碳纖維生產

詳情

背景

 碳纖維行業在我國現階段還處于發展階段，目前主流產品是T300為主的民用產品，更高等級的產品存在品質不穩定等問題，無法實現大規模生產，與國外企業競爭時處于明顯的劣勢。造成這種局面的影響因素是多方面的，如原料合成、原絲生產、碳化及后期制品都有不足。原料、工藝、及設備普遍不穩定性。其中，設備的穩定性是*直接表現，如PAN紡絲后處理、碳化后處理、預浸料生產等工藝設備中的加熱輥筒對于碳纖維生產尤為重要。對PAN后處理輥體，多數企業以蒸汽加熱為主。蒸汽加熱輥的加熱源為高溫蒸汽，存在難以做到單個輥體獨立閉環控溫、無法實現更高工作溫度、無法做到輥面溫度的精確控制。這樣，在生產過程中，輥面溫度始終存在較大幅度的波動，對生產穩定性造成極大的困擾。所以，如何提供穩定可靠的輥面溫度，對碳纖維產品質量是其中一個非常重要的因素。

現有碳纖維試驗線的致密化和烘干工序加熱輥均采用蒸汽加熱，一般選取38~64支加熱輪或更多。按速度或溫度后紡熱輥牽伸又可分為前后個工藝段，工藝溫度為120℃~200℃，線速度為80~240m/min?，F有熱輥通過調節蒸汽壓力及用蒸汽閥門控制蒸汽量來調節輥體溫度（2~4支輥共用一個蒸汽閥門），整個溫度控制回路為開環控制，靠工人經驗手動調節。

 

現有技術缺陷

存在如下技術缺陷：

1. 輥面設定溫度不可控

a.開環控制，生產過程中因系統管道壓差或泄漏等問題致其輥面溫度不容易穩定在目標溫度附近；

b.同一組熱輥中單個輥體因壓差或纖維含水率波動致其無法保持工藝溫度的一致，也無法針對個別的輥體溫度變化進行單獨調整。

2. 開環控制，溫度滯后嚴重

蒸汽管路的壓差、手工操作蒸汽閥門控溫及熱負載波動導致輥面工作區溫度無法達到設定溫度，這些都需要人工響應判斷并去處理。這樣的控制導致輥面溫度波動幅度很大，溫度控制滯后，嚴重影響產品的一致性。



解決方案

如采用電磁感應加熱輥替代蒸汽加熱輥，可以解決現有工藝及技術中的不足，提供穩定可控的、均一的輥面溫度，大幅提升產品的一致性?？刂葡到y由感應加熱電源單元、溫度控制單元、保護單元及通信單元構成。

和傳統的蒸汽加熱輥相比，更換電磁感應加熱輥后將給產品的質量改善以及成本降低帶來顯著的效益。主要體現在：

1. 產品品質提升：提供均勻的輥面溫度，確保產品的一致性良好；

2. 產品經濟效益指標

1）縮小成品尺寸公差，降低原料消耗，增加出品率；

2）在同等輥徑條件下熱效率增加，為提高生產速度等工藝條件創造可能，提升整機商業價值；

3）降低設備故障率，減少停機時間，提高設備有效工時；

4）降低使用鍋爐帶來的相關麻煩；

5）取消蒸汽循環系統，提高廠房利用率，有效降低房屋使用成本。

 

 

 

產品相關參數概要：

輥體規格	Φ350~750mm×350~1500mm
輥體材質	45#鋼、其它合金鋼
輥面鍍層	鉻
涂層厚度	0.06~0.20mm
粗糙度	Ra≤0.01~0.03
跳動	≤0.01~0.03mm
工作區溫度梯度	±1℃
加熱功率容量	15~60kVA