PDF《湖南省科学技术进步奖提名书》

2 项(附件 1-

1、1-2) ,实用新型专利

5 项,发表论文

1 篇(附件 4-11) ,软件著作权

1 项(附件 4-10) 】 图1碳纤维传统生产工艺与碳化、石墨化一体工艺对比示图

4 2019年度提名书正式版 三工序一体化 工艺技术:传统生产工艺中,低温碳化、高温碳化和石 墨化工艺是分开进行的三道工艺,通过分析,三道工艺是可以组合在一起进行 的,于是发明了 三工序一体化 连续式生产工艺. 三工序一体化 连续式工 艺能大幅降低生产周期和生产成本,还能提升产品品质的稳定性,为解决相关 难题做出了重要工艺技术路线支撑. 工艺发明推动了装备研制:根据工艺分析,开发研制了一种可以实现 三 工序一体化 工艺技术的装备.此装备前段采用低温加热和低温排胶技术,解 决了低温碳化问题;

中段采用了高温碳化和排焦技术,解决了高温碳化问题;

中后段采用了高温加热和石墨化技术,解决了高温石墨化问题;

后端采用了多 段冷却降温技术,解决了出料冷却降温问题;

同时在装备前后两端采用了进出 料专用密封技术,解决了连续式进出料设备内腔和外部隔绝密封问题.并开发 了焦油污染防治技术、自动排焦式炉膛结构设计技术和尾气净化处理技术. 图2各种连续式碳化石墨化系统装备 焦油污染防治技术:炉体长度方向上共设置多组可单独调控的排废支管, 并采用特殊的焦油处理方式和防焦油倒流机构,可有效避免焦油污染碳纤维及 其织物材料;

同时通过辅助加热及控温装置,废气可有效排出和集中处理.

5 2019年度提名书正式版 自动排焦式炉膛结构设计技术:炉膛马弗采用碳化硅结合氮化硅的材质, 具有良好的导热、抗腐蚀性,与排废装置共同作用时可实现自动排焦,同时能 够有效的防止炉膛内气氛对发热元件的侵蚀,并且起到均温作用. 1.2 科技创新点二:为了解决高温连续式传动问题,工艺前段采用了低温网 带牵引技术,工艺中后段采用了低摩擦阻力高温滚轮和无极调速牵引技术,整 个工艺过程采用了自主研发的实时监控和纠偏技术,发明了这种高温无网带连 续式牵引传动技术,为实现 三工序一体化 工艺与装备技术奠定了重要技术 基础. 【已获得国家授权发明专利

2 项(附件 1-

2、1-3) ,实用新型专利

9 项】 工艺前段的高温网带牵引技术:对于碳纤维及其织物在低温碳化前抗拉强 度较低,如果采用纯拉拽牵引,碳纤维及其织物会被拉断,为了解决这个问题, 通过充分的工艺分析和装备技术研究,采用了组合连续式传动工艺技术,即在 工艺前段采用了低温网带牵引技术,先提升碳纤维及其织物自身的抗拉强度, 再在高温段采用无网带牵引技术,从而解决了低温碳化前碳纤维织物牵引强度 低而不能承受较大牵引拉力的问题,并在装备上进行了充分验证. 图3设备物料输送装置示意图 工艺中后段的高温滚轮和无极调速牵引技术:碳纤维及其织物在高温碳化、 石墨化和冷却段要采用拉拽牵引方式传动,就需要解决碳纤维及其织物的支撑 和偏位问题.其特征在于设备水平方向设置有输送轨道,通过在输送轨道的两 端分别设置与碳纤维及毡体材料相配合的放、收卷装置,达到自牵引的效果;

输送轨道延水平方向设置有若干陶瓷滚轮,碳纤维及毡体材料在滚轮上运行, 替代了传统网带式传动方式.在工作过程中,由于陶瓷滚轮不会与周围碳气氛 发生任何反应,且其结构强度较高,因此能够显著提高物料输送装置的可靠性 和使用寿命.为实现碳纤维及其织物的连续式生产,解决了高温碳化和高温石 墨化工艺段的碳纤维织物输送牵引问题.