JP4463050B2 - Carbon fiber firing furnace - Google Patents
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Description
本発明は炭素繊維の製造に際し、耐炎化繊維を炭素化する炭素繊維焼成炉に関する。 The present invention relates to a carbon fiber firing furnace for carbonizing a flame resistant fiber when producing carbon fiber.
ピッチ系やポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維を製造する方法においては、通常まず上記繊維を装置内温度300℃以下の熱処理装置により耐炎化処理を施して耐炎化繊維を得る。 In a method for producing pitch-based or polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fibers, usually, the fibers are first subjected to flame resistance treatment using a heat treatment apparatus having an internal temperature of 300 ° C. or lower to obtain flame-resistant fibers.
次いで、耐炎化繊維を不活性ガスの雰囲気下で400℃以上の焼成炉に導いて、必要に応じ400〜800℃で第一炭素化処理した後、1000℃以上で第二炭素化処理して焼成することにより炭素化を行う。 Next, the flame-resistant fiber is guided to a baking furnace at 400 ° C. or higher in an inert gas atmosphere, and after first carbonized at 400 to 800 ° C. as necessary, second carbonized at 1000 ° C. or higher. Carbonization is performed by firing.
上記炭素繊維焼成炉においては、炭素化に伴い大量のガス(発生ガス)が発生し、炭素繊維焼成炉に供給した耐炎化繊維ストランドの10〜40質量%がガス化される。このガスは不活性ガスと共に排気ポートを通過して焼成炉外へ排出される(例えば、特許文献1参照)。 In the carbon fiber firing furnace, a large amount of gas (generated gas) is generated with carbonization, and 10 to 40% by mass of the flame resistant fiber strand supplied to the carbon fiber firing furnace is gasified. This gas passes through the exhaust port together with the inert gas and is discharged out of the firing furnace (see, for example, Patent Document 1).
図6は従来の焼成炉の一例を示す概略図であり、(I)は、焼成炉運転中に発生するガスの動き(発生ガス流の状態)及び不活性ガスの動きを示し、(II)は、パウダー、ケバ及びタールなどの異物が焼成炉のストランド入口側や出口側の内壁や天井部及びその近傍へ付着する状態やこれらの異物がストランド上に脱落する状態等を示している。 FIG. 6 is a schematic view showing an example of a conventional firing furnace, (I) shows the movement of gas generated during the firing furnace operation (state of generated gas flow) and the movement of inert gas, (II) Shows a state in which foreign matter such as powder, kerva and tar adheres to the inner wall and ceiling portion on the strand inlet side and outlet side of the firing furnace and the vicinity thereof, and a state in which these foreign matters fall off on the strand.
図6に示すように従来の炭素繊維焼成炉32において、炭素繊維焼成炉内32aを水平にパス34aを形成して走行するストランド34を炭素化する際、発生ガス52は炭素繊維焼成炉32の天井44に沿って広がる。この発生ガス52は通常、炭素繊維焼成炉32の天井44に設けられた排気ポート40から系外へ排出される。
As shown in FIG. 6, in the conventional carbon
炭素繊維焼成炉32の天井44に沿って広がった発生ガス52は、比較的低温で且つガスの流動が殆ど生じない領域(所謂デッドスペース)であるストランド入口側の天井62やストランド入口側の内壁64の近傍に滞留ガス52aとなって長時間滞留する。或は、ストランド出口側の天井66やストランド出口側の内壁68の近傍に滞留ガス52cとなって長時間滞留する。
The generated
発生ガス52の一部が滞留ガス52a或は滞留ガス52cとなって滞留する間に、ストランド入口側の天井62やストランド入口側の内壁64、或は、ストランド出口側の天井66やストランド出口側の内壁68に触れて、その一部は凝縮したタール等の液状異物として壁面に付着する。
While part of the generated
ストランドがシリコーンオイル等のサイズ剤でオイル処理されている場合は、熱分解で生成するシリカパウダーやケバが発生する。これらのパウダーやケバの一部は、前記液状異物の表面に付着し、固液混合異物62a、64a、66a、68aとしてストランド入口側や出口側の内壁や天井に堆積する。 In the case where the strand is oil-treated with a sizing agent such as silicone oil, silica powder and erosion generated by thermal decomposition are generated. A part of these powders and marks adheres to the surface of the liquid foreign matter and accumulates on the inner wall and ceiling on the strand inlet side and outlet side as solid-liquid mixed foreign matter 62a, 64a, 66a, 68a.
これらの堆積した固液混合異物は、堆積量が増えると高密度となってストランド上に落下し、ストランドを汚染する固液混合異物72、74となる。これらの固液混合異物72、74は、ストランドの品質を低下させるばかりでなく、ストランドの切断の原因にもなる。
本発明者は、上記問題について鋭意検討した結果、炭素繊維焼成炉内を走行する耐炎化繊維を炭素化して炭素繊維を製造する炭素繊維焼成炉において、炭素繊維焼成炉のストランド導入部分を特定の形状とすることにより異物脱落による耐炎化繊維や炭素繊維の汚染、切断、劣化を防止できることを知得し、本発明を完成するに到った。 As a result of earnestly examining the above problems, the present inventor has specified a strand introduction portion of a carbon fiber firing furnace in a carbon fiber firing furnace that produces carbon fiber by carbonizing a flameproof fiber running in the carbon fiber firing furnace. It has been found that the shape can prevent contamination, cutting, and deterioration of the flame-resistant fiber and carbon fiber due to the drop of foreign matter, and the present invention has been completed.
従って、本発明の目的とするところは、上述した問題点を解決した、炭素繊維焼成炉を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a carbon fiber firing furnace that solves the above-mentioned problems.
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。 The present invention for achieving the above object is described below.
〔1〕 炭素繊維焼成炉内を水平に且つ炭素繊維焼成炉の長さ方向に平行に走行する耐炎化繊維ストランドを不活性ガスの雰囲気下で炭素化する炭素繊維焼成炉において、該炭素繊維焼成炉が
(A)該炭素繊維焼成炉のストランド入口端から炭素繊維焼成炉長さの1/50以上の長さで天井高さがストランド走行方向に向けて漸増するストランド導入部分、
(B)該ストランド導入部分(A)に続けて形成された、その天井高さがストランド走行方向に向けて一定の主体部分及び
(C)該炭素化主体部分(B)の天井に設けた排気ポート
とを有する炭素繊維焼成炉。
[1] In a carbon fiber firing furnace for carbonizing a flame-resistant fiber strand running in a carbon fiber firing furnace horizontally and parallel to the length direction of the carbon fiber firing furnace in an inert gas atmosphere, the carbon fiber firing A strand introduction part in which the furnace is (A) a length of 1/50 or more of the length of the carbon fiber firing furnace from the strand inlet end of the carbon fiber firing furnace and the ceiling height gradually increases in the strand running direction;
(B) The main body part formed continuously from the strand introduction part (A) and having a ceiling height in the direction of running of the strand and (C) the exhaust provided on the ceiling of the carbonization main part (B) And a carbon fiber firing furnace having a port.
〔2〕 炭素繊維焼成炉内を水平に且つ炭素繊維焼成炉の長さ方向に平行に走行する耐炎化繊維ストランドを不活性ガスの雰囲気下で炭素化する炭素繊維焼成炉において、該炭素繊維焼成炉が
(A)該炭素繊維焼成炉のストランド入口端から炭素繊維焼成炉長さの1/50以上の長さで天井高さがストランド走行方向に向けて漸増するストランド導入部分、
(B)該ストランド導入部分(A)に続けて形成された、その天井高さがストランド走行方向に向けて一定の主体部分、
(C)該炭素化主体部分(B)の天井に設けた排気ポート及び
(D)前記主体部分(B)に続けて形成され、主体部分後端からストランド出口端にかけて形成された、炭素繊維焼成炉全長さの1/50以上の長さで天井高さがストランド走行方向に向けて漸減するストランド取出部分
とを有する炭素繊維焼成炉。
[2] In a carbon fiber firing furnace that carbonizes a flame-resistant fiber strand that travels horizontally in the carbon fiber firing furnace and parallel to the length direction of the carbon fiber firing furnace in an inert gas atmosphere. A strand introduction part in which the furnace is (A) a length of 1/50 or more of the length of the carbon fiber firing furnace from the strand inlet end of the carbon fiber firing furnace and the ceiling height gradually increases in the strand running direction;
(B) The main body portion formed following the strand introduction portion (A), the ceiling height of which is constant toward the strand running direction,
(C) An exhaust port provided on the ceiling of the carbonized main part (B) and (D) a carbon fiber fired formed following the main part (B) and formed from the main part rear end to the strand outlet end. A carbon fiber firing furnace having a strand take-out portion that has a length of 1/50 or more of the entire length of the furnace and whose ceiling height gradually decreases in the strand running direction.
〔3〕 ストランド導入部分(A)の下方に不活性ガス導入部分(E)を設けた〔1〕又は〔2〕に記載の炭素繊維焼成炉。 [3] The carbon fiber firing furnace according to [1] or [2], wherein an inert gas introduction portion (E) is provided below the strand introduction portion (A).
〔4〕 排気ポート(C)を炭素化主体部分(B)のストランド出口側端部の天井に設けた〔1〕又は〔2〕に記載の炭素繊維焼成炉。 [4] The carbon fiber firing furnace according to [1] or [2], wherein the exhaust port (C) is provided on the ceiling of the end portion on the strand outlet side of the carbonization main portion (B).
〔5〕 ストランド導入部分(A)の天井高さの漸増が直線的である〔1〕又は〔2〕に記載の炭素繊維焼成炉。 [5] The carbon fiber firing furnace according to [1] or [2], wherein the gradual increase in the ceiling height of the strand introduction portion (A) is linear.
〔6〕 ストランド取出部分(D)の天井高さの漸減が直線的である〔2〕に記載の炭素繊維焼成炉。 [6] The carbon fiber firing furnace according to [2], wherein the gradual decrease in the ceiling height of the strand take-out portion (D) is linear.
本発明の炭素繊維焼成炉を用いて、炭素繊維焼成炉内を走行する耐炎化繊維ストランド、特にオイル処理を施したストランドを炭素化する場合、本発明の炭素繊維焼成炉は、ストランド入口端にその天井高さがストランド走行方向に向けて漸増するストランド導入部分(A)を設けているので、炭素繊維焼成炉内に発生するガス流が長期間滞留する部分が少ない。ストランド出口端にその天井高さがストランド走行方向に向けて漸減するストランド取出部分(D)を設けると、炭素繊維焼成炉内に発生するガス流が長期間滞留する部分が更に少なくなる。 When the carbon fiber firing furnace of the present invention is used to carbonize a flame-resistant fiber strand that travels in the carbon fiber firing furnace, particularly an oil-treated strand, the carbon fiber firing furnace of the present invention is disposed at the strand inlet end. Since the strand introduction portion (A) whose ceiling height gradually increases in the strand running direction is provided, there are few portions where the gas flow generated in the carbon fiber firing furnace stays for a long time. If a strand take-out portion (D) in which the ceiling height gradually decreases in the strand running direction at the strand exit end, the portion where the gas flow generated in the carbon fiber firing furnace stays for a long time is further reduced.
その結果、炭素繊維焼成炉の天井や内壁面に固液混合異物が殆ど付着しないので、走行するストランドへの固液混合異物の落下を防止でき、耐炎化繊維ストランド及び炭素化ストランドの汚染、切断、劣化が防止できる。従って、ストランドの安定した炭素化を行うことができる。 As a result, almost no solid-liquid mixed foreign matter adheres to the ceiling or inner wall of the carbon fiber firing furnace, so that the solid-liquid mixed foreign matter can be prevented from falling onto the running strand, and the flame-resistant fiber strand and carbonized strand are contaminated and cut. Deterioration can be prevented. Therefore, stable carbonization of the strand can be performed.
以下、図1を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図1は本発明の炭素繊維焼成炉の一例を示す概略図である。図1において2は炭素繊維焼成炉で、内部は細長い中空の焼成室2aになっている。この焼成室2a内にはストランド4が炭素繊維焼成炉2の長さ方向に平行かつ水平にストランドのパス4aに沿って走行しながら焼成される。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a carbon fiber firing furnace of the present invention. In FIG. 1, 2 is a carbon fiber firing furnace, and the inside is an elongated hollow firing chamber 2a. In the firing chamber 2a, the
6は炭素繊維焼成炉2の一端に形成したストランド導入口で、このストランド導入口6から焼成室2a内に導入されたストランド4は、焼成室2a内を長さ方向に平行且つ水平に走行しながら、加熱焼成され、炭素繊維焼成炉2の他端に形成されたストランド取出口8から外部に取出される。
前記焼成室2a内の天井は、ストランド導入口6からストランド取出口8に向って漸次高くなるストランド導入部分Aが形成されている。ストランド導入部分Aは、炭素繊維焼成炉2の長さ方向長さ(全長)の1/50以上であることが必要であり、1/20〜1/10がより好ましい。
The ceiling in the firing chamber 2 a is formed with a strand introduction portion A that gradually increases from the
前記ストランド導入部分Aに続いて、天井14の高さが同一の炭素化主体部分Bがストランド取出口8方向に形成されている。10は前記炭素化主体部分Bの天井に形成された排気ポートである。
Following the strand introduction portion A, a carbonization main portion B having the same height of the
次に、上記炭素繊維焼成炉を用いて耐炎化繊維を炭素化する場合について説明する。 Next, a case where the flame resistant fiber is carbonized using the carbon fiber firing furnace will be described.
図1において、ストランド導入口6から導入されたストランド4は、先ずストランド導入部分Aで予熱され、焼成室2a内を通過してストランド取出口8から取出されるまでに熱処理される。
In FIG. 1, the
この際に発生するガス22は、ストランド導入部分Aの空間が狭いためこの部分に滞留すること無く例えば発生ガスのパス26に沿ってストランド取出口8方向に移動し、排気ポート10から外部に排出される。
The
炭素繊維焼成炉に供給されたストランド(耐炎化繊維ストランド)は、400℃以上に昇温された焼成室2a内で、水平に且つ炭素繊維焼成炉2の側壁に平行にストランドパス4aを形成して走行し、加熱処理(炭素化)されて炭素繊維となる。この炭素繊維焼成炉2は、必要に応じ、パス4aの入口側から出口側に向かうに従って400〜800℃に昇温された前段の第一炭素化炉で炭素化(第一炭素化処理)し、更に後段の第二炭素化炉で炭素化(第二炭素化処理)する二段の炭素化炉で構成しても良い。二段の炭素化炉とする場合は、炭素繊維焼成炉2は、前段の第一炭素化炉として用いることが好ましい。
The strand (flame-resistant fiber strand) supplied to the carbon fiber firing furnace forms a strand path 4a horizontally and parallel to the side wall of the carbon
ストランド導入部分(A)の天井12は、ストランド走行方向に向けて直線的に高さを増していることが好ましい。この結果、炭素繊維焼成炉内の発生ガスの滞留が特に少なくなり、固液混合異物の炭素繊維焼成炉内の天井や壁面への堆積が特に少なくなる。
It is preferable that the
以上説明したように、本発明の炭素繊維焼成炉2では焼成室2a内の発生ガス22が長期間部分的に滞留を起こすことなく、排気ポート10に向かい系外へ排出される。そのため、発生ガス22に起因する固液混合異物の発生が少なくなり、ストランドの汚染、切断、劣化を防止できる。
As described above, in the carbon
また、図3に示すように上記炭素繊維焼成炉2には不活性ガス入口18を設けることができ、ここから炭素繊維焼成炉内に供給された不活性ガスは24で例示されるパスを経て排気ポート10から外部に排出される。尚、不活性ガス(例えば窒素ガス)を供給することの効果は、ストランドの酸化を防止するだけでなく、ストランドからの発生ガスの強制的排出に対して有効である。図3中のその他の符号は、図1と同様である。
Further, as shown in FIG. 3, the carbon
図2は本発明の炭素繊維焼成炉の別の一例を示す概略図である。図2において2は炭素繊維焼成炉で、内部は細長い中空の焼成室2aになっている。この焼成室2a内にはストランド4が炭素繊維焼成炉2の長さ方向に平行かつ水平にストランドのパス4aに沿って走行しながら焼成される。
FIG. 2 is a schematic view showing another example of the carbon fiber firing furnace of the present invention. In FIG. 2, 2 is a carbon fiber firing furnace, and the inside is an elongated hollow firing chamber 2a. In the firing chamber 2a, the
6は炭素繊維焼成炉2の一端に形成したストランド導入口で、このストランド導入口6から焼成室2a内に導入されたストランド4は、焼成室2a内を長さ方向に平行且つ水平に走行しながら、加熱焼成され、炭素繊維焼成炉2の他端に形成されたストランド取出口8から外部に取出される。
前記焼成室2a内の天井は、ストランド導入口6からストランド取出口8に向って漸次高くなるストランド導入部分Aが形成されている。ストランド導入部分Aは、炭素繊維焼成炉2の長さ方向長さ(全長)の1/50以上であることが必要であり、1/20〜1/10がより好ましい。
The ceiling in the firing chamber 2 a is formed with a strand introduction portion A that gradually increases from the
前記ストランド導入部分Aに続いて、天井14の高さが同一の炭素化主体部分Bがストランド取出口8方向に形成されている。
Following the strand introduction portion A, a carbonization main portion B having the same height of the
炭素化主体部分Bに続いて、天井16の高さがストランド取出口8に向うに従って漸次小さくなるストランド取出部分Dが形成されている。ストランド取出部分Dは、炭素繊維焼成炉2の長さ方向長さ(全長)の1/50以上であることが必要であり、1/20〜1/10がより好ましい。
Following the carbonization main part B, a strand take-out part D is formed which gradually decreases as the height of the ceiling 16 moves toward the strand take-out
18はストランド導入口6の近傍に形成した不活性ガス入口で、ここから炭素繊維焼成炉2内に不活性ガスが導入される。10は前記炭素化主体部分Bの天井に形成された排気ポートである。
次に、上記炭素繊維焼成炉を用いて耐炎化繊維を炭素化する場合について説明する。 Next, a case where the flame resistant fiber is carbonized using the carbon fiber firing furnace will be described.
図2において、ストランド導入口6から導入されたストランド4は、先ずストランド導入部分Aで予熱され、焼成室2a内を通過してストランド取出口8から取出されるまでに炭素化される。
In FIG. 2, the
この際に発生するガス22は、ストランド導入部分Aの空間が狭いためこの部分に滞留すること無く、18から導入される不活性ガスに同搬されてストランド取出口8方向に移動し、例えば発生ガスのパス26に沿ってストランド取出口8方向に移動し、排気ポート10から外部に排出される。また、発生ガス22は、ストランド取出部分Dの空間が狭いためこの部分にも滞留すること無く、排気ポート10から外部に排出される。
The
炭素繊維焼成炉に供給されたストランド(耐炎化繊維ストランド)は、400℃以上に昇温された焼成室2a内で、水平に且つ炭素繊維焼成炉2の側壁に平行にストランドパス4aを形成して走行し、加熱処理(炭素化)されて炭素繊維となる。この炭素繊維焼成炉2は、必要に応じ、パス4aの入口側から出口側に向かうに従って400〜800℃に昇温された前段の第一炭素化炉で炭素化(第一炭素化処理)し、更に後段の第二炭素化炉で炭素化(第二炭素化処理)する二段の炭素化炉で構成しても良い。二段の炭素化炉とする場合は、炭素繊維焼成炉2は、前段の第一炭素化炉として用いることが好ましい。
The strand (flame-resistant fiber strand) supplied to the carbon fiber firing furnace forms a strand path 4a horizontally and parallel to the side wall of the carbon
ストランド導入部分(A)の天井12は、ストランド走行方向に向けて直線的に高さを増し、ストランド取出部分(D)の天井16は、ストランド走行方向に向けて直線的に高さを減じていることが好ましい。この結果、炭素繊維焼成炉内の発生ガスの滞留が特に少なくなり、固液混合異物の炭素繊維焼成炉内の天井や壁面への堆積が特に少なくなる。
The
また、上記炭素繊維焼成炉2には不活性ガス入口18が設けられていて、ここから炭素繊維焼成炉内に供給された不活性ガスは24で例示されるパスを経て排気ポート10から外部に排出される。尚、不活性ガス(例えば窒素ガス)を供給することの効果は、ストランドの酸化を防止するだけでなく、ストランドからの発生ガスの強制的排出に対して有効である。
Further, the carbon
以上説明したように、本発明の炭素繊維焼成炉2では焼成室2a内の発生ガス22が長期間部分的に滞留を起こすことなく、排気ポート10に向かい系外へ排出される。そのため、発生ガス22に起因する固液混合異物の発生が少なくなり、ストランドの汚染、切断、劣化を防止できる。
As described above, in the carbon
以下、本発明の炭素繊維焼成炉を実施例及び比較例を用いて説明するが、本発明はこれら実施例及び比較例に限定されるものではない。 Hereinafter, although the carbon fiber baking furnace of this invention is demonstrated using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example.
(実施例1)
図4に示す炭素繊維焼成炉において、オイル処理(サイジング剤としてシリコーンオイルをストランドに対し2質量%添加)を施したアクリル繊維系ストランド4を供給速度1.5kg/分で供給し炭素化を行った。
Example 1
In the carbon fiber firing furnace shown in FIG. 4, the carbon fiber is carbonized by supplying an acrylic fiber-based
炭素繊維焼成炉の諸元は、炭素繊維焼成炉の全長(Lt)12m、炭素繊維焼成炉の全高(Ht)0.4m、炭素繊維焼成炉の全幅(Wt)1.6m、ストランド導入部分の長さ(La)1m、炭素化主体部分の長さ(Lb)11m、排気ポート端から炭素繊維焼成炉端までの長さ(Lc)1m、導入部分のストランドの走行位置から天井までの垂直距離(Ha)がストランドの走行方向に向けて0.1mから0.3mまで直線的に漸増するものであり、ストランド導入部分(A)の長手方向の長さは炭素繊維焼成炉全長の1/12のものを用いた。炭素化温度は800℃とした。炭素繊維焼成炉2内では発生ガスは、炭素繊維焼成炉内で長期間部分的に滞留を起こすことなく、排気ポート10に向かい、この排気ポート10を通って系外へ排出された。
The specifications of the carbon fiber firing furnace are as follows: the total length of the carbon fiber firing furnace (Lt) 12 m, the total height of the carbon fiber firing furnace (Ht) 0.4 m, the total width of the carbon fiber firing furnace (Wt) 1.6 m, Length (La) 1 m, length of carbonization main part (Lb) 11 m, length from exhaust port end to carbon fiber firing furnace end (Lc) 1 m, vertical distance from running position of strand of introduction part to ceiling ( Ha) increases linearly from 0.1 m to 0.3 m in the running direction of the strand, and the length in the longitudinal direction of the strand introduction part (A) is 1/12 of the total length of the carbon fiber firing furnace. A thing was used. The carbonization temperature was 800 ° C. The generated gas in the carbon
この条件で二ヶ月間連続して炭素化を行った結果、ストランドの汚染、切断、劣化が発生せず安定した炭素化を行うことができた。二ヶ月間連続運転後、運転を停止し、炭素繊維焼成炉2内を点検した。その結果、炭素繊維焼成炉内のストランド導入部分(A)の天井12及び炭素化主体部分(B)の天井14への固液混合異物の堆積は極めて軽微であった。
As a result of continuous carbonization under these conditions for two months, stable carbonization could be performed without causing strand contamination, cutting, and deterioration. After continuous operation for two months, the operation was stopped and the inside of the carbon
(実施例2)
図5に示す炭素繊維焼成炉において、オイル処理サイジング剤としてシリコーンオイルをストランドに対し1質量%添加)を施したアクリル繊維系ストランド4を供給速度1.5kg/分で供給し炭素化を行った。
(Example 2)
In the carbon fiber firing furnace shown in FIG. 5, the
炭素繊維焼成炉の諸元は、炭素繊維焼成炉の全長(Lt)15m、炭素繊維焼成炉の全高(Ht)0.4m、炭素繊維焼成炉の全幅(Wt)1.6m、ストランド導入部分(A)の長さ(La)1m、炭素化主体部分(B)の長さ(Lb)13m、ストランド取出部分(D)の長さ(Ld)1m、排気ポート端から炭素繊維焼成炉端までの長さ(Lc)2m、排気ポート部分の長さ(Le)1m、導入部分のストランドの走行位置から天井12までの垂直距離(Ha)がストランドの走行方向に向けて0.1mから0.3mまで直線的に漸増、取出部分のストランドの走行位置から天井16までの垂直距離(Hd)がストランドの走行方向に向けて0.3mから0.1mまで直線的に漸減したものであり、ストランド導入部分(A)及びストランド取出部分(D)の長手方向の長さは炭素繊維焼成炉全長の1/15のものを用いた。不活性ガスとして窒素ガスを不活性ガス入口18から供給し、炭素化温度を800℃とした。炭素繊維焼成炉2内では発生ガスは、炭素繊維焼成炉内で長期間部分的に滞留を起こすことなく、排気ポート10に向かい、この排気ポート10を通って系外へ排出された。
The specifications of the carbon fiber firing furnace are as follows: total length of carbon fiber firing furnace (Lt) 15m, total height of carbon fiber firing furnace (Ht) 0.4m, total width of carbon fiber firing furnace (Wt) 1.6m, strand introduction part ( A) length (La) 1 m, carbonization main portion (B) length (Lb) 13 m, strand take-out portion (D) length (Ld) 1 m, length from exhaust port end to carbon fiber firing furnace end (Lc) 2 m, exhaust port length (Le) 1 m, vertical distance (Ha) from the running position of the strand of the introduction part to the
この条件で二ヶ月間連続して炭素化を行った結果、ストランドの汚染、切断、劣化が発生せず安定した炭素化を行うことができた。二ヶ月間連続運転後、運転を停止し、炭素繊維焼成炉2内を点検した。その結果、炭素繊維焼成炉内のストランド導入部分(A)の天井12、炭素化主体部分(B)の天井14及びストランド取出部分(D)の天井16への固液混合異物の堆積は極めて軽微であった。
As a result of continuous carbonization under these conditions for two months, stable carbonization could be performed without causing strand contamination, cutting, and deterioration. After continuous operation for two months, the operation was stopped and the inside of the carbon
(比較例1)
図6に示す炭素繊維焼成炉を用いた以外は実施例2と同様に炭素化を行った。炭素繊維焼成炉の全長、全高、全幅は実施例2と同様のものを用いた。ストランド導入口36からストランド34を導入し、炭素繊維焼成炉内部32aにて熱処理した後、ストランド34をストランド取出口38から取出した。この間、不活性ガスとして窒素ガスを不活性ガス入口48から供給し、不活性ガスのパス54に示したような経路を経て排気ポート40から排出した。発生ガス52は発生ガスのパス56に示したような経路を経て排気ポート40から排出された。炭素繊維焼成炉の運転開始から1週間経過した時点で固液混合異物(72、74)のストランド34上への落下トラブルが生じた。更に1週間経過した時点でストランドの汚染、切断、劣化が頻発し、安定した炭素化を行うことはできなかった。この時点で運転を停止し、炭素繊維焼成炉32内を点検した結果、ストランド入口側の天井62、内壁64及びストランド出口側の天井66、内壁68に固液混合異物の堆積(62a、64a、66a、68a)が多量に認められ、各々の箇所で堆積物の一部が剥離した痕跡が認められた。
(Comparative Example 1)
Carbonization was performed in the same manner as in Example 2 except that the carbon fiber firing furnace shown in FIG. 6 was used. The carbon fiber firing furnace used was the same as in Example 2 in terms of overall length, overall height, and overall width. The
2 炭素繊維焼成炉
2a 焼成室
4 ストランド
4a ストランドのパス
6 ストランド導入口
8 ストランド取出口
10 排気ポート
12 ストランド導入部分(A)の天井
14 主体部分(B)の天井
16 ストランド取出部分(D)の天井
18 不活性ガス入口
22 発生ガス
24 不活性ガスのパス
26 発生ガスのパス
32 炭素繊維焼成炉
32a 炭素繊維焼成炉内部
34 ストランド
34a ストランドのパス
36 ストランド導入口
38 ストランド取出口
40 排気ポート
44 炭素繊維焼成炉の天井
48 不活性ガス入口
52 発生ガス
52a ストランド入口側の滞留ガス
52c ストランド出口側の滞留ガス
54 不活性ガスのパス
56 発生ガスのパス
62 ストランド入口側の天井
62a ストランド入口側の天井に堆積した固液混合異物
64 ストランド入口側の内壁
64a ストランド入口側の内壁に堆積した固液混合異物
66 ストランド出口側の天井
66a ストランド出口側の天井に堆積した固液混合異物
68 ストランド出口側の内壁
68a ストランド出口側の内壁に堆積した固液混合異物
72 ストランド上に落下した固液混合異物
74 ストランド上に落下した固液混合異物
A ストランド導入部分
B 炭素化主体部分
D ストランド取出部分
La ストランド導入部分の長さ
Lb 炭素化主体部分の長さ
Ld ストランド取出部分の長さ
Lc 排気ポート端から炭素繊維焼成炉端までの長さ
Le 排気ポート部分の長さ
Lt 炭素繊維焼成炉の全長
Wt 炭素繊維焼成炉の全幅
Ha 導入部分のストランドの走行位置から天井までの垂直距離
Hb 炭素化主体部分のストランドの走行位置から天井までの垂直距離
Hd 取出部分のストランドの走行位置から天井までの垂直距離
Ht 炭素繊維焼成炉の全高
2 Carbon fiber firing furnace 2a Firing chamber 4 Strand 4a Strand path 6 Strand inlet 8 Strand outlet 10 Exhaust port 12 Ceiling of strand introducing portion (A) 14 Ceiling of main portion (B) 16 Strand extracting portion (D) Ceiling 18 Inert gas inlet 22 Generated gas 24 Passage of inert gas 26 Generated gas path 32 Carbon fiber firing furnace 32a Inside of carbon fiber firing furnace 34 Strand 34a Strand path 36 Strand inlet 38 Strand outlet 40 Exhaust port 44 Carbon Fiber firing furnace ceiling 48 Inert gas inlet 52 Generated gas 52a Retained gas at strand inlet 52c Retained gas at strand outlet 54 Inert gas path 56 Generated gas path 62 Strand inlet side ceiling 62a Strand inlet side ceiling Solid-liquid mixture deposited on Foreign matter 64 Inner wall on the strand inlet side 64a Solid-liquid mixed foreign matter deposited on the inner wall on the strand inlet side 66 Ceiling on the strand outlet side 66a Solid-liquid mixed foreign matter deposited on the ceiling on the strand outlet side 68 Inner wall on the strand outlet side 68a On the strand outlet side Solid-liquid mixed foreign matter deposited on inner wall 72 Solid-liquid mixed foreign matter dropped on strand 74 Solid-liquid mixed foreign matter dropped on strand A A Strand introduction part B Carbonization main part D Strand extraction part La Length of strand introduction part Lb Carbon Ld Length of strand extraction part Lc Length from exhaust port end to carbon fiber firing furnace end Le Length of exhaust port part Lt Overall length of carbon fiber firing furnace Wt Full width of carbon fiber firing furnace Ha Introduced part Vertical distance from the running position of the strand to the ceiling Hb Height from Portland travel position from the travel position of the strands of the vertical distance Hd takeout part of the ceiling of the vertical distance Ht carbon fibers fired furnace ceiling
Claims (6)
(A)該炭素繊維焼成炉のストランド入口端から炭素繊維焼成炉長さの1/50〜1/10の長さで天井高さがストランド走行方向に向けて漸増するストランド導入部分、
(B)該ストランド導入部分(A)に続けて形成された、その天井高さがストランド走行方向に向けて一定の主体部分及び
(C)該炭素化主体部分(B)の天井に設けた排気ポート
とを有する炭素繊維焼成炉。 In a carbon fiber firing furnace for carbonizing a flame-resistant fiber strand running in a carbon fiber firing furnace horizontally and parallel to the length direction of the carbon fiber firing furnace in an inert gas atmosphere, the carbon fiber firing furnace is ( A) A strand introduction part in which the ceiling height gradually increases in the strand running direction at a length of 1/50 to 1/10 of the length of the carbon fiber firing furnace from the strand inlet end of the carbon fiber firing furnace,
(B) The main body part formed continuously from the strand introduction part (A) and having a ceiling height in the direction of running of the strand and (C) the exhaust provided on the ceiling of the carbonization main part (B) And a carbon fiber firing furnace having a port.
(A)該炭素繊維焼成炉のストランド入口端から炭素繊維焼成炉長さの1/50〜1/10の長さで天井高さがストランド走行方向に向けて漸増するストランド導入部分、
(B)該ストランド導入部分(A)に続けて形成された、その天井高さがストランド走行方向に向けて一定の主体部分、
(C)該炭素化主体部分(B)の天井に設けた排気ポート及び
(D)前記主体部分(B)に続けて形成され、主体部分後端からストランド出口端にかけて形成された、炭素繊維焼成炉全長さの1/50〜1/10の長さで天井高さがストランド走行方向に向けて漸減するストランド取出部分
とを有する炭素繊維焼成炉。 In a carbon fiber firing furnace for carbonizing a flame-resistant fiber strand running in a carbon fiber firing furnace horizontally and parallel to the length direction of the carbon fiber firing furnace in an inert gas atmosphere, the carbon fiber firing furnace is ( A) A strand introduction part in which the ceiling height gradually increases in the strand running direction at a length of 1/50 to 1/10 of the length of the carbon fiber firing furnace from the strand inlet end of the carbon fiber firing furnace,
(B) The main body portion formed following the strand introduction portion (A), the ceiling height of which is constant toward the strand running direction,
(C) An exhaust port provided on the ceiling of the carbonized main part (B) and (D) a carbon fiber fired formed following the main part (B) and formed from the main part rear end to the strand outlet end. A carbon fiber firing furnace having a length of 1/50 to 1/10 of the total length of the furnace and a strand take-out portion in which the ceiling height gradually decreases in the strand running direction.
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