新型聚丙烯腈基碳纤维预氧化炉及其温度控制特性的研究

研制了一种新型聚丙烯腈基碳纤维预氧化炉。实际生产表明,该预氧化炉具有设计合理,控温精度高、温度均匀性好、热效率高、维修方便的特点,是一种较理想的预氧化炉。

维普资讯

机械制造与研究

徐淑琼 型聚丙烯腈基碳纤维预氧化炉及其温度控制特性的研究新

新型震绋腈苍碳纤雅预亿炉 厦舆湿度别住的研徐淑琼

(临沂师范学院。山东临沂 2 6 0 ) 70 5

摘要：研制了一种新型聚丙烯腈基碳纤维预氧化炉。实际生产表明，该预氧化炉具有设计合理，控温精度高、温度均匀性好、热效率高、维修方便的特点，一种较理想的预氧化炉。是 关键词：碳纤维；预氧化炉；温度中图分类号：5 . 04 5文献标识码： B文章编号：6 1 2 6 20 )30 7—2 1 7— 7 (0 7 0—0 60 5

Re e r h w p s a c ofNe Ty e PAN- a e r o b r Pr - x dia i n b s d Ca b n Fi e e o i z toFu na ea t m p r t r n r li o r y r c nd Is Te e a u e Co t o lng Pr pe tXU h - in S u qo g

( i i oma Unvri。 iy 2 6 0。C ia Ln r l i sy Lni 7 0 5 hn ) yN e t A src: n w y ep eo ii t nfr aeue o rd cn AN-ae ab n f e a e nd v lp e b ta tA e tp r-xdz i un c sdfrp o u igP ao b sdcr o i rh sb e e e pd.Prcia p r— b o at l ea c ot n h we h tt ef r a e p s e ssc a a t r t s o e s n b ed s n。hg e e e a u e c n r lp e i o n i h h a i ss o d t a h u n c o s s e h r c e i i fr ao a l e i o sc g ih r tmp r t r o to r c in a d hg e t s e f in y.I e lp e o i ia in f r a e fi e c c ti a i a r - x dz t u n c . sn d o Ke r s c r n f e; r - x dz t n f r a e e p r t r ywo d:a b b r p e o i i i u n c;t e au e o i ao m

7

预氧化过程是以聚丙烯腈 ( A纤维为原料生产高 P N)比模量、高比强度碳纤维的第一步，目的是使 P其 AN的线型分

子链转化为耐热的稳定梯型结构，使其在高温炭化时不熔不燃，保持纤维形态。在生产碳纤维的全过程中，预氧化时间较长，预氧化是控制碳纤维产量的主要因素，所以碳纤维的品质和产量与预氧化工艺息息相关 _。 1 J预氧化工艺温度为 1o~2 02,度控制精度要 9℃ 8*温 (求为±5,温度波动超过±5,会出现断丝现象。℃若℃就1—热风管；一走丝室； 2 3一走丝室热电偶；一热风炉热电偶； 49

32

8

因此，预氧化炉的设计是一个极其重要的环节，备结构具合理、控温精度高、升温速度快等特点的新型预氧化炉成为生产高性能碳纤维的必要条件。结合国内外经验，用理

5一热风炉；一出气管； 6 7一气体流量计；一气体分配器； 8 9一鼓风机； _支架 1 - o

图 1单节预氯化设备组成示意图

论与实验相结合的方法，了有上述优点的新型预氧化设计炉。6

1预氧化设备简介1 1预氧化炉结构特点 .如图 1所示，每个单节预氧炉均由热风炉 5和预氧室两个独立炉体组成。图 2为预氧室结构示意图。7

为提高预氧室的温度均匀性以及精确控制送风量，每个预氧室配一个热风炉 5进入热风炉 5的冷空气量经流，量计 7调节控制，冷空气经热风炉加热元件加热，进入走丝室 2冲刷聚丙烯腈丝并及时带走预氧化反应中放出的热量。预氧化炉罐保温补偿加热元件用于预氧炉体蓄热和保证走丝室 2控温精度。预氧室供热仅保证炉衬散热要求。1热风管；一走丝室；一走丝室测温热电偶；一炉壳；一炉一 2 3 4 58

衬；一电热元件；预氧室热电偶；一加热罐 6 7一 8

图 2预氯室结构示意图

12温度控制系统简介 .该预氧化实验线中有 2台预氧化炉，分为 1 0个预氧 7 6

室，每个预氧室为一温区，另加 1与预氧室配套的热风 0个

ht: ZH ci j ra nt n - iZ H@cii ma nt n《 t/ Z D. no n1 e c Ema:Z D h a￣.e. p/ h au . . l n m 1 c机械制造与自动化》