本發明屬于碳纖維生產線碳化爐裝備技術領域，特別適用于低能耗、低成本的碳纖維生產。
背景技術：
碳纖維材料有著重量輕、強度高、熱穩定性好和尺寸穩定等優異性能，已在軍事及民用工業的各個領域取得廣泛應用。從航天、航空、汽車、電子、機械、化工、輕紡等民用工業到運動器材和休閑用品等。碳纖維增強的復合材料可以應用于飛機制造等軍工領域、風力發電葉片等工業領域、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧、驅動軸、球棒等體育領域。碳纖維是典型的高科技領域中的新型工業材料。
然而碳纖維高昂的生產成本還是在一定程度上阻礙了它的推廣及應用，在高昂的生產成本背后是突出的能耗問題。碳化爐作為碳纖維生產線上的重要的能耗大戶，對其能耗的優化，理所當然的成為碳化爐裝備生產商和碳纖維制造商共同關心的問題。
目前碳纖維生產用碳化爐中全部采用循環水對絲束進行冷卻，得到熱量的水被外部冷水機、冷卻塔等設備冷卻，熱量白白散失到空氣中。因為碳化工藝本身需要排除工藝廢氣，所以需要在碳化爐中注入一定的惰性氣體將廢氣驅趕到焚燒爐中。但是常溫惰性氣體注入到450-2800℃碳化爐爐內，不但會影響爐內的溫度均勻，而且會激發更多的加熱能源消耗。所以現階段普遍采用外部惰性氣體加熱器，將惰性氣體加熱到一定溫度再注入到碳化爐爐膛內。
為此，市場需要一個更優秀節能的碳化爐裝備，去滿足低成本生產碳纖維的需求。
技術實現要素：
本發明專利為了解決現有絲束水冷卻以后，水吸收的熱量白白散失到空氣中的不足，采用更優秀節能的惰性氣體冷卻的方式對絲束進行冷卻。
本發明專利通過以下技術方案來實現：
一種新型的碳纖維生產用碳化爐中絲束冷卻及節能技術，將惰性氣體(氮氣或氬氣)用于碳纖維生產用碳化爐(含低溫碳化爐、高溫碳化爐、石墨化爐)出口端絲束冷卻的冷媒，用常溫惰性氣體直接接觸較高溫度的絲束，換熱效率高，絲束冷卻效率高，可以達到60℃以下，最佳為30℃；這樣可以去掉傳統技術的絲束水冷卻腔，同時去掉水制冷所需要的冷水機、冷卻塔等及其這些設備消耗的能源；由此常溫的惰性氣體得到絲束的熱量，惰性氣體溫度可以到450℃以上，滿足碳化爐內工藝惰性氣體的溫度要求；由此可以去掉傳統技術中惰性氣體加熱器及其消耗的能源；450℃以上工藝氣體從爐子后端往爐內運行；450℃以上工藝氣體可以對夾雜廢氣的絲束做一次清掃，把廢氣送入廢氣管道。本發明巧妙地將絲束冷卻需要帶走的熱量與工藝惰性氣體加熱需要的熱量合并，達到降低整體碳化爐能耗和降低投資成本的效果。這個技術是將熱量回收且再利用，將該新型技術用到碳纖維生產用碳化爐的絲束冷卻中，能有效的提高絲束冷卻的效率、節約能源、減少設備投入，非常適合碳纖維低成本生產。
附圖說明
圖1是一種新型的碳纖維生產用碳化爐中絲束冷卻及節能技術原理；
圖中，1.絲束；2.入口惰性氣體密封腔；3.碳化爐爐膛；4.惰性氣體絲束冷卻裝置；5.出口惰性氣體密封腔
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進一步說明，但本發明的實施方式不限于此。
實施例
本發明一種新型的碳纖維生產用碳化爐中絲束冷卻及節能技術，如圖1所示。進行碳化工藝時，絲束(1)最先進入入口惰性氣體密封腔(2)、然后進入碳化爐爐膛(3)，在碳化爐爐膛(3)450-2800℃環境中進行碳化工藝處理，再進入惰性氣體絲束冷卻裝置(4)、在惰性氣體絲束冷卻裝置(4)中用常溫惰性氣體直接接觸較高溫度的絲束，換熱效率高，絲束冷卻效率高，可以達到60℃以下，最佳為30℃。完成常溫惰性氣體對絲束的冷卻，由此常溫的惰性氣體得到絲束的熱量，惰性氣體溫度可以到450℃以上，滿足碳化爐內工藝惰性氣體的溫度要求；450℃以上工藝氣體從爐子后端往爐內運行；450℃以上工藝氣體可以對夾雜廢氣的絲束做一次清掃，把廢氣送入廢氣管道。然而被冷卻的絲束則進入出口惰性氣體密封腔(5)。