一种碳纤维预氧化炉的制作方法

本发明涉及碳纤维生产，具体而言，涉及一种碳纤维预氧化炉。

背景技术：

1、碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空航天、新能源、高端装备制造等核心领域。碳纤维原丝预氧化是碳纤维生产制备过程中至关重要的中间工序，直接决定最终碳纤维产品的均质度、力学性能与成品合格率。预氧化工序主要通过热风对聚丙烯腈原丝进行恒温、均匀氧化处理，使原丝发生环化、氧化、热稳定化反应，赋予原丝耐高温性能，为后续碳化加工奠定基础，因此预氧化炉的热风温度均匀性、热风场稳定性及热交换效率是影响碳纤维生产质量的核心关键。

2、目前市面上主流的碳纤维预氧化炉多采用整体式热风送风结构，炉体内部为连通式腔体结构，所有原丝统一处于同一热风腔体内进行预氧化作业。

3、经发明人研究使用发现，该类传统结构在实际生产过程中存在整体腔体热风流通紊乱，热风流动性差、风场波动较大，炉内不同区域、不同位置的原丝受热温度存在明显温差，温度均匀性差的情况，极易导致原丝预氧化程度不一致，出现局部过氧化、局部欠氧化的问题，严重影响碳纤维的均质化生产效果，降低成品质量与良品率。

技术实现思路

1、本发明的目的包括提供一种碳纤维预氧化炉，其能够提升碳纤维成品质量和良品率。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种碳纤维预氧化炉，包括：

4、炉体，所述炉体内具有热风形成区域和预氧化区域；

5、所述热风形成区域包括若干热风室，若干所述热风室依次连通，两个相邻所述热风室之间均有设置有加热器，且所述加热器的加热温度沿热风流动方向逐级增加，位于热风流动方向末端的所述热风室内设置有送风件，以用于驱动空气依次经过若干所述热风室，以使空气通过所述加热器进行逐级加热；

6、所述预氧化区域具有预氧化管道和涡流发生器，所述预氧化管道用于为碳纤维原丝提供预氧化空间，若干所述预氧化管道相互独立且平行设置于所述预氧化区域内，所述送风件与若干所述预氧化管道均连通，所述送风件用于将热风输送至若干所述预氧化管道内，若干所述预氧化管道的进风端均设置有所述涡流发生器。

7、在可选的实施方式中，若干所述热风室包括第一热风室、第二热风室和第三热风室，所述第一热风室和所述第二热风室之间设置有所述加热器，所述第二热风室和所述第三热风室之间设置有所述加热器，所述送风件设置于所述第三热风室。

8、在可选的实施方式中，位于热风流动方向起始端的所述热风室上设置有进风口。

9、在可选的实施方式中，若干所述预氧化管道在所述预氧化区域内呈矩形阵列排列，碳纤维原丝依次穿设过同列的多个所述预氧化管道。

10、在可选的实施方式中，所述送风件包括风机和热风管道，所述热风管道的进风端与所述风机连接，所述热风管道的出风端连接有若干支管，若干所述支管与若干所述预氧化管道一一对应且连接。

11、在可选的实施方式中，所述炉体具有相对的第一端和第二端，若干所述热风室沿所述第一端到所述第二端排列，若干所述预氧化管道的长度方向沿所述第二端到所述第一端的连线方向。

12、在可选的实施方式中，若干所述热风室之间设置密封隔板，所述密封隔板上开设气流通道。

13、在可选的实施方式中，所述预氧化区域内且位于所述预氧化管道的两端均设置有隔板，两端所述隔板之间形成密闭保温空间。

14、在可选的实施方式中，所述炉体内壁设置保温隔热层。

15、在可选的实施方式中，所述炉体上且位于若干所述预氧化管道的出风端设置有吸风罩，所述吸风罩与外部废气处理设备连接，以用于收集预氧化过程中产生的废气。

16、本发明实施例提供的碳纤维预氧化炉的有益效果包括：

17、通过采用多级热风室逐级加热，改善传统单次集中加热模式热风缓慢、升温不均的问题，有效减少热风温度波动，避免炉体内不同区域温差过大的问题，提升热风温度的稳定性与一致性，为原丝预氧化提供稳定的温度环境；

18、采用多组独立的预氧化管道，配合涡流发生器在预氧化管道内形成独立涡流热风场，改善传统整体式腔体热风流通紊乱、区域温差大的问题，避免出现原丝局部过氧化、局部前氧化的情况，提升碳纤维原丝预氧化的均匀性与一致性，保障碳纤维产品均质化生产质量；

19、涡流发生器可将直线热风转化为旋流涡流热风，延长热风在预氧化管道内的停留时间与热交换路径，增大热风与碳纤维原丝的接触范围，有效提升热风加热效率，降低热量损耗，减少设备生产能耗，提升规模化生产的经济性；

20、各预氧化管道内风压、风量独立稳定输出，避免碳纤维原丝预氧化作业时风场相互干扰的情况，进一步稳定炉内热风场环境，适配大批量、连续化碳纤维生产作业。

1.一种碳纤维预氧化炉，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，若干所述热风室包括第一热风室、第二热风室和第三热风室，所述第一热风室和所述第二热风室之间设置有所述加热器，所述第二热风室和所述第三热风室之间设置有所述加热器，所述送风件设置于所述第三热风室。

3.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，位于热风流动方向起始端的所述热风室上设置有进风口。

4.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，若干所述预氧化管道在所述预氧化区域内呈矩形阵列排列，碳纤维原丝依次穿设过同列的多个所述预氧化管道。

5.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述送风件包括风机和热风管道，所述热风管道的进风端与所述风机连接，所述热风管道的出风端连接有若干支管，若干所述支管与若干所述预氧化管道一一对应且连接。

6.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述炉体具有相对的第一端和第二端，若干所述热风室沿所述第一端到所述第二端排列，若干所述预氧化管道的长度方向沿所述第二端到所述第一端的连线方向。

7.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，若干所述热风室之间设置密封隔板，所述密封隔板上开设气流通道。

8.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述预氧化区域内且位于所述预氧化管道的两端均设置有隔板，两端所述隔板之间形成密闭保温空间。

9.根据权利要求1所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述炉体内壁设置保温隔热层。

10.根据权利要求1-9任一项所述的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述炉体上且位于若干所述预氧化管道的出风端设置有吸风罩，所述吸风罩与外部废气处理设备连接，以用于收集预氧化过程中产生的废气。