一种新型低能耗高效低温碳化炉的制作方法

1.本实用新型涉及一种碳纤维生产设备技术领域，具体为一种新型低能耗高效低温碳化炉。


背景技术：

2.在碳纤维生产过程中，预氧纤维在碳纤维低温碳化炉内发生热分解反应，产出大量废气、焦油及碳粉，随着生产时间的推移，废气在排废风机作用下进入焚烧炉内进行焚烧处理，但是，在焦油的作用下，碳粉会聚集在碳纤维低温碳化炉内壁尤其是炉顶部位形成沉积物。因此，高效的排废设计对设备的稳定连续生产尤为重要。
3.现有碳化炉采用7个温区的设计，由于原丝进入低碳炉后发生热解和缩聚反应，经过论证，6个温区远远满足使用要求。
4.低温碳化炉金属马弗由耐热合金钢制作而成，以往金属马弗安放于可滚动的支架上，由于支架与炉壳保温存在间隙，对能耗损失较大。
5.低温碳化炉内部废气较多，通常在出口端通入热氮气，吹扫金属马弗内部废气，确保反应产生的废气及时排出，此时防止废气中的焦油冷凝，必须通入氮气加热器加热后的热氮气。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型低能耗高效低温碳化炉，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.(二)技术方案
9.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型低能耗高效低温碳化炉，包括入口氮气密封腔、炉壳、氮气冷却腔、出口氮气密封腔和排气罩，所述炉壳的左侧固定有入口氮气密封腔，所述炉壳的右侧固定有氮气冷却腔，所述氮气冷却腔的右侧装设有出口氮气密封腔，所述出口氮气密封腔的右侧上部相通连接有排气罩，所述炉壳的内腔上部均匀布设有顶部加热棒，所述炉壳的内腔中部横向装设有金属马弗，所述炉壳的内腔上部均开设有温度控制区域，且温度控制区域有6个，每个温度控制区域的上、下、左、右均装设有热电偶精确控温设备，所述金属马弗的底部装设有支撑刚玉梁，支撑刚玉梁的底部固定于炉壳的底板上表面，且采用滑动摩擦方式进行热膨胀位移，所述金属马弗的下表面装设有底部加热板。
10.优选的，所述金属马弗左右两侧均开设有排废口。
11.优选的，所述金属马弗在第四、第五、第六温区顶部设置有马弗吊杆，且马弗吊杆的顶端固定于炉壳的顶板下表面。
12.优选的，所述出口氮气密封腔与金属马弗之间也装设有氮气冷却腔。
13.(三)有益效果
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型低能耗高效低温碳化炉，具备以下有益效果：
15.1、该新型低能耗高效低温碳化炉，加设的温度控制区域有6个，每个温度控制区域的上、下、左、右均装设有热电偶精确控温设备，加热方式采用顶部加热棒、底部加热板的方式，在精确控温的同时，6个加热温区满足工艺要求，从而减少一个温区设计，在能源功耗上大大降低，且一部分氮气不需要进行加热，再一次减少能源消耗；
16.2、该新型低能耗高效低温碳化炉，加设的金属马弗放置于光滑的支撑刚玉梁上，两端由气缸牵引，确保金属马弗受热膨胀后均匀伸展，特殊的金属马弗支撑方式，确保炉壳保温泄露点减少；
17.3、该新型低能耗高效低温碳化炉，加设的金属马弗在第四、第五、第六温区弧形板顶部均装设有马弗吊杆，防止由于在金属高温极限情况下的强度不足，导致金属蠕变而金属马弗顶部垮塌。
附图说明
18.图1为本实用新型总体结构示意图；
19.图2为本实用新型剖视结构示意图。
20.图中：1、入口氮气密封腔；2、炉壳；21、温度控制区域；22、热电偶精确控温设备；3、氮气冷却腔；4、出口氮气密封腔；5、排气罩；6、顶部加热棒；7、金属马弗；8、排废口；9、支撑刚玉梁；10、马弗吊杆； 11、底部加热板。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型提供一种技术方案，一种新型低能耗高效低温碳化炉，包括入口氮气密封腔1、炉壳2、温度控制区域21、热电偶精确控温设备22、氮气冷却腔3、出口氮气密封腔4、排气罩5、顶部加热棒6、金属马弗7、排废口8、支撑刚玉梁9、马弗吊杆10和底部加热板11，请参阅图2，炉壳2的内腔上部均开设有温度控制区域21，且温度控制区域21有6个，每个温度控制区域21的上、下、左、右均装设有热电偶精确控温设备22，请参阅图1，炉壳2的左侧固定有入口氮气密封腔1，炉壳2的右侧固定有氮气冷却腔3，氮气冷却腔3的右侧装设有出口氮气密封腔4，出口氮气密封腔4的右侧上部相通连接有排气罩5，请参阅图2，炉壳2的内腔上部均匀布设有顶部加热棒6，炉壳2的内腔中部横向装设有金属马弗7，金属马弗7左右两侧均开设有排废口8，金属马弗7第二、第三区设置排废口8，第二温区排废口8为主排废口8，第三温区排废口8为备用排废口8，确保主排废口8因堵塞而不产生排废不畅的情况，金属马弗7在第四、第五、第六温区顶部设置有马弗吊杆10，且马弗吊杆10的顶端固定于炉壳2的顶板下表面，金属马弗7的底部装设有支撑刚玉梁9，支撑刚玉梁9的底部固定于炉壳2的底板上表面，且采用滑动摩擦方式进行热膨胀位移，金属马弗7在第四、第五、第六温区弧形板顶部均装设有马弗吊杆10，防止由于在金属高温极限情况下的强度不足，导致金属蠕变而金
属马弗7顶部垮塌。金属马弗7放置于光滑的支撑刚玉梁9上，两端由气缸牵引，确保金属马弗7受热膨胀后均匀伸展，出口氮气密封腔4与金属马弗7之间也装设有氮气冷却腔3，金属马弗7的下表面装设有底部加热板 11，此低温碳化炉在温度控制区域21上，每个温区金属马弗7上下左右四个方向设置热电偶精确控温设备22，加热方式采用顶部加热棒6、底部加热板11的方式，在精确控温的同时，6个加热温区满足工艺要求。
23.本装置的工作原理：金属马弗7第二、第三区设置排废口8，第二温区排废口8为主排废口8，第三温区排废口8为备用排废口8，确保主排废口8因堵塞而不产生排废不畅的情况；
24.金属马弗7在第四、第五、第六温区弧形板顶部均装设有马弗吊杆10，防止由于在金属高温极限情况下的强度不足，导致金属蠕变而金属马弗7 顶部垮塌。金属马弗7放置于光滑的支撑刚玉梁9上，两端由气缸牵引，确保金属马弗7受热膨胀后均匀伸展；
25.此低温碳化炉在温度控制区域21上，每个温区金属马弗7上下左右四个方向设置热电偶精确控温设备22，加热方式采用顶部加热棒6、底部加热板11的方式，在精确控温的同时，6个加热温区满足工艺要求。
26.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。