一种用于生产连续玄武石纤维的装置及方法技术领域
本发明涉及一种连续玄武石纤维生产设备领域，具体涉及一种用于生产连续玄武
石纤维的装置及方法。
背景技术
连续玄武岩纤维CBF是碳纤维的低价替代品，具有一系列优异性能，尤为重要的
是，由于它取自天然矿石而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色
健康玻璃质纤维产品。高技术纤维是国防军工建设和支撑高科技产业发展的重要基础材
料，它直接关系到国防科技工业的建设和国民经济支柱产业的升级。CBF就是继碳纤维、芳
纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。以CBF为增强体可制成各种性
能优异的复合材料，在航空航天、火箭、导弹、战斗机、核潜艇等军舰、坦克等武器装备的国
防军工领域有广泛的应用。
传统单元窑拉丝已不再是优势，小规模生产无法满足工业应用的需求，传统单元
炉的电熔池比较浅，存在死角，单台窑炉产量较小，玄武石纤维质量不均匀，常常会导致断
丝情况，产品品质低，工作效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于生产连续玄武石纤维的装置及方法，
该装置及方法采用多层电极加热以及深液面全电熔加热，使玄武岩石料充分熔融，实现大
规模高质量生产。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种用于生产连续玄武石纤维的装置及方法，该装置包括窑炉盖、窑炉、加料装置、流
液洞、供料道、拉丝装置、电极组件和热电偶组件，窑炉盖位于窑炉的上部；窑炉与供料道连
接，拉丝装置位于供料道的侧面，且供料道设置有多个拉丝装置，电极组件和热电偶组件固
定连接在窑炉、流液洞和供料道中。
所述的窑炉由炉底和两个相对的炉壁组成，窑炉设置有连通孔，连通孔连通窑炉
和流液洞，窑炉和流液洞、供料道呈一字型结构。
所述的窑炉的高度为0.6m～1.5m。
所述的窑炉的炉壁和炉底采用耐热材料制成多层墙体结构，所述的炉壁选用的耐
火材料从内到外是烙砖、莫来石、高铝砖、粘土砖和轻质保温砖，所述的炉底选用耐火材料
从内到外是铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、石棉板、捣打料和轻质保温砖。
所述的窑炉的窑炉盖外层包裹钢板，钢板内填充的耐火材料是铬砖、氧化铝空心
球、莫来石、高铝砖、耐火泥和轻质保温砖中的一种或几种。
所述的流液洞包括洞底、洞壁和洞顶，流液洞中设置有电极和温控装置，洞底、洞
壁和洞顶均为多层结构，洞底和洞壁的材质为耐火材料，洞顶的最外层包覆有钢板，该钢板
内部填充耐火材料。
所述的流液洞的洞底从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、石棉板、捣
打料和轻质保温砖。所述的流液洞的洞壁从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖
和轻质保温砖。所述的流液洞的洞顶最外层包裹有钢板，钢板内部填充的耐火材料从内到
外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、氧化铝空心球、耐火泥和轻质保温砖。
所述的拉丝装置，包括拉丝漏板和位于拉丝漏板下方的拉丝装置本体，拉丝装置
本体由上到下依次为涂油器、集束轮和拉丝机，其中，涂油器的出油嘴与集束轮相接触，拉
丝机由排线轮和设置在转轴上的绕丝筒组成。
所述的电极组件与温控制装置交叉设置在流液洞的洞壁上。所述的电极组件包括
多个电极组，每个电极组件由两个电极构成，电极的极性是相异的，电极组件在窑炉中是多
层的，布设在窑炉相对的两个炉壁上，每层固定连接有热电阻组件。
所述的温控制装置采用热电偶。
本发明的一种用于生产连续玄武石纤维的装置及方法的拉丝方法是：
第一：烤炉：向窑炉中加入添炉料，添炉料不是玄武岩，而是普通玻璃纤维，达到导通电
流后，向电极组件通电；
第二：通过多孔加料装置向窑炉中加入玄武岩石料， 然后移开加料装置，将窑炉盖移
到窑炉上面，窑炉盖可以防止窑炉热量散失；
第三：根据热电偶组件反馈的窑炉各处的温度信息，调节电极的功率，使窑炉温度达到
玄武岩石料的热点，保持在1400～1700℃，使玄武岩石料充分熔融成均匀的熔体；
第四：熔体流到流液洞，流液洞内的电极对熔体进一步加热，而流液洞的洞底、洞壁和
洞顶的结构和材质对熔体进行保温，保证了熔体的均化；
第五：熔体经流液洞流入供料道，供料道内的电极对熔体进一步加热，而供料道的结构
和材质对熔体进行保温，进一步保证了熔体的均化；
第六：熔体供料道进入拉丝装置，从拉丝漏板中稳定的流出并引下成丝，经过集束轮，
涂油器的出油嘴与集束轮相接触，因此集束轮上涂满了浸润剂，经过集束轮的玄武岩纤维
也被涂上浸润剂，随后绕在排线轮的缝内，旋转的排线轮使丝束卷绕在绕丝筒上，待布满绕
丝筒后，卡断丝束，将丝束绕在其余的绕丝筒上，并从转轴上取下绕满玄武岩纤维的绕丝
筒，随后再安装上新的绕丝筒，并重复上述的过程，实现玄武岩纤维的连续拉丝，减少玄武
岩纤维的废品率，提高了玄武岩纤维的质量和产量。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用多孔加料装置，且窑炉深度为0.6～1.5m，窑炉体积大大提高，使得一次
融化玄武岩石料的量增大，单台设备日产量，工作效率显著提高，实现了大规模生产；
（2）熔化窑炉盖部设置有窑炉盖，能够有效防止炉内热量散失，节省了能量；窑炉四周
固定安装有电极组件，电极组件在窑炉中是多层的，层数为3～9层，实现了玄武岩石料均匀
熔化，提高了玄武石纤维的拉丝质量；
（3）流液洞利用耐火材料代替铂铑合金，不仅耐高温和冲刷，还节省了成本，流液洞内
设置了加热装置—电极，并利用温控装置来调节流液洞内的温度，保证了熔体的均化，从而
可以生产出质量均匀的玄武石纤维；
（4）拉丝装置在拉丝漏板的下方设置有冷却装置，可以对拉丝漏板中拉出的丝冷却，实
现玄武岩纤维的连续拉丝，减少玄武岩纤维的废品率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中，1是窑炉盖 ；2是窑炉；3是连接杆；4是加料装置；5是炉壁；6是电极；7是炉
底；8是热电偶；9是流液洞；10是供料道；11是拉丝漏板；12是涂油器；13是集束轮；14是排线
轮；15是绕丝筒。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如附图1所示，本发明的一种用于生产连续玄武石纤维的装置及方法，该装置及方
法包括窑炉盖1、窑炉2、加料装置4、流液洞9、供料道10、拉丝装置、电极组件和温控装置，窑
炉盖1与加料装置4的底部通过连接杆3固定连接，加料装置4设置有多个加料孔，窑炉盖1与
加料装置4位于窑炉2的上部；窑炉2与供料道10之间设置有流液洞9，流液洞9连通窑炉2和
供料道10；供料道10的侧面布设有多个拉丝装置，每个拉丝装置的底部安装有漏板11，电极
组件和温控装置固定连接在窑炉2、流液洞9、供料道10中。
所述的窑炉2由炉底和两个相对的炉壁组成，窑炉2设置有连通孔，连通孔连通窑
炉2和流液洞9，整个装置呈一字型结构。所述的窑炉2的高度为0.6m -1.5m。
所述的窑炉2的炉壁5和炉底7采用耐热材料制成多层墙体结构，所述的炉壁5选用
的耐火材料从内到外是烙砖、莫来石、高铝砖、粘土砖和轻质保温砖，所述的炉底7选用耐火
材料从内到外是铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、石棉板、捣打料和轻质保温砖，所述的窑
炉的窑炉盖外层包裹钢板，钢板内填充的耐火材料是铬砖、氧化铝空心球、莫来石、高铝砖、
耐火泥和轻质保温砖中的一种或几种。
所述的电极组件包括多个电极组件，每个电极组件由4～8根电极6构成，每两根电
极6的极性是相异的，或每三根电极6的极性是相异的。
在水平方向上，相邻两个电极6之间的距离为0.55～1.5m，在竖直方向上，相邻两
个电极6之间的距离为0.3～0.45m。
所述的电极组件在窑炉中是多层的，层数为3～9层。
所述的电极组件和温控装置交叉安装在窑炉2上，温控装置采用热电偶8。
所述的流液洞9包括洞底、洞壁和洞顶，流液洞中设置有电极组件和温控装置，洞
底、洞壁和洞顶均为多层结构，所述的洞底从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土
砖、石棉板、捣打料和轻质保温砖。所述的洞壁从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘
土砖和轻质保温砖。所述的洞顶钢板内部填充的耐火材料从内到外依次为铬砖、莫来石砖、
高铝砖、粘土砖、氧化铝空心球、耐火泥和轻质保温砖。
所述的电极组件与温控制装置交叉设置在流液洞9的洞壁上。所述的电极组件包
括多个电极组，每个电极组件由两个电极6构成，电极6的极性是相异的，电极组件在窑炉2
中是多层的，布设在窑炉相对的两个炉壁5上，每层固定连接有温控装置。
所述的拉丝装置，包括拉丝漏板11和位于拉丝漏板下方的拉丝装置本体，拉丝装
置本体由上到下依次为涂油器12、集束轮13和拉丝机，其中，涂油器12的出油嘴与集束轮13
相接触，拉丝机由排线轮15和设置在转轴上的绕丝筒15组成。
本发明的一种用于生产连续玄武石纤维的装置及方法的拉丝方法是：
第一：烤炉：向窑炉2中加入添炉料，添炉料不是玄武岩，而是普通玻璃纤维，达到导通
电流后，向电极组件通电；
第二：通过加料装置4向窑炉中加入玄武岩石料， 然后移开加料装置4，将窑炉盖1移到
窑炉2上面，窑炉盖1可以防止窑炉热量散失；
第三：根据热电偶组件反馈的窑炉2各处的温度信息，调节电极6的功率，使窑炉2温度
达到玄武岩石料的热点，保持在1400～1700℃，使玄武岩石料充分熔融成均匀的熔体；
第四：熔体流到流液洞9，流液洞9内的电极6对熔体进一步加热，而流液洞9的洞底、洞
壁和洞顶的结构和材质对熔体进行保温，保证了熔体的均化；
第五：熔体经流液洞9流入供料道10，供料道10内的电极6对熔体进一步加热，而供料道
的结构和材质对熔体进行保温，进一步保证了熔体的均化；
第六：熔体供料道10进入拉丝装置，从拉丝漏板11中稳定的流出并引下成丝，经过集束
轮13，涂油器12的出油嘴与集束轮13相接触，因此集束轮13上涂满了浸润剂，经过集束轮13
的玄武岩纤维也被涂上浸润剂，随后绕在排线轮14的缝内，旋转的排线轮14使丝束卷绕在
绕丝筒15上，待布满绕丝筒15后，卡断丝束，将丝束绕在其余的绕丝筒上，并从转轴上取下
绕满玄武岩纤维的绕丝筒，随后再安装上新的绕丝筒，并重复上述的过程，实现玄武岩纤维
的连续拉丝，减少玄武岩纤维的废品率，提高了玄武岩纤维的质量和产量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，
在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的
保护范围。