浙江精工集成科技股份有限公司碳纖維研究院團隊自主研發(fā)的熱風-微波多物理場耦合預氧化技術(shù)，于近期中試驗證中取得成功。

長久以來，預氧化工藝因在PAN基碳纖維生產(chǎn)過程中所需能耗最高、周期最長，成為制約碳纖維產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效的關(guān)鍵瓶頸。精工科技以熱風-微波多物理場耦合技術(shù)為突破口，成功設計并打造出國內(nèi)首臺0.4m寬幅熱風-微波多物理場耦合預氧化中試爐，通過對爐內(nèi)熱場、微波電場的協(xié)同調(diào)控，實現(xiàn)了預氧化工藝段的大幅提速與降耗。

該中試爐體采用端到端氣流循環(huán)設計，并創(chuàng)新性地首創(chuàng)特殊結(jié)構(gòu)的微波能饋入方式與腔內(nèi)布局，使爐體在發(fā)生熱膨脹變形時，仍能維持爐內(nèi)寬度方向上微波場的均勻分布，同時又能確保溫度場和風速場的高度一致性，為纖維進行持續(xù)穩(wěn)定的氧化提供堅實基礎。0.4m微波預氧爐電場仿真圖中試結(jié)果證實，該預氧爐在運行中的強化效果與中試前的小試階段表現(xiàn)一致，且該階段成果令人鼓舞：在同等溫度梯度下，預氧化周期較傳統(tǒng)工業(yè)熱風工藝縮短30%，單位能耗較傳統(tǒng)降低13%-15%，展現(xiàn)出了顯著的經(jīng)濟性與環(huán)保效益。

更值得關(guān)注的是，通過現(xiàn)有生產(chǎn)數(shù)據(jù)建立能耗模型并結(jié)合相似性原理推演，當放大至3m寬幅工業(yè)化裝置時，預計可較傳統(tǒng)生產(chǎn)實現(xiàn)能耗降幅20%-25%，該技術(shù)路徑具備清晰的規(guī)模化推廣潛力。230℃條件下，有無微波結(jié)果對比。同時，在微波預氧化爐全流程研制與中試驗證過程中，研發(fā)團隊系統(tǒng)構(gòu)建起包括結(jié)構(gòu)設計、場耦合控制、工藝匹配等多維度的工程技術(shù)體系與經(jīng)驗，形成了可復用、可擴展的模塊化知識庫與參數(shù)數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)更大寬幅裝備的快速開發(fā)與工程化提供了扎實支撐。

當前，基于所積累的可靠數(shù)據(jù)與技術(shù)儲備，精工科技3m寬幅工業(yè)級熱風-微波多物理場耦合預氧化爐的全流程設計與驗證工作已在推進中。

來源：精工科技國內(nèi)