電磁感應加熱導絲輥在碳纖維生產(chǎn)的應用

背景

 碳纖維行業(yè)在我國現(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，更高等級的產(chǎn)品存在品質(zhì)不穩(wěn)定等問題，無法實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，與國外企業(yè)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(chǎn)、碳化及后期制品都有不足。原料、工藝、及設備普遍不穩(wěn)定性。其中，設備的穩(wěn)定性是最直接表現(xiàn)，如PAN紡絲后處理、碳化后處理、預浸料生產(chǎn)等工藝設備中的加熱輥筒對于碳纖維生產(chǎn)尤為重要。對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，存在難以做到單個輥體獨立閉環(huán)控溫、無法實現(xiàn)更高工作溫度、無法做到輥面溫度的精確控制。這樣，在生產(chǎn)過程中，輥面溫度始終存在較大幅度的波動，對生產(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，對碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量是其中一個非常重要的因素。

現(xiàn)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(xiàn)有熱輥通過調(diào)節(jié)蒸汽壓力及用蒸汽閥門控制蒸汽量來調(diào)節(jié)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(huán)控制，靠工人經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)缺陷

存在如下技術(shù)缺陷：

1. 輥面設定溫度不可控

a.開環(huán)控制，生產(chǎn)過程中因系統(tǒng)管道壓差或泄漏等問題致其輥面溫度不容易穩(wěn)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(diào)整。

2. 開環(huán)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(qū)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(chǎn)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(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)由感應加熱電源單元、溫度控制單元、保護單元及通信單元構(gòu)成。

和傳統(tǒng)的蒸汽加熱輥相比，更換電磁感應加熱輥后將給產(chǎn)品的質(zhì)量改善以及成本降低帶來顯著的效益。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(chǎn)速度等工藝條件創(chuàng)造可能，提升整機商業(yè)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(huán)系統(tǒng)，提高廠房利用率，有效降低房屋使用成本。

產(chǎn)品相關參數(shù)概要：