CN218973191U - 制备高强高模碳纤维的高温热处理装置 - Google Patents
制备高强高模碳纤维的高温热处理装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于高强高模碳纤维的生产设备，特别涉及一种用于制备高强高模碳纤维的高温热处理装置。其包括一钢制外壳，在钢制外壳内设有外马弗炉，以及设置在外马弗炉内的内马弗炉，位于内马弗炉的两侧且位于外马弗炉内设有发热元件，外马弗炉的下端与钢质外壳之间设有第一支撑部件，还包括第二支撑部件，第二支撑部件的下端支撑在钢制外壳上，上端穿过外马弗炉对内马弗炉的下端进行支撑，所述的第二支撑部件为石墨材料制成的石墨支撑柱。本实用新型增设了对内马弗炉进行支撑的第二支撑部件，且第二支撑部件采用石墨支撑柱，具有更好的耐温性能，克服了现有技术中耐火砖容易被烧蚀出现粉尘的问题，保证了制备高强高模碳纤维的工艺环境。
Description
技术领域
本实用新型属于高强高模碳纤维的生产设备，特别涉及一种制备高强高模碳纤维的高温热处理装置。
背景技术
高性能碳纤维制备过程中，石墨化炉是高温技术和高温设备的集成，石墨化炉内温度高达2200℃以上，多采用马弗炉式结构。外马弗炉、发热体、内马弗炉置于密封壳体的中部，内马弗炉用来使碳纤维发生石墨化反应，也称之为炉膛。目前高温石墨化炉内的内马弗炉是通过石墨支撑柱直接支撑在下部保温层上的结构，下部保温层多使用耐火砖材料。由于发热体在内马弗炉和外马弗炉体之间发热，内马弗炉的热量会通过石墨支撑柱传递给下部的耐火砖材料，下部耐火砖长期承受1600℃以上的高温，会出现收缩下沉的现象，这会导致安装在耐火砖上部的内马弗炉下沉，从而影响高温石墨化炉的正常运行和使用寿命，运行一定时间后不得不停车更换下层的耐火砖，影响高性能碳纤维的连续生产周期。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型对制备高强高模碳纤维的高温热处理装置进行了改进，在承托组件上形成一个凹腔，凹腔内铺设氧化锆砖，首先，氧化锆砖具有较好的耐热能力，且在高温下收缩变形量小，能够作为承载受力的部位，从而能够好的对内马弗炉进行支撑，其次，氧化锆砖的导热率远小于石墨材料，起到一定的隔热作用，减少高温对承托组件的影响。
本实用新型的技术方案如下：
制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其包括一钢制外壳，在钢制外壳内设有外马弗炉，以及设置在外马弗炉内的内马弗炉，位于内马弗炉的两侧且位于外马弗炉内设有发热元件，外马弗炉的下端与钢质外壳之间设有由耐火砖堆叠而成的承托组件，其特征在于：所述的外马弗炉的下端形成有多个连通孔，还包括第二支撑部件，第二支撑部件的下端穿过连通孔并支撑在承托组件上，上端对内马弗炉的下端进行支撑，所述的第二支撑部件为石墨材料制成的石墨支撑柱，所述的承托组件在第二支撑部件的下端形成有一个凹腔，凹腔内安装铺设有多层氧化锆砖，第二支撑部件的下端连接在氧化锆砖上。
还包括石墨垫块，所述石墨垫块用于替换多层氧化锆砖顶部的至少一块氧化锆砖，第二支撑部件的下端连接在石墨垫块的表面。
所述的第二支撑部件从下端往上形成一个空腔，空腔内填充有软质碳毡。
所述的在外马弗炉和钢制壳体之间填充有碳毡或硅酸铝毡。
所述的第二支撑部的石墨材料为石墨G330或者更好耐温等级的石墨材料。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型对制备高强高模碳纤维的高温热处理装置进行了改进，在承托组件上形成一个凹腔，凹腔内铺设氧化锆砖，首先，氧化锆砖具有较好的耐热能力，且在高温下收缩变形量小，能够作为承载受力的部位，从而能够好的对内马弗炉进行支撑，其次，氧化锆砖的导热率远小于石墨材料，起到一定的隔热作用，减少高温对承托组件的影响，因此采用耐火砖铺设而成的承托组件具有更长的使用寿命，提升了高温热处理装置在生产过程中的稳定性。
进一步的，第二支撑部件在满足支撑强度的要求下，在第二支撑部件内加工形成有一个空腔，并使用隔热材料进行填充，减少了第二支撑部件向承托组件的传热量。
更进一步的，设置的石墨垫块，第二支撑组件的热量传递给石墨垫块，然后传递给氧化锆砖，石墨垫块与氧化锆砖的接触面积增大，从而增大了氧化锆砖的受热面积，能够防止氧化锆砖的热量集中，避免了氧化锆砖因受热不均而出现的损坏。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中1为钢制外壳，
2为外马弗炉，20为连通孔，
3为内马弗炉，
4为发热元件，
5为承托组件，50为凹腔，
6为第二支撑部件，60为空腔，61为软质碳毡，
7为氧化锆砖，
8为石墨垫块，
9为碳毡或硅酸铝毡。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参见图1所示，制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其包括一钢制外壳1，在钢制外壳1内设有外马弗炉2，以及设置在外马弗炉2内的内马弗炉3，位于内马弗炉3的两侧且位于外马弗炉内设有发热元件4，外马弗炉2的下端与钢质外壳之间设有由耐火砖堆叠而成的承托组件5，其特征在于：所述的外马弗炉2的下端形成有多个连通孔20，还包括第二支撑部件6，第二支撑部件6的下端穿过连通孔20并支撑在承托组件5上，上端对内马弗炉3的下端进行支撑，所述的第二支撑部件6为石墨材料制成的石墨支撑柱，所述的承托组件5在第二支撑部件的下端形成有一个凹腔50，凹腔50内安装铺设有多层氧化锆砖7，第二支撑部件6的下端连接在氧化锆砖7上。
本实用新型对制备高强高模碳纤维的高温热处理装置进行了改进，在承托组件上形成一个凹腔，凹腔内铺设氧化锆砖，首先，氧化锆砖具有较好的耐热能力，且在高温下收缩变形量小，能够作为承载受力的部位，从而能够好的对内马弗炉进行支撑，其次，氧化锆砖的导热率远小于石墨材料，起到一定的隔热作用，减少高温对承托组件的影响，因此采用耐火砖铺设而成的承托组件具有更长的使用寿命，提升了高温热处理装置在生产过程中的稳定性。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例还包括石墨垫块8，所述石墨垫块8用于替换多层氧化锆砖7顶部的至少一块氧化锆砖，第二支撑部件6的下端连接在石墨垫块的表面。
本实施例中，用石墨垫块替换多层氧化锆砖顶部的一块或多块氧化锆砖，第二支撑部件的下端压覆在石墨垫块的表面，石墨垫块与氧化锆砖为面接触，增大了两者之间的接触面积，由于石墨具有更好的导热性，从第二支撑部件传导下来的热量能够均匀的分散到石墨垫块的各处，从而位于下方的氧化锆砖也能更加均匀的受热，防止氧化锆砖局部受热造成的热量集中的问题，从而避免了氧化锆砖因受热不均而出现破损的问题。
实施例3
在实施例1或实施例2的基础上，本实施例进一步的对第二支撑部件进行了改进，所述的第二支撑部件6从下端往上形成一个空腔60，空腔60内填充有软质碳毡61。
本实施例中，对第二支撑部件进行了改进，在满足对内马弗炉支撑的前提下，在第二支撑部件的内部加工成型一个空腔，且空腔与第二支撑部件的下端连通，并在空腔内填充了软质碳毡，软质碳毡为隔热材料，故仅有第二支撑部件的空腔的外壁向下传递热量，能大大减少第二支撑部件向下传递的热量。
进一步的，上述实施例中，所述的在外马弗炉2和钢制壳体1之间填充有碳毡或硅酸铝毡9，碳毡或硅酸铝毡均为保温材料，使得设备具有更好的保温性能，从而使得内马弗炉内的温度稳定且波动小，更加有利于对碳纤维的生产。
所述的第二支撑部6的石墨材料为石墨G330或者更好耐温等级的石墨材料。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型对制备高强高模碳纤维的高温热处理装置进行了改进，在承托组件上形成一个凹腔，凹腔内铺设氧化锆砖，首先，氧化锆砖具有较好的耐热能力，且在高温下收缩变形量小，能够作为承载受力的部位，从而能够好的对内马弗炉进行支撑，其次，氧化锆砖的导热率远小于石墨材料，起到一定的隔热作用，减少高温对承托组件的影响，因此采用耐火砖铺设而成的承托组件具有更长的使用寿命，提升了高温热处理装置在生产过程中的稳定性。
进一步的，第二支撑部件在满足支撑强度的要求下，在第二支撑部件内加工形成有一个空腔，并使用隔热材料进行填充，减少了第二支撑部件向承托组件的传热量。
更进一步的，设置的石墨垫块，第二支撑组件的热量传递给石墨垫块，然后传递给氧化锆砖，石墨垫块与氧化锆砖的接触面积增大，从而增大了氧化锆砖的受热面积，能够防止氧化锆砖的热量集中，避免了氧化锆砖因受热不均而出现的损坏。
Claims (5)
1.制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其包括一钢制外壳，在钢制外壳内设有外马弗炉，以及设置在外马弗炉内的内马弗炉，位于内马弗炉的两侧且位于外马弗炉内设有发热元件，外马弗炉的下端与钢质外壳之间设有由耐火砖堆叠而成的承托组件，其特征在于：所述的外马弗炉的下端形成有多个连通孔，还包括第二支撑部件，第二支撑部件的下端穿过连通孔并支撑在承托组件上，上端对内马弗炉的下端进行支撑，所述的第二支撑部件为石墨材料制成的石墨支撑柱，所述的承托组件在第二支撑部件的下端形成有一个凹腔，凹腔内安装铺设有多层氧化锆砖，第二支撑部件的下端连接在氧化锆砖上。
2.根据权利要求1所述的制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其特征在于：还包括石墨垫块，所述石墨垫块用于替换多层氧化锆砖顶部的至少一块氧化锆砖，第二支撑部件的下端连接在石墨垫块的表面。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其特征在于：所述的第二支撑部件从下端往上形成一个空腔，空腔内填充有软质碳毡。
4.根据权利要求3所述的制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其特征在于：所述的在外马弗炉和钢制壳体之间填充有碳毡或硅酸铝毡。
5.根据权利要求4所述的制备高强高模碳纤维的高温热处理装置，其特征在于：所述的第二支撑部的石墨材料为石墨G330。
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