PDF《湖南省科学技术进步奖提名书》

6 2019年度提名书正式版 1.3 科技创新点三:为了解决连续式高温加热、隔热保温和节能问题,引进 了自主研发的叠层控制技术,大幅减少了无功功率消耗,并开发了一种连续式 高温加热专用的保温技术和加热分区布置技术,大幅减少了高温气流的对流散 热,解决了两段低温干扰问题,综合节能效果十分明显. 【 已获得国家授权发 明专利

1 项(附件 4-7) ,实用新型专利

4 项,发表论文

1 篇(附件 4-12) 】 叠层控制技术:热工装备高温加热时,电阻率会随温度变化而变化,加热 元件在低温段,功率输出正常,输出的电压电流与加热电源的匹配性很好,但 在高温段,功率输出异常,有时输出的功率甚至只有额定功率的 30%,造成严 重的大马拉小车现象.为了解决这一问题,自主研发并在在热工装备引用了叠 层控制技术.叠层控制技术主要是通过在电源的运行过程中根据实际使用电压 等级的情况实现电压等级的自动切换,从而使晶闸管可以长时间以接近全导通 的状态工作,与单层电源方案相比,叠层控制方案的功率因数、谐波等电源指 标效果更优.叠层控制技术主要用于高温电阻加热控制,解决了装备小功率输 出时的无功消耗问题和加热电阻负载随温度变化的无功消耗问题, a)低温阶段输出波形 b)中温阶段输出波形 c)高温阶段输出波形 d)叠层控制与非叠层控制的功率因数对比 图4叠层控制后的输出波形和非叠层控制后的输出波形对比 保温和加热布置技术:自进料端起装备主要内部工作区主要分为低温碳化 段、高温碳化段、高温石墨化段和冷却段等,因为装备为连续式运行工作模式, 需要解决由低温到高温,各温度段保温,再由高温降温至常温的加热保温和隔 热问题.于是针对这种连续炉开发了多温区加热功率布置技术,开发了减少高

7 2019年度提名书正式版 低温热对流的保温隔热技术,最终解决了加热均匀性和保温节能的问题. 1.4 科技创新点四:发明了一种宽幅碳纤维织物连续式碳化装备的进出料动 态密封系统和技术,解决了传统的气帘密封技术存在密封不足的问题,改善了 装备的连续式进出料密封性能,大幅提高了装备运行稳定性和生产的产品品质. 【已获得国家授权发明专利

1 项(附件 1-

3、4-8) ,实用新型专利

6 项】 气帘密封装置是较为常见的一种密封装置,但是气帘密封装置形成的气帘 厚度较小,且与持续不断进出料的碳纤维及其织物的接触时间较短、密封效果 有限,在进料口处无法将夹杂的空气吹扫干净,导致少量空气进入炉内,对炉 内气氛产生不利影响,尤其是生产幅宽达 1500mm 及以上的碳纤维织物时,这 个问题尤为突出.为了解决这个问题,发明了一种宽幅碳纤维织物连续式碳化 装备的进出料动态密封装置和技术,在使用时,只需向马弗内充入适量的保护 气体,便可可有效阻止空气进入马弗,进而保障了宽幅碳纤维织物产品的质量, 提高了产品品质. 图5宽幅碳纤维织物密封装置 图6连续式装备运行过程图

8 2019年度提名书正式版 2.科技局限性 本项目针对现有碳纤维织物碳化石墨化生产制备技术存在的 产量低、成 本高、产品品质不稳定、关键装备依靠进口 等关键难题,对碳纤维织物碳化 石墨化生产制备工艺技术和关键装备进行了开发研究,对碳纤维织物生产制备 和配套关键热工装备的可持续发展具有重大意义,取得了系列技术发明和研究 成果,共获授权专利