一種高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及了一種氣氛穩(wěn)壓裝置，尤其涉及一種高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近日來(lái)，高溫碳化爐的應(yīng)用越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于化工領(lǐng)域。碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中，高溫碳化區(qū)氣氛的穩(wěn)定性直接影響到纖維的性能指標(biāo)、爐溫穩(wěn)定性和石墨材質(zhì)的安全性，只有合理的控制高溫碳化區(qū)的氣氛穩(wěn)定性才能制成高性能的碳纖維，確保產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和高溫碳化爐的使用安全。氣氛的穩(wěn)定最直接的就是爐膛壓力的反應(yīng)，爐膛壓力恒定則氣氛也就穩(wěn)定。
[0003]然而目前碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于高溫碳化區(qū)氣氛的控制技術(shù)特征:僅為通過(guò)流量計(jì)控制氮?dú)獾牧髁亢蛷U氣風(fēng)機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)氣氛達(dá)到一定的平衡，但當(dāng)進(jìn)氣量或是排氣量發(fā)生改變，爐內(nèi)氣氛?qǐng)霰銦o(wú)法穩(wěn)定，從而一定程度上影響了纖維的性能指標(biāo)和爐膛石墨材質(zhì)的使用安全性。
[0004]例如參見(jiàn)圖1，如公開(kāi)號(hào)為CN200920064921.9的專(zhuān)利申請(qǐng)所示的高溫碳化爐，包含爐頭11、爐殼12，它是一種隧道型、舟皿推進(jìn)式結(jié)構(gòu)，其中，爐頭11裝在爐殼12的一端，爐殼12里面裝有保溫體13，保溫體13內(nèi)周邊裝有發(fā)熱體14、17、18，分三組也可以任意組，通常在15組以?xún)?nèi)，爐膛管15處于中央橫穿保溫體13和爐殼12，裝料舟皿16 —個(gè)挨一個(gè)串接位于爐膛管15里面，爐尾19裝在爐殼12的另一端，裝料舟皿16 —個(gè)挨一個(gè)串接位于爐膛管15里面，從爐頭11推進(jìn)入爐膛管15再?gòu)臓t尾19推出。它的發(fā)熱體分布在爐膛管的外面，保溫體的里面，且可以分多個(gè)區(qū)獨(dú)立控制加熱。
[0005]又，參考圖2，如公開(kāi)號(hào)為CN201120156355.19的專(zhuān)利申請(qǐng)所示的高溫碳化爐，包括:爐壁2102、爐膽2104、氣體冷卻裝置2106、第一測(cè)溫裝置2110和第二測(cè)溫裝置2112。爐壁2102形成封閉的外腔2120，爐壁2102上開(kāi)有氣體入口 2122和氣體出口 2124。該高溫碳化爐是氣冷設(shè)計(jì)，因此氣體入口 2122和氣體出口 2124的作用是進(jìn)行氣體的流通，實(shí)現(xiàn)冷卻。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體入口 2122和氣體出口 2124都安裝有氣體密封裝置。本實(shí)用新型的高溫碳化爐使用惰性氣體或者氮?dú)鈦?lái)作為冷卻氣體，惰性氣體或者氮?dú)馔瑫r(shí)也作為保護(hù)氣體使用。
[0006]更進(jìn)一步地，參照?qǐng)D3，如公開(kāi)號(hào)為CN200820035545.6的專(zhuān)利申請(qǐng)所示的高溫碳化爐爐膛，采用一個(gè)整體的爐膛外殼31，在爐膛內(nèi)沿寬度方向設(shè)置若干個(gè)0.5m-1m寬的窄幅爐膛32。相鄰爐膛32之間通過(guò)支撐墻33分隔。所述整體的爐膛外殼I采用碳化硅等耐高溫、高導(dǎo)熱系數(shù)的材料制作。
[0007]上述的三個(gè)本經(jīng)技術(shù)文件中，均沒(méi)有對(duì)爐膛氣氛壓力恒定控制進(jìn)行任何提及。本高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置通過(guò)合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在使用過(guò)程中對(duì)高溫碳化爐爐膛氣氛壓力的穩(wěn)定控制，確保了氣氛的穩(wěn)定性。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，在所述高溫碳化爐爐的進(jìn)氣管線(xiàn)上開(kāi)設(shè)一旁路管線(xiàn)與所述進(jìn)氣管線(xiàn)連通，所述氣氛穩(wěn)壓裝置包括:
[0009]壓力傳感器，設(shè)置在所述高溫碳化爐爐膛內(nèi)，用于測(cè)試所述高溫碳化爐爐膛內(nèi)的氣壓并產(chǎn)生一壓力信號(hào)；
[0010]壓力變送器，連接所述壓力傳感器，用于將所述壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫﹄娦盘?hào)；
[0011]DCS系統(tǒng)，連接所述壓力變送器，用于接收所述壓力變送器的壓力電信號(hào)；
[0012]繼電器，連接所述DCS系統(tǒng)并接收所述DCS系統(tǒng)傳送的控制信號(hào)；
[0013]電磁閥，設(shè)置在所述旁路管線(xiàn)上，連接所述繼電器，所述繼電器根據(jù)所述DCS系統(tǒng)傳送的控制信號(hào)控制所述電磁閥的開(kāi)關(guān)，從而控制所述旁路管道的氮?dú)?，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述高溫碳化爐爐膛內(nèi)的氣壓。
[0014]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該壓力變送器的測(cè)量范圍所對(duì)應(yīng)輸出4?20mA電流。
[0015]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該壓力變送器安置于該高溫碳化爐的側(cè)壁上。
[0016]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該DCS系統(tǒng)和該繼電器形成閉環(huán)控制，該DCS系統(tǒng)的顯示畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示該高溫碳化爐爐膛內(nèi)的氣壓及該電磁閥的開(kāi)閉狀態(tài)。
[0017]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該壓力變送器為一微壓差壓力變送器。
[0018]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，進(jìn)一步包含報(bào)警裝置，當(dāng)該壓力變送器檢測(cè)到該高溫碳化爐爐膛氣氛壓力值小于該第一預(yù)設(shè)值時(shí)或當(dāng)該壓力變送器檢測(cè)到該高溫碳化爐爐膛氣氛壓力值大于該第二預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。
[0019]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該第一預(yù)設(shè)值為20mbar，該第二預(yù)設(shè)值為25mbar。
[0020]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該電磁閥采用外置24V直流電源。
[0021]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，所述進(jìn)氣管線(xiàn)上設(shè)有一總閥。
[0022]本實(shí)用新型目的在于通過(guò)合理設(shè)計(jì)，利用壓力傳感器、電磁閥通過(guò)一定的控制模式實(shí)現(xiàn)在使用過(guò)程中對(duì)高溫碳化爐爐膛壓力的控制。
[0023]本實(shí)用新型通過(guò)DCS發(fā)出兩個(gè)信號(hào)分別通過(guò)繼電器控制回路控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)，該閥門(mén)控制該高純氮?dú)膺M(jìn)爐膛氮?dú)夤芫€(xiàn)的開(kāi)關(guān)，將爐膛壓力控制在20mbar-25mbar，當(dāng)壓力低于20mbar,閥門(mén)打開(kāi)；當(dāng)壓力高于25mbar，閥門(mén)閉合，從而實(shí)現(xiàn)爐膛壓差的控制。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果為:
[0025]1、采用高溫碳化區(qū)氣氛的穩(wěn)壓裝置，使得爐膛氣氛穩(wěn)定，爐膛壓力控制在20mbar-25mbar,碳纖維結(jié)構(gòu)形成的環(huán)境穩(wěn)定,形成碳纖維的性能更加穩(wěn)定。
[0026]2、本實(shí)用新型能夠很好的對(duì)爐膛壓差的監(jiān)測(cè)和控制，避免了壓力過(guò)低，爐膛形成負(fù)壓，空氣侵入造成爐膛石墨材質(zhì)的損害，提高了高溫碳化爐使用安全性。
[0027]3、與為了保護(hù)石墨材質(zhì)而通入過(guò)飽和惰性氣體方式相比，本實(shí)用新型可以降低惰性氣體使用量達(dá)5%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1-圖3為；現(xiàn)有技術(shù)中高溫碳化爐示意圖；
[0029]圖4為高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置工作流程示意圖；
[0030]圖5為電磁閥實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和關(guān)閉的回路控制圖。
[0031]其中，附圖標(biāo)記:
[0032]爐頭11爐殼12
[0033]保溫體13發(fā)熱體14
[0034]爐膛管15裝料舟皿16
[0035]爐尾19
[0036]爐壁2102爐膽 2104
[0037]氣體冷卻裝置2106第一測(cè)溫裝置2110
[0038]第二測(cè)溫裝置2112外腔2120
[0039]氣