電磁感應(yīng)加熱導(dǎo)絲輥在碳纖維生產(chǎn)的應(yīng)用

背景

 碳纖維行業(yè)在我國(guó)現(xiàn)階段還處于發(fā)展階段，目前主流產(chǎn)品是T300為主的民用產(chǎn)品，更高等級(jí)的產(chǎn)品存在品質(zhì)不穩(wěn)定等問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，與國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)處于明顯的劣勢(shì)。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(chǎn)、碳化及后期制品都有不足。原料、工藝、及設(shè)備普遍不穩(wěn)定性。其中，設(shè)備的穩(wěn)定性是最直接表現(xiàn)，如PAN紡絲后處理、碳化后處理、預(yù)浸料生產(chǎn)等工藝設(shè)備中的加熱輥筒對(duì)于碳纖維生產(chǎn)尤為重要。對(duì)PAN后處理輥體，多數(shù)企業(yè)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(gè)輥體獨(dú)立閉環(huán)控溫、無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高工作溫度、無(wú)法做到輥面溫度的精確控制。這樣，在生產(chǎn)過(guò)程中，輥面溫度始終存在較大幅度的波動(dòng)，對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性造成極大的困擾。所以，如何提供穩(wěn)定可靠的輥面溫度，對(duì)碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量是其中一個(gè)非常重要的因素。

現(xiàn)有碳纖維試驗(yàn)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(gè)工藝段，工藝溫度為120℃~200℃，線速度為80~240m/min。現(xiàn)有熱輥通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽壓力及用蒸汽閥門(mén)控制蒸汽量來(lái)調(diào)節(jié)輥體溫度（2~4支輥共用一個(gè)蒸汽閥門(mén)），整個(gè)溫度控制回路為開(kāi)環(huán)控制，靠工人經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)缺陷

存在如下技術(shù)缺陷：

1. 輥面設(shè)定溫度不可控

a.開(kāi)環(huán)控制，生產(chǎn)過(guò)程中因系統(tǒng)管道壓差或泄漏等問(wèn)題致其輥面溫度不容易穩(wěn)定在目標(biāo)溫度附近；

b.同一組熱輥中單個(gè)輥體因壓差或纖維含水率波動(dòng)致其無(wú)法保持工藝溫度的一致，也無(wú)法針對(duì)個(gè)別的輥體溫度變化進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。

2. 開(kāi)環(huán)控制，溫度滯后嚴(yán)重

蒸汽管路的壓差、手工操作蒸汽閥門(mén)控溫及熱負(fù)載波動(dòng)導(dǎo)致輥面工作區(qū)溫度無(wú)法達(dá)到設(shè)定溫度，這些都需要人工響應(yīng)判斷并去處理。這樣的控制導(dǎo)致輥面溫度波動(dòng)幅度很大，溫度控制滯后，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的一致性。

解決方案

如采用電磁感應(yīng)加熱輥替代蒸汽加熱輥，可以解決現(xiàn)有工藝及技術(shù)中的不足，提供穩(wěn)定可控的、均一的輥面溫度，大幅提升產(chǎn)品的一致性?？刂葡到y(tǒng)由感應(yīng)加熱電源單元、溫度控制單元、保護(hù)單元及通信單元構(gòu)成。

和傳統(tǒng)的蒸汽加熱輥相比，更換電磁感應(yīng)加熱輥后將給產(chǎn)品的質(zhì)量改善以及成本降低帶來(lái)顯著的效益。主要體現(xiàn)在：

1. 產(chǎn)品品質(zhì)提升：提供均勻的輥面溫度，確保產(chǎn)品的一致性良好；

2. 產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)

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(chǎn)速度等工藝條件創(chuàng)造可能，提升整機(jī)商業(yè)價(jià)值；

3）降低設(shè)備故障率，減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備有效工時(shí)；

4）降低使用鍋爐帶來(lái)的相關(guān)麻煩；

5）取消蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，提高廠房利用率，有效降低房屋使用成本。

產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)概要：