我们提出了热风预氧化的新思路,即先将空气加热到预定温度,然后再将热空气送入走丝室,借助于预氧化炉膛外侧的加热元件微调温度,使温度可靠控制在设定值上.为了提高系统的可控性,鼓入预氧化炉膛的空气全部由外部流量计计量控制,从而保证了整个预氧化系统的稳定运行.在对炉子总体结构进行了设计的基础上,详细计算了热风炉及预氧炉的炉衬厚度、炉子功率、电热元件尺寸及风机参数,并加工制造了新型预氧化炉.设计了适合碳纤维预氧化的混合温度控制策略,实现了高精度温度控制.实际运行表明,采用这种新型的预氧化方式并配合先进的智能仪表和混合温度控制策略后,到达设定温度不会出现温度过冲现象,实际控温精度±2℃.根据具体的预氧化工艺要求,对温度控制特性进行了系统实验.分析了风量、预氧化炉各温区的热风设定温度、预氧化炉罐的设定温度对温度控制特性的影响,确定了合理的风量范围,在此范围内,系统有较高的控温精度和经济的加热热风能耗;选定了最佳的预氧化工艺参数,缩短了到达设定温度的时间.实验验证,各区控温效果好,可靠保证了预氧化工艺的顺利实施.回归了该预氧化炉各温区的温度控制数学模型,为更高精度的温度控制奠定了基础.编写了上位机监控软件,并利用它对所有温度点的温度设定、下位机控制参数设定、参数检查、报警检测、工艺过程记录等,将控制与管理有机的结合起来.实际生产表明,该预氧化炉具有设计合理,控温精度高、温度均匀性好、热效率高、维修方便的特点,可满足聚丙烯腈原丝性能试验及高性能的碳纤维试验要求,是一种较理想的预氧化炉.