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精功科技完成首条千吨级碳纤维生产线国产化

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-01-13  浏览次数:255
核心提示:2020年12月12日,国家主席习近平在气候雄心峰会上宣布,到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非
     2020年12月12日,国家主席习近平在气候雄心峰会上宣布,到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。
 
    这次重要讲话再次激发了市场对风电、太阳能发电等新能源领域的关注,尤其是风电领域,这不,在短短10天内,国内宣布即将上马的碳纤维项目产能达4.5万吨左右,这是什么概念?截止2020年12月31日,国内碳纤维的有效产能只有约1.7万吨,大量依靠进口。
 
    碳纤维作为我国经济发展和国防建设不可或缺的战略性新材料,近几年确实在风力发电、航空航天、体育休闲和轨道交通等领域需求旺盛,今年更是近乎全年处于供不应求的火爆局面。随着装备技术的不断突破和后续应用的不断推广,碳纤维整个产业链从原料到制备,从工艺到产品都开始步入良性循环,彻底摆脱了先前一片亏损的局面,市场上更是涌现出了光威复材、吉林碳谷、中简科技、中复神鹰、吉林精功等业绩卓越型企业
 
    在早期,国内碳纤维生产的短板主要还是停留在原丝和装备两个方面。现如今国内原丝质量有了突飞猛进,能够满足多领域不同等级碳纤维的需求,甚至出口海外。然而,装备方面虽然国内起步较早,但是质量较为参差不齐,距离国际一流还是有一定的差距,尤其是预氧炉、低温碳化炉和高温碳化炉等碳纤维生产线所需之核心热工装备,尽管这些热工装备长期处于欧美日等国家的出口管制下,整个进口流程非常复杂,主流厂家多数依然还是选择从国外进口,这也间接导致近年国内上马的碳纤维项目建设期都非常长,有些甚至前后超过2年,有些甚至停滞。依目前的国际局势,相信国外对我们在核心领域的出口管制会长时间存在,碳纤维装备的自主国产化势在必行。
 
    精功科技正是在这样的背景和考量下,在多年光伏长晶炉、烧结炉等热工装备的研发和生产基础上,于2013年成立碳纤维装备分公司,后续又组建了中国纺织机械行业碳纤维装备产品研发中心,专攻高性能碳纤维生产线交钥匙工程和升级改造工程。截止目前,精功科技先后完成1条500吨级碳纤维生产线的升级改造和4条千吨级高性能生产线的交钥匙工程,千吨级生产线(图1图2)经碳纤维评审专家组鉴定,已到“国际先进”水平,并被授予浙江省首台套称号,同时也获得了中国纺织工业联合会科学进步奖。
    2020年交付的千吨线项目,是精功科技最新推出的2500吨级25K/50K大丝束碳纤维生产线,为吉林精功碳纤维有限公司定制,系国内首条接近全国产化的千吨级别生产线(图3图4),整线除卷绕机外,其余全部由精功科技自主完成设计、制造、安装和调试,包括放丝纱架、原丝机械手、加湿系统、预氧炉、高低温碳化炉、表面电解机、水洗机、干燥机、上浆机、非接触干燥机、热定型机、分丝装置、驱动装置、钢结构平台、张力系统、整线控制系统、安全系统、管道系统、废气处理和余热回收系统、碳丝自动打包系统等。为确保质量可控,精功科技下设精密制造公司,拥有国际先进的智能数控加工中心、智能数控激光切割及焊接生产线、智能数控钣金生产线、智能自动化涂装生产线等机加工装备,整线多数零部件都由自己公司完成加工制作。正是由于整线由精功科技总设计和制造,避免了以往整线拼凑时多个供应商之间的相互干涉和拖延,最终使得生产线于项目启动后9个月内完工并一次性满负荷开车成功,在国产降本的同时,录得同规格生产线史上最短工期,避免了早期调试期间大量碳纤维和原材料的浪费,极大地为用户提升了投资效率和市场效益。该项目不但是2020年国内众多上马的碳纤维项目中启动最晚投产最早的,也是2020年唯一一条实现正常投产的新建生产线。其顺利开车也标志着长期以来国内碳纤维核心装备受制于欧美日等发达国家的困局有了出路,是国内碳纤维装备制造历史沿革中的又一重大里程碑。
    该生产线实际运行速度达16米/分钟, 年可产碳纤维2500吨。
 
    在精功科技看来,生产线虽实现了国产化,但是,为杜绝以往常规装备在国产化后性能配置降低等现象,本次国产化的宗旨定为降本节能、提速增“束”,在早前千吨线的基础上做了大幅度升级,并在配置方面坚持与国际一流装备齐平,成功打造出了最具性价比的碳纤维生产线,同规格生产线的投资成本跟早几年相比打了大幅折扣,而产能和运行成本则做了大幅提升。同时,多项创新清理技术的在线应用,延长了生产线单次稳定运行周期,减少了停机率和检修率,尤其是高低温碳化炉单次运行周期在满负荷工况下可达60天。
 
    除2500吨级碳纤维生产线外,精功科技也正在根据市场需求推出定制化产线,目前正在建设的1米宽幅1K/3K/6K小丝束碳纤维生产线,其产品应用领域更是高端。除此之外,精功科技目前正在筹备吉林4条大碳化线的建设工作和大丝束预氧炉的定制工作。
 
    在服务于国内市场的同时,精功科技也扭转了碳纤维核心装备纯进口的局面,2020年初顺利在韩国完成2000吨级高性能碳纤维生产线配套之预氧炉的交付,其两项关键技术指标(风速均匀性和温度均匀性)均达国际一流水平。本次跨国合作,也为精功科技今后在海外建设碳纤维整线项目打下了坚实的基础。

 
 
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