马弗箱及碳化炉的制作方法

本技术涉及碳纤维生产设备，尤其是涉及一种马弗箱及碳化炉。

背景技术：

1、对于碳纤维生产，氧化和高低温碳化是关键工序，直接影响到产品的力学性能指标。其中，预氧化的目的是将pan(polyacrylonitrile，聚丙烯腈)原丝的线型分子链转化为耐热梯形结构的预氧丝，随后进入以高纯惰性气体(通常为氮气)保护的低温碳化炉和高温碳化炉中进行碳化处理，目的是将梯形结构的预氧丝转化为乱层石墨结构的碳纤维。

2、因在碳化阶段纤维碳含量由预氧化纤维的60％以上将提高到90％以上。纤维在此阶段将发生大量的裂解反应，非碳成分n、h、o大量脱除，纤维直径变细，密度提高，强度和模量也大幅度提高，最终碳纤维的性能与碳化工艺密切相关。其中，最高碳化温度对纤维强度模量等性能影响较大。

3、预氧丝在低温碳化过程中，发生热解和缩聚反应，会产生大量的副产物废气和焦油，需瞬时排出炉外，否则会严重污染纤维，轻则使纤维变硬、发脆，重则断丝，不让废气在炉内冷凝成焦油及保证瞬时排出废气，是稳定产品质量和稳定生产连续运行的重要因素之一。

4、所以除增加低温碳化炉排废口的数量外，还考虑如何将低温碳化炉马弗内的毛丝、毛团、焦油及碳渣及时清除。目前低温碳化炉马弗内残留大量毛团、碳渣等废物就需要停车降温，打开密封箱后才可进行清理，清理完成后重新进行合炉、吹扫及升温等，这种清理方式严重制约生产连续长周期稳定运行。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种马弗箱及碳化炉，目的在于，一定程度上解决以上技术问题。

2、第一方面，本技术提供一种马弗箱，包括：

3、马弗箱主体，具有容纳空间，所述容纳空间用于供丝束穿过；

4、沉降机构，包括沉降主体，所述沉降主体连接于所述马弗箱主体的下方，所述沉降主体具有沉降室，所述沉降室具有用于与所述容纳空间连通的第一开口；

5、刮除组件，包括设置于所述第一开口的至少一侧的刮除构件，所述刮除构件设置于所述容纳空间内并贴合于所述马弗箱的底壁，所述刮除构件的部分暴露于所述马弗箱的外侧，所述刮除构件被配置为所述刮除构件的所述部分被驱动时所述刮除构件能够靠近以及远离所述第一开口；

6、其中，所述沉降机构还包括第一隔断构件和第二隔断构件，所述第一隔断构件靠近所述第一开口设置，所述第二隔断构件远离所述第一开口设置，所述第一隔断构件被配置为能够运动以分隔以及连通所述沉降室的至少部分与所述容纳空间，所述第二隔断构件被配置为能够运动以分隔以及连通所述沉降室的至少部分与外部环境。

7、在实际生产中，低温碳化炉和高温碳化炉均通常使用氮气作为保护气，需要防止空气进入炉内对丝束及马弗箱造成氧化。所以要保证氮气的氧含量＜2ppm，露点＜-72℃后方可进行升温。一般低温碳化炉最高温度控制在＜850℃，高温碳化炉最高温度控制在＜1800℃，并严格按照马弗箱自身给定的升温速率有序对设备进行升温和恒温操作，从而延长马弗箱的使用周期。由此可见，马弗箱停车后，冷却再升温是比较消耗时间，并且可能对马弗箱造成损耗的过程。

8、此外，随着生产需求的提升，碳化炉的生产线要满足不同规格品级碳纤维产品的生产，同时生产工艺在合理匹配的情况下和在保证产品质量的情况下，要尽可能的通过提高生产线的运行速度达到提产降耗的目的。

9、然而，通过生产提速势必会造成丝束在低温碳化段废气量增加，在保证废气能够有效排出的情况下，目前现有技术中常通过对废气管线进行“在线清理”，达到延缓生产长周期的目的。

10、这种“在线清理”的清理效果有限，在生产需求提升的当前情况下，低温碳化炉马弗箱内随着生产周期的延长，马弗箱内仍然会蓄积大量的毛丝、毛团、碳渣、焦油等残留物，在丝束通过马弗时，仍然会存在磨丝、刮丝的情况，对碳纤维产品的外观质量及力学指标会产生一定影响。最终，仍然会造成生产进程被迫停车，并对低温碳化炉降温后拆炉进行清理，一般彻底清理低温碳化炉需3-5天时间，严重制约生产长周期稳定运行。

11、因此，从某种意义上来讲，当前的“在线清理”手段仅仅是在延长每次停车的间隔时间，而并未实现真正意义上的“在线清理”。

12、由此，本技术发明人意识到停车对马弗箱的损耗、对生产周期的影响以及当前“在线清理”的劣势，提出以上方案。本技术通过以上方案，能够实现生产不停车对马弗箱进行“在线清理”，真正实现了对低温碳化炉马弗箱的“在线清理”，能够实现60天以上的低温碳化炉稳定运行。

13、优选地，所述沉降机构还包括保温组件，所述保温组件设置于所述沉降主体的外侧，所述保温组件用于保持所述沉降室内的温度。

14、优选地，所述保温组件包括加热构件，所述加热构件设置于所述沉降主体的外侧，以对所述沉降主体加热，所述加热构件被配置为使得所述沉降室内的温度为400-500℃。

15、优选地，所述马弗箱主体与所述沉降主体一体成型；

16、所述容纳空间沿预定方向延伸，所述刮除组件包括设置于所述第一开口的在所述预定方向上的两侧的两组所述刮除构件，所述沉降主体连接于所述马弗箱主体的在所述预定方向上的中部。

17、优选地，所述刮除构件的所述部分形成为牵引部，所述刮除构件的与所述马弗箱主体的底壁贴合的部分形成为刮除部，所述牵引部包括暴露于所述容纳空间内的部分、埋设于所述马弗箱主体内的部分以及暴露于所述马弗箱主体的外侧的部分。

18、优选地，每个所述刮除构件包括连接于所述刮除部的两侧的两组所述牵引部，两组所述牵引部中的一者用于牵引所述刮除部靠近所述第一开口，两组所述牵引部中的另一者用于牵引所述刮除部远离所述第一开口。

19、优选地，所述刮除部包括用于贴合于所述马弗箱底壁的刮板和从所述刮板的背对所述马弗箱底壁的一侧凸出连接部，两组所述牵引部均连接于所述连接部。

20、第二方面，本技术提供一种碳化炉，所述碳化炉包括如上所述的马弗箱。

21、优选地，还包括密封箱，所述密封箱设置于所述马弗箱主体的一侧，所述密封箱与所述容纳空间连通；

22、所述碳化炉还包括清理铲，所述清理铲能够在所述密封箱内贴合所述密封箱的内壁往复运动。

23、优选地，还包括收集构件，所述收集构件可拆卸地设置于所述密封箱的内部，所述收集构件设置于所述清理铲的下方。

24、根据本技术提供的马弗箱，刮除构件在运动时能够将马弗箱底壁上的毛丝、毛团、焦油及碳渣等废物刮向第一开口，使得这些废物落入第一开口内，此时第一隔断构件能够将容纳空间与沉降室连通，从而使得废物落入到沉降室内。当需要将沉降室内的废物清除时，利用第一隔断构件分隔沉降室的至少部分与容纳空间，使得容纳空间仍然处于封闭状态，并且利用第二隔断构件连通沉降室的至少部分与外部环境，进而将沉降室内的废物清除。

25、根据本技术提供的马弗箱，利用刮除构件、第一隔断构件和第二隔断构件的协调配合，能够对马弗箱实现相对于现有技术而言更为有效的在线清理。在清理过程中马弗箱无需停车(即包括该马弗箱的碳化炉，例如低温碳化炉无需停车)，因此无需经过后续的降温和升温过程；也不会因清理导致马弗箱内的保护气中的氧的含量过高。此外，即使随着生产周期的延长，也能够及时在线清理马弗箱内的废物，实现了真正意义上的在线清理。

26、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。