提高碳纤维预氧化生产过程运行安全性的方法与流程

本发明属于碳纤维生产领域，涉及一种提高碳纤维预氧化生产过程运行安全性的方法。

背景技术：

1、随着碳纤维行业的蓬勃发展，碳纤维厂家产能不断扩大。在产能占比超过90％的聚丙烯腈碳纤维的生产工序中，预氧化过程起到承前启后的重要作用，高性能干喷湿纺碳纤维预氧化过程中通常配备3～6台运行温度在200～300℃间的预氧化炉。为实现更均质的预氧化效果，预氧化炉的密闭性和气封效果的要求也越来越高，而一旦出现纤维断丝，如未及时处置，断头纤维在干燥、含氧的高热的预氧化炉中的多达9层以上的丝道摩擦、拖拽，极易因产生静电、局部蓄热而产生明火，进而引发生产事故。尤其对万吨级碳纤维生产基地，预氧化生产过程的运行稳定性的要求更高。

2、中国专利cn218580158u公开了一种碳纤维生产用预氧化炉的除静电机构，通过在预氧化炉的进料口设置静电清除机构，在碳纤维丝线进料时对碳纤维丝线上的静电进行清除，将清除碳纤维丝线附着静电和碳纤维丝线进料两种工序合并在一起，有效提高工作效率。然而该装置仍无法即使处理生产过程中产生的断头纤维，安全性有待进一步提高。中国专利cn215328493u公开了一种碳纤维生产用预氧化炉的除静电装置，其可有效去除在预氧炉炉头和炉尾处的碳纤维运行丝束上残存的静电，大大减少了纤维在驱动辊上的静电及静电释放对纤维的损伤。然而，由于预氧化纤维导电系数差，该装置对在干燥、含氧的高热环境中的预氧化纤维(单层长度通常超过15米)上的静电去除效果不佳。因此，亟需开发一种预氧化炉炉内的静电去除方法，从而提升碳纤维碳化生产运行稳定性。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种提高碳纤维预氧化生产过程运行安全性的方法。该方法将具有良好导电性的碳纤维束呈规律性分布在预氧化炉中纤维运行区域，有效疏导预氧化纤维上的静电，并为低张力断头或接头预氧化纤维提供支撑，从而提高生产安全性。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、提高碳纤维预氧化生产过程运行安全性的方法，具体如下：

4、在每次碳化线开车前，预先将碳纤维束固定在预氧化炉宽度方向两侧内壁上的导电金属片上的固定支架上，碳纤维束与预氧化纤维运行方向垂直且位于预氧化纤维下方，其中碳纤维束分别与同层的预氧化纤维的两端接触，调整固定支架的水平位置从而调节同层碳纤维束间的距离，调整固定支架的垂直距离，使得中间的碳纤维束位于同层预氧化纤维距离驱动辊相同间距的垂度处，使碳纤维束与该处的预氧化纤维接触，每台预氧化炉自下层到上层设置多层碳纤维束，同时在预氧化纤维运行区域的底部及炉口气封处喷涂一层耐高温陶瓷绝缘油漆并烘干。

5、进一步地，碳纤维束的丝束大小为100k～500k，碳纤维的型号为t300或t700。

6、进一步地，同层碳纤维束间的距离可以根据具体生产条件进行调节，500mm～1500mm之间调整。

7、进一步地，碳纤维束的层数根据预氧化炉中预氧化纤维的层数适当调整，优选为每间隔两层预氧化纤维设置一层碳纤维束。例如每台预氧化炉自下层到上层可以设置3～5层碳纤维束。

8、本发明所述的垂度是指丝束的下垂高度。进一步地，每处预氧化纤维的垂度与预氧化纤维的型号(包括预氧化纤维k数)、预氧化纤维的长度、该处距离驱动辊的间距、施加的张力相关。

9、进一步地，耐高温陶瓷绝缘油漆的耐温等级在300℃～600℃之间。

10、与现有技术相比，本发明具有的显著优点为：

11、(1)本发明通过在预氧化炉炉内呈规律性排布的碳纤维束，不仅可以有效疏导干燥、含氧的高热环境中预氧化纤维上的静电，而且可以有效支撑每台预氧化炉中多层运行的低张力断头或接头预氧化纤维，防止运行过程中小张力纤维在不同纤维层间穿插，进而导致不同层间的预氧化纤维的缠结，进而大幅提升预氧化纤维运行安全性。

12、(2)本发明通过在预氧化炉中预氧化纤维运行区域的底部喷涂一层耐高温陶瓷绝缘油漆，可以大幅减少预氧化纤维断头与金属材质的预氧化炉炉壁间的摩擦而产生静电的概率，进一步提升预氧化纤维运行安全性。

技术特征：

1.提高碳纤维预氧化生产过程运行安全性的方法，其特征在于，具体如下：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳纤维束的丝束大小为300-600k，碳纤维的型号为t300或t700。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同层碳纤维束间的距离500mm~1500mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳纤维束的设置方式为每间隔两层预氧化纤维设置一层碳纤维束。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每台预氧化炉自下层到上层设置3~5层碳纤维束。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，耐高温陶瓷绝缘油漆的耐温等级在300℃~600℃之间。

技术总结
本发明公开了一种提高碳纤维预氧化生产过程运行安全性的方法。所述方法通过在预氧化炉炉内设计呈规律性排布的碳纤维束，可以有效疏导干燥、含氧的高热环境中预氧化纤维上的静电，还可以有效防止不同运行层数间纤维的缠结，进而大幅提升预氧化纤维运行安全性；此外，通过预氧化炉中纤维运行区域底部和炉口气封处喷涂耐高温陶瓷绝缘油漆，进一步提高了碳纤维预氧化生产过程运行安全性。

技术研发人员：连峰,刘高君,胡宝宝,李德生,樊应财
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维西宁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21