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工厂用于生产硬毡的大型高温碳化炉解决方案

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2017.09.25
信息摘要:
固化保温毡俗称“硬毡”或者“定型毡”,还有称作“碳纤维整体毡”,是一种新型的高温隔热保温材料,具有低导热系数、低热容量、低密度、耐高温、耐热…

本公司接到一客户要求提出开发制造一套大型高温碳化炉,用于生产平板固化保温毡、圆桶固化毡及各种异形件固化保温毡。

固化保温毡俗称“硬毡”或者“定型毡”,还有称作“碳纤维整体毡”,是一种新型的高温隔热保温材料,具有低导热系数、低热容量、低密度、耐高温、耐热冲击等优异性能,本身具有一定的硬度和强度,可以独自支撑进行工作,因此在一定程度上减小了高温炉炉体的体积,提高空间利用率、维护方便等优点广泛应用于国防工业、航空航天、钢铁工业、能源化工等诸多行业。随着太阳能光伏产业的高速发展,带动了晶硅产业的极大繁荣,作为一种重要的高温炉热场隔热保温材料,优质碳纤维整体毡的需求更是达到了前所未有的高度。

碳纤维整体桂预制体是一种2.5D结构的预氧毡织物,含碳量约为60-70%。碳化工艺是制备碳纤维整体桂的一个重要环节,直接影响碳纤维整体粒的性能。碳化工艺通常是在真空或高纯度惰性气氛下,将碳纤维整体枝预制体加热1400-1600℃,到去除预氧毡中除C、H、N等非碳元素,从而得到含碳量以上的碳纤维毡。预氧化纤维在碳化过程中会发生一系列复杂的物理化学变化分子间发生脱水、脱氯反应,主链、侧链和末端基分解,释放除H2O、NH3、CO、CO2、N2和H2等小分子,同时预制体的质量和体枳发生明显的收缩。由于预氧桂毡体由预氧化纤维交错缠结组成,在纤维收缩的过程会受到预氧毡毡体中相互缠结的其它纤维的限制。

工厂用于生产硬毡的大型高温碳化炉解决方案

碳化温度对碳纤维整体毡碳含量的影响

从图中可以看出,碳纤维毡体的密度会随着碳化温度的升高而降低,但是变化相对

较小。这是由于在800℃以上,预氧化纤维毡的失重主要是在碳化过程中,预氧化纤维

大量裂解并重新排列,并且裂解程度毫无规律,毡体在相邻的小规模内存在热量转移、

并发生热缩聚,最终形成较大的共轭结构。碳纤维毡体在低温碳化阶段(800℃以下)

过后,进入高温碳化时仍然存在大规模的化学反应,但其体积基本保持不变,而深度的

高温碳化使碳纤维毡体中的杂质元素充分逸出,随着碳化温度的升高,碳化反应得更加

充分。预氧化毡体的初始密度约为0.32g/cm3,在碳化后直接降低到0.162g-0.25g/cm3,这是由于预氧化毡毡 在低温炭化阶段(800℃以下),由于升温速率缓慢,使碳化反应平稳进行,发生大量的化学反应,排放出大量气体,从而导致毡体密度急剧下降。

固化碳纤维毡的碳含量随着碳化温度的升高急剧增加,直至最后(1600℃)逐渐趋于平缓。碳化温度越高,碳化反应越完全,碳纤维整体毡内的杂质元素越容易溢出毡体,从而提高碳纤维毡的碳含量。但当碳化温度达到一定值时,碳化反应已经完全进行,其碳含量不会随着温度的升高而升高。

综上可知,碳化工艺过程中,碳化温度对所得碳纤维毡的密度和碳含量有着很大的影响,碳化工艺是控制最终碳纤维整体毡密度和碳含量的重要措施,碳化工艺的合理进行,直接影响碳纤维整体毡的性能。其要求高温碳化炉升温速率平缓、最高长期使用温度1600℃,排废气废渣顺畅等要求。

主要设计参数:

1、设计温度:1650℃

2、长期使用温度:1600℃

3、装料空间:直径Φ1800mmX长度2500mm

4、加热方式:高纯石墨发热体

5、功率:<300KW,3区控温,电压<50v

6、炉门开闭方式:铰链电动回转式

7、进出料方式:专用料车装载式

8、工作气氛:预抽真空

株洲远航工业炉科技有限公司是一家专业提供各种热处理设备的成套解决方案的新型科技企业。公司目前重点生产各种规格高温石墨化炉及碳化炉,为客户提供高科技、高品质、高性价比的热处理设备。咨询热线:15115399105

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