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            精功科技完成首條千噸級碳纖維生產線國產化
            來源:精功科技      發布時間:2021/01/13

            20201212日,國家主席習近平在氣候雄心峰會上宣布,到2030年,中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右,森林蓄積量將比2005年增加60億立方米,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。

            這次重要講話再次激發了市場對風電、太陽能發電等新能源領域的關注,尤其是風電領域,這不,在短短10天內,國內宣布即將上馬的碳纖維項目產能達4.5萬噸左右,這是什么概念?截止20201231日,國內碳纖維的有效產能只有約1.7萬噸,大量依靠進口。

            碳纖維作為我國經濟發展和國防建設不可或缺的戰略性新材料,近幾年確實在風力發電、航空航天、體育休閑和軌道交通等領域需求旺盛,今年更是近乎全年處于供不應求的火爆局面。隨著裝備技術的不斷突破和后續應用的不斷推廣,碳纖維整個產業鏈從原料到制備,從工藝到產品都開始步入良性循環,徹底擺脫了先前一片虧損的局面,市場上更是涌現出了光威復材、吉林碳谷、中簡科技、中復神鷹、吉林精功等業績卓越型企業。

            在早期,國內碳纖維生產的短板主要還是停留在原絲和裝備兩個方面?,F如今國內原絲質量有了突飛猛進,能夠滿足多領域不同等級碳纖維的需求,甚至出口海外。然而,裝備方面雖然國內起步較早,但是質量較為參差不齊,距離國際一流還是有一定的差距,尤其是預氧爐、低溫碳化爐和高溫碳化爐等碳纖維生產線所需之核心熱工裝備,盡管這些熱工裝備長期處于歐美日等國家的出口管制下,整個進口流程非常復雜,主流廠家多數依然還是選擇從國外進口,這也間接導致近年國內上馬的碳纖維項目建設期都非常長,有些甚至前后超過2年,有些甚至停滯。依目前的國際局勢,相信國外對我們在核心領域的出口管制會長時間存在,碳纖維裝備的自主國產化勢在必行。

            精功科技正是在這樣的背景和考量下,在多年光伏長晶爐、燒結爐等熱工裝備的研發和生產基礎上,于2013年成立碳纖維裝備分公司,后續又組建了中國紡織機械行業碳纖維裝備產品研發中心,專攻高性能碳纖維生產線交鑰匙工程和升級改造工程。截止目前,精功科技先后完成1500噸級碳纖維生產線的升級改造和4條千噸級高性能生產線的交鑰匙工程,千噸級生產線(圖12)經碳纖維評審專家組鑒定,已到“國際先進”水平,并被授予浙江省首臺套稱號,同時也獲得了中國紡織工業聯合會科學進步獎。

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            2020年交付的千噸線項目,是精功科技最新推出的2500噸級25K/50K大絲束碳纖維生產線,為吉林精功碳纖維有限公司定制,系國內首條接近全國產化的千噸級別生產線(圖3、圖4),整線除卷繞機外,其余全部由精功科技自主完成設計、制造、安裝和調試,包括放絲紗架、原絲機械手、加濕系統、預氧爐、高低溫碳化爐、表面電解機、水洗機、干燥機、上漿機、非接觸干燥機、熱定型機、分絲裝置、驅動裝置、鋼結構平臺、張力系統、整線控制系統、安全系統、管道系統、廢氣處理和余熱回收系統、碳絲自動打包系統等。為確保質量可控,精功科技下設精密制造公司,擁有國際先進的智能數控加工中心、智能數控激光切割及焊接生產線、智能數控鈑金生產線、智能自動化涂裝生產線等機加工裝備,整線多數零部件都由自己公司完成加工制作。正是由于整線由精功科技總設計和制造,避免了以往整線拼湊時多個供應商之間的相互干涉和拖延,最終使得生產線于項目啟動后9個月內完工并一次性滿負荷開車成功,在國產降本的同時,錄得同規格生產線史上最短工期,避免了早期調試期間大量碳纖維和原材料的浪費,極大地為用戶提升了投資效率和市場效益。該項目不但是2020年國內眾多上馬的碳纖維項目中啟動最晚投產最早的,也是2020年唯一一條實現正常投產的新建生產線。其順利開車也標志著長期以來國內碳纖維核心裝備受制于歐美日等發達國家的困局有了出路,是國內碳纖維裝備制造歷史沿革中的又一重大里程碑。

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            該生產線實際運行速度達16/分鐘, 年可產碳纖維2500噸。

            在精功科技看來,生產線雖實現了國產化,但是,為杜絕以往常規裝備在國產化后性能配置降低等現象,本次國產化的宗旨定為降本節能、提速增“束”,在早前千噸線的基礎上做了大幅度升級,并在配置方面堅持與國際一流裝備齊平,成功打造出了最具性價比的碳纖維生產線,同規格生產線的投資成本跟早幾年相比打了大幅折扣,而產能和運行成本則做了大幅提升。同時,多項創新清理技術的在線應用,延長了生產線單次穩定運行周期,減少了停機率和檢修率,尤其是高低溫碳化爐單次運行周期在滿負荷工況下可達60天。

            2500噸級碳纖維生產線外,精功科技也正在根據市場需求推出定制化產線,目前正在建設的1米寬幅1K/3K/6K小絲束碳纖維生產線,其產品應用領域更是高端。除此之外,精功科技目前正在籌備吉林4條大碳化線的建設工作和大絲束預氧爐的定制工作。

            在服務于國內市場的同時,精功科技也扭轉了碳纖維核心裝備純進口的局面,2020年初順利在韓國完成2000噸級高性能碳纖維生產線配套之預氧爐的交付,其兩項關鍵技術指標(風速均勻性和溫度均勻性)均達國際一流水平。本次跨國合作,也為精功科技今后在海外建設碳纖維整線項目打下了堅實的基礎。

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