，锥形块21的另一端与电动推杆12的伸缩端连接，支撑架7通过连接件设置在移动架11内；活动架6端另一端的竖板20穿插在支撑架7内。
如图2-图3所示，移动架11的下端设置有滚轮17，滚轮17设置在导轨18上移动，导轨18的一侧设置有限位板19；移动架11的一端下端设置有与钢丝绳14连接的固定块16，钢丝绳14的另一端与绞磨机15的绞磨槽连接。具体使用时，通过绞磨机15和钢丝绳14带动移动架11的滚轮17在导轨18上移动，从而方便整个出胶组件的进与出。
如图2-图4所示，移动架11的另一端设置有配重块13，配重块13的一套穿插在移动架11内，配重块13的结构设计可以防止整个移动架11朝出胶环3那一端倾斜，有保持整个移动架平衡的作用。
如图2-图4所示，连接件包括设置在移动架11内连接块8，连接块8的另一端与弹簧9连接，弹簧9的另一端通过连接块8与支撑架7连接；连接件的结构设计可实现支撑架7自适应与炉管1的中部对齐；支撑架7的一端设置有用于固定电动推杆12的定位套10，定位套10设置为圆柱形，方便电动推杆12的固定。
如图2-图5所示，支撑架7的一侧设置有封板5，封板5上设置有导向块2，导向块2包括锥形段201和直筒段202，直筒段202的大小与炉管1内径尺寸相适用。具体使用时，导向块2使活动架6在移动的过程中出胶环3的中心与炉管的中心对齐，从而使出胶环3与炉管1对准，可以提高出胶质量。
如图7-图8所示，定位组件22包括底板2201，底板2201上设置有底座2202，底座2202上设置有轴承座2203，轴承座2203上设置有旋转轴，旋转轴上穿插有转轮2204，旋转轴的一侧与驱动装置连接，此结构中的驱动装置未画出，通过驱装置带动旋转轴旋转，然后带动转轮2204旋转，最后带动炉管旋转。
如图9所示，限位组件25设置在炉管的一侧，用于限制一侧的位置，限位组件25包括支撑座2501，支撑座2501的上端设置有支撑柱2502，支撑柱2502的顶端设置有限位块2503；限位块2503设置为圆柱形，用来限制炉管的一侧的位置。
如图1所示，炉管1分为炉管本体101和连接部件102，此设备主要是针对连接部件102的外圆周侧进行涂胶后方便后期固定，具体包括以下步骤：
①、移进出胶组件：启动绞磨机15，通过绞磨机15和钢丝绳14带动移动架11的滚轮17在导轨18上向炉管1那端移动，移动的过程中，支撑架7通过连接件设置在移动架11内，而连接件包括设置在移动架11内连接块8，连接块8的另一端与弹簧9连接，可实现支撑架自适应与炉管的中部对齐；同时，导向块2使活动架6在移动的过程中出胶环3的中心与炉管的中心对齐。移动过程中，移至出胶环3靠近炉管本体101和连接部件102的连接处时停止移动。
②、出胶：通过进胶口24将出胶环3内添加胶水，然后启动定位组件22中的驱动装置带动转轮2204旋转从而带动炉管旋转，有涂胶的过程中，锥形块在电动推杆的伸缩下移动，从而带动活动架的竖板往内侧移动，可以调整活动架上的出胶环和出胶软管对炉管拼装部件的抓紧；在涂胶的过程中，整个移动架11在绞磨机15的作用下是往外移动的，可以实现对连接部件102的外表面均匀涂胶。涂完后移动架11在移动的过程中，锥形块在电动推杆的伸缩下移动，从而带动活动架的竖板往外侧移动，让整个出胶环处于放松状态。
③、移出出胶组件：启动绞磨机15，通过绞磨机15和钢丝绳14带动移动架11的滚轮17在导轨18上向远离炉管1那端移动，将整个出胶组件退出。
一种碳材料高温炉管的应用，生产工艺或生产设备得到的炉管在回转窑方面的应用。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，其特征在于，它包括以下步骤：
A、碳碳工艺：碳碳分段预制体→气压+固化→CVI→高温→粗车→PIP→高温→精车→CVD；
S1、碳碳分段预制体内模与纤维编制方向为30°-60°；预制体密度0.4-0.5g/cm3；
S2、气压+固化：
①、将树脂+固化剂按比例放入搅拌器中，搅拌1-10h；
②、将搅拌后的树脂与固化剂，均匀涂抹至碳碳预制体表面，涂抹厚度控制在1-20mm；
③、将预制体装入密封胶袋抽真空，套入分体式内膜，连同小车推进热压炉；
④、将热压炉抽真空后加压至1-10mpa，加热，升温速率在0.1-3℃/分钟，升温至100-300℃，保温5-50h；
⑤、预制体降温，出炉，出炉密度为0.7-1.0g/cm3；
S3、CVI：产品进行CVI处理，炉内温度1000-1200℃，炉压1500-5000pa，保温时间50-200h，流量30-100l/min；出炉密度为0.8-1.2g/cm3；
S4、高温开孔处理：将产品放至温度2000-3000℃的炉体内高温开孔处理，保温2-20h；
S5、粗车：粗车产品表面0.5-5mm；
S6、PIP处理：
①：浸渍：将产品预热200-400℃，保温时间5-50h；预热后采用沥青浸渍；②：碳化：碳化温度900-1200℃，升温速度控制在0.1-3℃/分钟，保温时长2-20h；最终出炉密度1.6-2.0g/cm3；PIP处理重复1-5次；
S7、高温处理：将产品放至炉体为温度1200-3000℃内进行消除应力和除杂提纯处理，保温2-20h；
S8、精车：精车成最终产品形状；
S9、CVD：将产品放至温度1000-1200℃的炉内，炉压500-2000pa，保温时间5-50h，流量5-50l/min；
B、碳碳+石墨工艺：石墨与碳碳粘接+固定→固化→炉管拼装+粘接→固化；
S1、用粘接剂将碳碳与石墨粘接；
S2、固化：将产品放至室温20-40℃下固化10-50h，后续在60-100℃保温5-50h，150-300℃保温5-50h.升温速率控制在0.1-3℃/分钟；
S3、炉管拼装，连接后采用胶水粘接；
S4、再次固化：步骤同S2中的固化工艺。
2.根据权利要求1所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，其特征在于，碳碳+石墨工艺中的S6中浸渍压力1-10MPA，浸渍温度200-400℃，带压浸渍时长2-20h。
3.根据权利要求1所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，其特征在于，碳碳+石墨工艺中的S1中的粘接剂树脂中添加石墨粉或碳纤维粉。
4.根据权利要求1所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产工艺，其特征在于，碳碳工艺的步骤S3中CVI和S9的CVD的气源均为天燃气。
5.用于制备权利要求1-4任一项所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，其特征在于，它包括用于炉管(1)定位且带动炉管(22)旋转的定位组件(22)和限位组件(25)，炉管(1)的一端移动式设置有用于炉管(1)一端粘贴的出胶组件，出胶组件包括出胶环(3)，出胶环(3)的上端和下端分别设置有进胶口(24)和出胶软管(4)，出胶环(3)设置在活动架(6)一端的内侧，活动架(6)的内侧设置有与出胶环(3)相适用的凹槽；活动架(6)一端另一端的竖板(20)内设置有锥形孔(23)，锥形孔(23)与锥形块(21)的形状相适用，锥形块(21)穿插在支撑架(7)的中部，锥形块(21)的另一端与电动推杆(12)的伸缩端连接，支撑架(7)通过连接件设置在移动架(11)内；活动架(6)的另一端的竖板(20)穿插在支撑架(7)内。
6.根据权利要求5所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，其特征在于，移动架(11)的下端设置有滚轮(17)，滚轮(17)设置在导轨(18)上移动，导轨(18)的一侧设置有限位板(19)；移动架(11)的一端下端设置有与钢丝绳(14)连接的固定块(16)，钢丝绳(14)的另一端与绞磨机(15)的绞磨槽连接；移动架(11)的另一端设置有配重块(13)，配重块(13)的一套穿插在移动架(11)内。
7.根据权利要求5所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，其特征在于，连接件包括设置在移动架(11)内连接块(8)，连接块(8)的另一端与弹簧(9)连接，弹簧(9)的另一端通过连接块(8)与支撑架(7)连接；支撑架(7)的一端设置有用于固定电动推杆(12)的定位套(10)。
8.根据权利要求5所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，其特征在于，支撑架(7)的一侧设置有封板(5)，封板(5)上设置有导向块(2)，导向块(2)包括锥形段(201)和直筒段(202)，直筒段(202)的大小与炉管(1)内径尺寸相适用。
9.根据权利要求5所述的一种碳材料高温回转窑的炉管的生产设备，其特征在于，定位组件(22)包括底板(2201)，底板(2201)上设置有底座(2202)，底座(2202)上设置有轴承座(2203)，轴承座(2203)上设置有旋转轴，旋转轴上穿插有转轮(2204)，旋转轴的一侧与驱动装置连接。
10.一种碳材料高温回转窑的炉管的应用，其特征在于，将权利要求1-4任一项所述的工艺制备的炉管应用到回转窑上。
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