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碳纤维工业生产氧化时间缩短35%:美国Despatch公司Split-ZoneTM分区式氧化技术问世

2016-09-01 330浏览 标签: 碳纤维美国Despatch


研究背景及关注意义


     在碳纤维的生产过程中,氧化设备是投资、成本和能耗消耗最大的一环,缩短氧化时间对碳纤维制造业的降本至关重要,而碳纤维成本的下降将会大大提高其进入量产应用领域(如量产汽车制造业)的可能性。

     Despatch工业是一家热处理专业公司,从事热处理行业已经有百年的历史,拥有针对包括热能、太阳能和碳纤维的三大块相关技术团队,为行业提供尖端技术和设备支持。Despatch公司搭载NovarianceTM专利技术的Split-ZoneTM氧化炉于2015年底投入建设,并在近期完成了对其生产产品的初步测评。在测评过程中,客户采用了优级纤维材料,在单个氧化炉中模拟了多温区的氧化环境。对比传统技术,Split-ZoneTM完成合格线密度产品所需的氧化炉数量从5台减少到2台,纤维停留时间从在5个温区中停留67.3分钟,降到仅需在2个温区中停留44分钟,氧化时间缩短了将近35%。Despatch碳纤维事业部的项目主管Mark Stiyer称:“在最初设计时,我们的预期氧化时间可以缩短25%,但是评估结果却轻易的超出了我们预期,甚至可以达到50%。”

研究内容


     Split-ZoneTM氧化炉的分区控制设计(专利审批中)将腔室分为上下两个分立的温区。单独的插件风扇和控制装置可以使得炉内上层温度提升10摄氏度,同时降低温区间的差异,将炉内总体温度控制在更高的水平,从而显著提升纤维的氧化速率。而每个氧化炉都被分为两个温区,纤维氧化所需的氧化炉数量得以减少。按照客户测评结果,氧化炉数量从5台减少到2台,这可以带来可观的成本降低。氧化炉还使用了NovarianceTM技术(专利审批中),为全部腔室和整个过程提供非常均匀的气流。其孔口板喷嘴结构消除了在常规喷嘴设计中的侧方差以及定向方差。气流可以依据不同材料前驱体的需要被引导到中心通风系统的间隙中,以消除低气流或无气流的区域。分控区偏差的消除可以在不失去对放热反应控制的前提下安全地将氧化速率提高至少25%。改进的均匀性和分区控制使得氧化炉总体温度升高,可降低氧化循环时间25%或更多,在实际的测评中,这个数据为35%。

表1-氧化炉基本参数



配图



图1 Despatch公司Split-ZoneTM分区式氧化炉


图2 NovarianceTM技术气流在炉中流动示意图


图3 孔口板喷嘴示意图



动态链接:Customer Tests Conclude that the Despatch Split-Zone™ Oxidation Oven Reduces Cycle Times More Than Expected



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