CN106381576A - 一种连续式的碳纤维碳化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续式的碳纤维碳化炉。所述碳纤维碳化炉包括具有空腔结构横向布置的炉体，炉盖，位于炉体上游的进料口和位于炉体下游的出料口，分别设置进料口和出料口处的气体密封装置，分别设置在炉体与进料口之间和炉体与出料口之间的冷却装置，以及设置在炉体上的用于安装电极的电极口；所述电极由直流电源供电，作为炉膛的所述空腔结构外周设置有用于在空腔结构内形成加热区域的多个石墨发热体；所述空腔结构中部具有保护气体进气口，该空腔结构的两端低温区具有排气口，所述空腔结构内保持微正压状态。本发明能够很好的提供碳纤维碳化过程中形成理想温度梯度，且参数稳定，维护简便，能够达到长期连续稳定运行的效果。

Description

一种连续式的碳纤维碳化炉

技术领域

本发明涉及一种连续式的碳纤维碳化炉，属于化工生产设备领域，尤其适合生产高性能的碳纤维。

背景技术

碳纤维具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。它既可以作为结构材料的增强剂承载负荷，又可作为功能材料发挥作用，因而广泛应用于航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等广泛领域。目前，几乎没有其它任何一种材料能兼具如此众多的特性。高温碳化炉是高性能碳纤维的连续化、量产化的关键生产设备，其各项性能的保证也是生产高性能碳纤维的基础，是直接影响高性能碳碳纤维质量的关键所在。

针对碳纤维高温碳化炉的工艺要求及特点，目前普遍使用高温碳化炉存在以下问题：

首先在碳纤维预氧化阶段形成的环状分子进一步交联，环化及缩聚，使形成的环化和芳香结构向二维乱层石墨结构转变。随着高温碳化炉的碳化温度不断升高，碳纤维中碳元素含量不断增加。在1400℃时质量分数达到94%，当温度达到1500℃以上时，碳含量趋于稳定且强度处于较高水平，这就要求生产高性能碳纤维的高温碳化炉的使用温度达到1500℃，且高温碳化炉炉膛内设计温度必须在1600℃以上，发热体温度必须甚至需要达到1700-1800℃。针对碳纤维碳化过程中需要的高温处理，有一种高温碳化炉采用硅碳棒或者硅钼棒做为发热体设置于碳纤维上部与下部对碳纤维进行加热，保温材料为硅酸铝棉，炉壳为单层碳钢，最高使用温度不超过1400℃，炉型保温性能差，耗能严重；炉体气密性差，炉膛寿命短，不能满足制备更高模量碳纤维的高温需求。

基于高性能碳纤维在航空航天、建筑、体育、汽车、医疗等广泛领域应用，有两种高温碳化炉分别采用了石墨管加热及中频感应加热。石墨管加热方式具体为石墨管或由石墨板组成中间为空腔的矩形结构，在石墨发热管的二端固定安装金属电极或过渡引电，二端电极通过低电压大电流进行电加热，使发热体空腔内的温度控制在1000℃～1800℃，纤维丝束一般为多股合成纤维丝束，在发热体高温腔内按一定速度通过，丝束即被高温碳化，碳化后即为碳纤维成品，该种结构的电极直接与石墨发热体或过渡引电接触，通电加热的方式，可称为直接加热方式或电阻加热方式。这种结构目前在实验室应用比较广泛且成本低廉维护方便升温速度也较快，但是由于受制于单根石墨无法做大做长及其它原因，无法应用于高性能碳纤维的量化生。

还有一种采用中频感应加热方式的高温碳化炉，即在炉膛中间安装一个方形石墨盒，边角导圆角，外部包覆保温材料后套入感应线圈中间。由中频控制电源输出的交变电源通入感应线圈，通过感应线圈后感应石墨盒在石墨盒表面形成涡流引起石墨盒发热到900-1800℃，此种方式能够方便的将石墨盒加热至1600℃以上的高温，但是由于其螺旋电磁场的作用，而引起石墨四周角温度过高中间温度偏低而使得温度不均匀，在制作大型量产型高温碳化炉时而且由于保温材料一般为碳材料且用量较多，在电磁感应过程中也会被感应发热引起损耗大大增加，感应线圈形成的感应电磁线对于相邻的的石墨盒也会部分感应，无法很好的形成温度梯度。

发明内容

本发明旨在提供一种连续式的碳纤维碳化炉，该碳化炉可以解决高性能碳纤维高温碳化过程中无法最高效率高温化处理的问题，可以保证炉内温度均匀，能够很好的提供碳纤维碳化过程中形成理想温度梯度。进一步地的目的是，该碳化炉的炉型设计合理，维护方便，可以保证炉内压力平衡，炉内氧含量低。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种连续式的碳纤维碳化炉，其结构特点是，包括具有空腔结构横向布置的炉体，炉盖，位于炉体上游的进料口和位于炉体下游的出料口，分别设置进料口和出料口处的气体密封装置，分别设置在炉体与进料口之间和炉体与出料口之间的冷却装置，以及设置在炉体上的用于安装电极的电极口；所述电极由直流电源供电，作为炉膛的所述空腔结构外周设置有用于在空腔结构内形成加热区域的多个石墨发热体；所述空腔结构中部具有保护气体进气口，该空腔结构的两端低温区具有排气口，所述空腔结构内保持微正压状态。

由此，本发明的碳化炉内温度均匀，直流电源通过电极感应加热石墨发热体，能够很好的提供碳纤维碳化过程中形成理想温度梯度，且参数稳定，维护简便，能够达到长期连续稳定运行的效果。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述炉体内设有保温结构；优选保温结构为布置在炉体周围的石墨硬毡、保温硬毡及保温棉。

优选地，所述空腔结构为石墨腔体，该石墨腔体由多层多块石墨块拼装而成，且相邻两块石墨块的连接口采用T型槽配合，且连接口缝隙处填充石墨胶。

优选地，所述空腔结构为直通结构；优选所述空腔结构的高度为150mm-250mm，宽度比碳纤维排布宽度宽100mm-150mm。

优选地，所述气体密封装置具有多路保护气体进入口和具有多个横向的条状风道的气体分配腔，以及设置在条状风道的风道口相反方向的缝隙；每一路保护气体均进入气体分配腔分配后通过该缝隙吹入形成保护气帘；优选所述气体密封装置的上部与下部交错设置多道保护气帘，以形成迷宫式的气体密封装置。由此，迷宫式气体密封装置既能允许纤维的正常通过，又能很好的阻止外来空气的进入，防止外来空气夹带的氧分子和水分子进入炉内。

优选地，所述电极由三相电源依次经过塑料断路器、快速熔断器、三相调压器进行移相式调压后输入至变压器，变压器变压成低电压大电流的信号再经电极输入至所述石墨发热体。由此，本发明的电源采用移相式调压，其连续性好，冲击小，再输出至变压器输出后经全控整流桥整流成直流，再加至石墨发热体。

优选地，所述微正压状态是指压力为20Pa-100Pa。

优选地，本发明还包括气体吹扫***；优选所述气体吹扫***包括贯穿于炉壳内部四角位置的多根进气管，设贯穿炉壳的中间进气口和底部进气口；所述进气管的一端引出炉壳外部接入保护气体，另一端封堵，且进气管均匀排布有小孔。

优选地，所述进料口和出料口外侧设有牵伸机；优选所述牵伸机对碳纤维丝束的牵伸速度为0.3-3.0m/s，牵伸率为0-6%。

优选地，所述气体密封装置上设置有气体密封口调节装置，在气体密封口调节装置上安装高度标示尺和用于调节密封口开口高度的上调节板及下调节板。由此，需要观察炉内或者前期预埋高温牵引丝时可手动将高度调高，正常工作时可手动将密封口高降低，以尽量减少炉内的热量往外逃逸和外来空气进入，在保证炉体始终工作于微正压状态，减少保护气体的使用量，并且腔体密封调节装置可能丝束有接触的部件与面，均采用导角或半圆形式制作后再打磨光滑，保证气体密封调节装置与丝束不会产生挂丝现象。

优选地，所述冷却装置为水冷却装置，该水冷却装置的内腔为进口截面积小于出口截面积的喇叭形通道；优选所述水冷却装置包括水冷夹套，水冷夹套底部设置为进水口，水冷夹套处设置为出水口。

优选地，所述炉盖上装有热管及水冷夹套结构，中间加筋条，所述热管分别接入进水口和出水口形成水循环通道。

优选地，所述石墨发热体设置在空腔结构上下两侧，每组石墨发热体设置有输入电极和输出电极，上下共4个电极，4个电极交错接入直流电，使得炉体内形成等电位点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明应用于高性能碳纤维材料或者其它纤维材料在500-1600℃之间进行量产化高温碳化热处理之用，其大部分均为积木式设计，便于拼装和拆卸。高温炉设计充分考虑理解高性能碳纤维的量产高温处理的制备及工艺要求，尽可能满足其重点及特殊要求。

2、根据工艺要求及量产化制备要求，发明了上下均匀分布的高功率石墨发热体，电源采用移相式调压，其连续性好，冲击小，再输出至变压器输出后经全控整流桥整流成直流，再加至石墨发热体。

3、在周围均布石墨硬毡和低导热率保温棉构成的保温结构，同时相配合的有出入口气体密封装置，出入口水冷却装置，设置有出入口温度缓冲区，高精度的温度控制曲线及全面的温度监控***，精细的炉内各点保护气体氧含量和露点跟踪***及炉内各点气体微压测试***。方便的炉体周围的电极拆出***、加热等电位原理及热管散热***。

4、本发明的高温碳化炉在实际使用中，在生产高性能碳纤维的实际使用过程中各项参数均达到先进水平，其温度均匀，操作简单，参数稳定，维护简便，能够达到长期连续稳定运行。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2为本发明结构示意图剖视图；

图3为本发明结构示意图侧视图；

图4为本发明气体密封示意图；

图5为本发明密封口调节装置示意图；

图6为本发明强制水冷示意图；

图7为本发明电源控制示意图；

图8为本发明炉壳及冷却示意图；

图9为本发明炉盖及冷却示意图；

图10为本发明发热体排放示意图；

图11为本发明石墨腔示意图；

图12为本发明保温示意图；

图13为本发明气体流向示意图；

图14为图13的侧视图；

图15为本发明纤维运行示意图。

具体实施方式

以下将参考图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种高性能量产型连续高温碳化炉，如图1-3所示，碳化炉的炉脚14由Q235A材料，厚8-10mm的方管焊接成的炉体底部支撑脚，炉体9、炉盖39、电极口5,6、以及进出水等部件全部采用304不锈焊接而成，表面全部采取耐高温防锈处理，炉内底部支撑钢板12采用S310耐高温不锈钢铺设。电极口5,6内装有电极4。如图3所示，上部石墨发热体15和下部石墨发热体16设置在石墨腔17外侧。

为实现碳纤维56在连续运行过程中的高温连续处理，整套设备自入口至出口均为直通结构，直通空间宽度及高度依据所需要处理的碳纤维排布层数及碳纤维排布的宽度而定，一般高度为150-250mm，宽度比碳纤维排布宽度增加100-150mm，以碳纤维在张力***控制下不收幅不扩幅的运行。加热空间由高纯石墨拼接成一整体空腔结构11，与进出口由保温毡拼接成的进出炉口实现无缝拼接，同时相配合的有出入口气体密封装置1,8，出入口水冷却装置2,7，由高纯石墨拼接成一整体空腔结构11在上下均匀分布的高功率石墨发热体10。如图7所示，由三相电源经过塑料断路器57及快速熔断器58再经过三相调压器58进行移相式调压，输入到变压器60，变压成低电压大电流的信号再经石墨电极输入至上述的石墨发热体10。

如图12所示，在炉体周围均布石墨硬毡47、低温保温硬毡48及低导热率保温棉49构成的保温结构，同时相配合的有出入口气体密封装置1,8，出入口水冷却装置2,7，设置有出入口温度缓冲区，高精度的温度控制曲线及全面的温度监控***，精细的炉内各点保护气体氧含量和露点跟踪***及炉内各点气体微压测试***。本发明的高温碳化炉在实际使用中，在生产高性能碳纤维的实际使用过程中各项参数均达到先进水平，其温度均匀，操作简单，参数稳定，只需每年一次定期的简单维护后，能够达到长期连续运行。

如图4所示，在炉体的进丝和出丝口最外端各设计一段气体密封装置1,8，整体采用不锈钢焊接而成，两端头采用与方形法兰18焊接，整体外部采用光亮薄片不锈钢20作装饰板，下部设置多路保护气体进入口19，每一路保护气体均进入气体分配腔21后形成横向的条状风道，在保护气体的压力作用下，使得保护气体在气体分配腔内的压力均匀，再从风道口的相反方向设置一条极细的缝隙22，使气体在压力作用下通过此缝隙吹入气体密封腔形成高纯保护气帘。此气帘在气体密封装置的上部与下部均交错设置6-7道气帘，以形成迷宫式气体密封装置，既能允许纤维的正常通过，又能很好的阻止外来空气的进入，防止外来空气夹带的氧分子和水分子进入炉内。

如图5所示，在进丝口与出丝口的气体密封装置上设置气体密封口调节装置23，在其装置上面安装不锈钢的高度标示尺25，可以手动调节机构24调节上调节板26及下调节板27以实现密封口开口高度，需要观察炉内或者前期预埋高温牵引丝时可手动将高度调高，正常工作时可手动将密封口高降低，以尽量减少炉内的热量往外逃逸和外来空气进入，在保证炉体始终工作于微正压状态，减少保护气体的使用量，并且腔体密封调节装置可能丝束有接触的部件与面，均采用导角或半圆形式制作后再打磨光滑，保证气体密封调节装置与丝束不会产生挂丝现象。

如图1所示，在气体密封装置1,8与炉体9之间设置各设置一段强制水冷却装置2,7，强制水冷却装置2,7由S310耐高温不锈钢焊接而成，其入口宽度在所需要碳化的碳纤维宽度上两边各增加30-50mm，其入口高度在所需要碳化的碳纤维高度的基础上上下各增加20-40mm，其出口宽度在其入口宽度的基础上两边各再增加50-100mm，其出口高度在其入口高度的基础上上下各再增加20-50mm，以此在强制水冷却装置的内部形成入口为长方形，出口为大正方形的喇叭收缩口，此种形式能对炉内热量起到反射作用，减少炉内的热量往外逃逸和外来空气进入，在保证炉体始终工作于微正压状态下，减少保护气体的使用量。

如图6所示，在强制水冷却装置的腔体外部制作一水冷夹套30，水冷夹套的安装形可以采用整体夹套，即在强制水冷却装置的腔体外部四周包围的形式焊接不锈钢板29形成夹套空腔，也可以在强制水冷却装置的腔体外部的横向方向以一定间矩的方式焊接不锈钢水管30，实现强制水冷的目的。夹套底部最低点处设置为进水口31，夹套顶部最高点处设置为出水口32，所述的进出水口不限于1进1出，可为多进多出，优选的为3进4出。

在整体焊接的炉脚14上部为炉壳3，炉壳为长方形结构，将304不锈钢采用大型折弯机将板材折弯成C形结构后焊接而成，炉壳的前后左右及底为封闭结构，顶部采用大型平面法兰焊接，表面全部采取耐高温防锈处理。

高温碳化炉炉壳内底部按一定规则设置多根不锈钢热管13紧贴于底部焊接，并且各热管排列所形成的空间内保证其在内部的气体能够形成流通，在热管上方平整铺设S310耐高温不锈钢板12，即保证能及时带走钢板上部传递下来的热量，也足以保证将其产生的废气及装炉时滞留的氧气及时排出炉外。

如图8所示，炉壳外部所有的边角均焊接由不锈钢方管组成的加强筋33，34，方管两端设备水管接头37，38，下部边角焊接更大的不锈钢方管35，所有方管的水管接头根据炉体内部温度分布及热量损失关系按照不同规则连接方式连接至下部的大的不锈钢管35，下部大的不锈钢方管35汇总后接入总冷却的进出口37，38。保证了炉壳的应力变形小，强度大，也能及时带走炉内散失的热量。

在壳体的前后左右的平面方向以间隔200-300mm的距离焊接不锈钢热管36，其保证了炉壳的应力变形小，强度大，也能及时带走炉内散失的热量，使炉壳具有高强度及高导热性和优良的等温性能。

壳体顶部采用大平面法兰9与壳体焊接3，大型平面法兰根据安装及维护的方便性在横向位置加入方形管，形成多孔法兰，法兰的下部全部焊接方形管通水。法兰上部根据开槽以放入密封圈。密封圈的方形管水冷的作用下密封圈温升小，变形更小，能够保证高温下密封性能不会失效。如图9所示，炉盖采用热管及水冷夹套形式，中间加不锈钢筋条41，接入进水口40和出水口42形成水循环通道进行冷却。

碳化炉保温材料全部选用纤维材料，其极低的导热系数和容重，减小了设备的重量和能耗，既保证了炉内热量向外流失，降低设备表面温度，又避免了炉内的有害气体挥发，同时无任何有害气体挥发，内层为高温耐火层采用石墨化处理的硬毡47，中间层为中温保温层48，采用普通硬毡，外层为低温保温层49，采用高铝型硅酸铝保温板。所有保温材料均为板材形成搭接口。在装炉前全部修整后到炉内积木式拼装即可，所有接缝都交错拼接。避免热量的损失，也保证了炉体内加热腔的整体一致性。

炉膛的加热区范围内中心设有一个贯穿至整个炉膛的作为空腔结构11的石墨腔，石墨腔安装在发热体内侧，如图11所示，为方便安装和后期的维护，石墨腔由多层多块拼装，连接口采用T型槽63配合，装配时用高温石墨胶填充缝隙，升温使得石墨胶固化，使石墨腔胶合成一个完整的整体，石墨具有良好的热传导性能，同时石墨也基本接近理论的黑体材料，能有效吸收高温下的红外热辐射，使整个炉膛高温区横截面形成很小温度差，也降低了碳化时的工作用气量。

如图10所示，所述的发热体采用石墨发热棒44，45，每个加热区的发热体10处于石墨腔的上下两层，由电极46通入低电压大电流的直流电，每组发热体设置输入输出两个电极，上下共4个电极，4个电极交错接入直流电，使得炉内形成等电位点43。避免升温过程中的打火现象，且各温区发热体之间无直接电位连接，根据碳纤维碳化工艺将炉膛分为10-12个温区，其中7-9个可控温区，其余为过渡温度，最高温区位于第5-7温区。

所述的测温***采用多支钼管钨徕热电偶62形成的多温区多点位测温***，整个***构成一闭环监控***，从而实现温度实时闭环控制和监视。

如图13，14所示，气体吹扫***由贯穿于炉壳内部的四角位置设置多根不锈钢管进气管50，一端引出炉壳外部安装球阀接入保护气体，并与炉壳焊接，不锈钢另一端采用钢板堵死焊接，不锈钢管上纵向方向每间隔30-50mm钻小孔50均匀排布。在炉壳内部四角安装，并在炉壳壁上安装多个排气口及球阀。在炉体烘炉时和正常工作时，四角进气体管50进气、2路中间进气52和底部进气口51根据不同的气体流量，不同的排气口开度，能够最大程度的将炉内氧气置换出进出炉口54，55。

如图15所示的温度控制及监测***的结构原理图，其中温度控制及监测***包含由形成多区主温度控制***65及其它多点温度监测***：如气体密封装置1,8的温度监测，水冷端纤维63的温度监测，排焦口64的温度监控。

在炉体的前后两边均根据不同温区数量开设多个电极口，三层保温层亦开出相同的带台阶的保温堵口，更换发热体时，只需打开电极口和保温堵口即可更换发热体。所述每一个电极口均设置保护气体的进与出气口，防止电极口形成含氧的死角。

所述温度控制***中，控温仪表选用日本导电专用FP93温控仪，具有P、I、D参数自整定和人工修订功能，同时具有超温、欠温、断偶等断电报警保护功能，超温报警一旦产生，***会立即切断动力电源，以防止温控***失效时产品过烧；执行元件用先进的SCR移相技术代替传统的交流接触器控制，实现软触点控制，精确、可靠、使用寿命长；SCR移相调压输入后经变压器60调压并经过三相桥式整流器61整流后变为低压大电流直流电压，升温平滑稳定，改善了因P、I、D引起的超调现象，提高了温度的控制稳定性。每个温区均设置主控温，发热体测温，石墨腔测温，保温材料内部测温，保温材料层外测温，进出丝口测温，以及所有水路回水流量、炉内各点气体压力、等共96路巡检。

所述炉膛内部和石墨腔为微拱弧形，在石墨腔中间设置有保护气体进气口，炉内石墨腔两端低温区设置有锥形排气口。炉膛内部设计为微拱弧形能够避免碳纤维牵引过程中下垂挂丝现象，石墨腔中间进气口及侧面两端锥形排气口能够保证碳化炉运行过程为微正压，一般在20-100Pa，且排气顺畅避免焦油滴落于碳纤维上。

本发明为高温碳化（非石墨化，石墨化处于高温碳化后续流程），原丝经预氧化处理后转化为耐热梯形结构的预氧丝，经低温碳化转化为具有乱层结构的碳纤维，转化机理为在1300-1600度的温度处理下，较小的梯形结构进一步进行交联、缩聚，且伴随热解的同时且释放出许多小分子副产物。同时分子间发生脱水、脱氢其其它杂质，释放出H、N等气体，使得非碳元素不断排出，使碳纤维中的碳含量相对增加，最终生成含碳量在93%以上的碳纤维。

为实现连续化生产工艺，通常进料口66与前述预氧化处理相连，即预氧化完成之后，纤维丝束直接进入碳化炉的进料口66。同时为了优化碳纤维升温过程的牵引控制，在高温碳化炉的进料口66、出料口67处各设置1台5辊或者多辊牵伸机，将多根碳纤维丝束缠绕在牵伸机上，牵伸机根据碳化炉体内部的温度反馈和处于碳纤维上部的张力检测仪反馈的张力信号根据不同和产品工艺通过变频器调节前后牵伸机的运行速度，来实现在高温碳化过程中的负牵引，牵伸力并使得碳纤维从碳化炉进口进入，经高温碳化后连续不断的到出口后连接至后续工艺设备（速度控制在0.3-3.0m/s，牵伸率控制在0-6%）。

如上所述，在碳纤维连续碳化过程中，高温碳化炉需设置整体从入口至出口全部贯穿的通道供碳纤维行走，为防止炉内温度辐射至外部，在碳化炉进出口两头均设置了水冷空腔装置，同时也避免了过高的温度辐射至外部碳纤维时，碳纤维温度过高引起的氧化现象。

如上所述，为防止外部空气进入炉内必须高纯保护气体形成气帘装置对进出炉内的碳纤维进行气体隔绝，并使得炉内气体压力形成微正压，使气体只能自炉内向外排出。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (13)

1.一种连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，包括具有空腔结构（11）横向布置的炉体（9），炉盖（39），位于炉体（9）上游的进料口（66）和位于炉体（9）下游的出料口（67），分别设置进料口（66）和出料口（67）处的气体密封装置（1,8），分别设置在炉体（9）与进料口（66）之间和炉体（9）与出料口（67）之间的冷却装置，以及设置在炉体（9）上的用于安装电极（4）的电极口（5,6）；所述电极（4）由直流电源供电，作为炉膛的所述空腔结构（11）外周设置有用于在空腔结构（11）内形成加热区域的多个石墨发热体（10）；所述空腔结构（11）中部具有保护气体进气口，该空腔结构（11）的两端低温区具有排气口，所述空腔结构（11）内保持微正压状态。

2.根据权利要求1所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述炉体（9）内设有保温结构；优选保温结构为布置在炉体周围的石墨硬毡（47）、保温硬毡（48）及保温棉（49）。

3.根据权利要求1所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述空腔结构（11）为石墨腔体，该石墨腔体由多层多块石墨块拼装而成，且相邻两块石墨块的连接口采用T型槽配合，且连接口缝隙处填充石墨胶。

4.根据权利要求1所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述空腔结构（11）为直通结构；优选所述空腔结构（11）的高度为150mm-250mm，宽度比碳纤维排布宽度宽100mm-150mm。

5.根据权利要求1所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述气体密封装置（1,8）具有多路保护气体进入口（19）和具有多个横向的条状风道的气体分配腔（21），以及设置在条状风道的风道口相反方向的缝隙（22）；每一路保护气体均进入气体分配腔（21）分配后通过该缝隙（22）吹入形成保护气帘；优选所述气体密封装置（1,8）的上部与下部交错设置多道保护气帘，以形成迷宫式的气体密封装置。

6.根据权利要求1所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述电极（4）由三相电源依次经过塑料断路器（57）、快速熔断器（58）、三相调压器（58）进行移相式调压后输入至变压器（60），变压器（60）变压成低电压大电流的信号再经电极（4）输入至所述石墨发热体（10）。

7.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述微正压状态是指压力为20Pa-100Pa。

8.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，还包括气体吹扫***；优选所述气体吹扫***包括贯穿于炉壳（3）内部四角位置的多根进气管（50），设贯穿炉壳的中间进气口（52）和底部进气口（51）；所述进气管（50）的一端引出炉壳（3）外部接入保护气体，另一端封堵，且进气管（50）均匀排布有小孔。

9.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述进料口（66）和出料口（67）外侧设有牵伸机；优选所述牵伸机对碳纤维丝束的牵伸速度为0.3-3.0m/s，牵伸率为0-6%。

10.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述气体密封装置（1,8）上设置有气体密封口调节装置（23），在气体密封口调节装置（23）上安装高度标示尺（25）和用于调节密封口开口高度的上调节板（26）及下调节板（27）。

11.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述冷却装置为水冷却装置（2,7），该水冷却装置（2,7）的内腔为进口截面积小于出口截面积的喇叭形通道；优选所述水冷却装置（2,7）包括水冷夹套（30），水冷夹套（30）底部设置为进水口（31），水冷夹套（30）处设置为出水口（32）。

12.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述炉盖（39）上装有热管及水冷夹套结构，中间加筋条（41），所述热管分别接入进水口（40）和出水口（42）形成水循环通道。

13.根据权利要求1-6之一所述的连续式的碳纤维碳化炉，其特征在于，所述石墨发热体（10）设置在空腔结构（11）上下两侧，每组石墨发热体（10）设置有输入电极和输出电极，上下共4个电极，4个电极交错接入直流电，使得炉体（9）内形成等电位点（43）。