JCTX300型千吨级碳纤维生产线

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JCTX300型千吨级碳纤维生产线随着市场应用的不断扩大及国家政策扶持力度的不断增大，碳纤维产业受到了前所未有的关注，从最初的航空航天领域，到汽车、船舶行业，再到建筑、风电叶片、休闲体育行业，甚至到高铁、电子电气市场。目前国内碳纤维材料加工业已有一定的技术基础和市场开发能力，市场需求较旺盛，但碳纤维的生产远远不能满足市场需求，尤其是高端碳纤维产品更是有价无市。核心装备和技术的缺乏成为掣肘我国碳纤维发展的主要因素。

目录

技术原理、技术要点

碳纤维的生产过程是通过聚丙烯腈（PAN）原丝经整经后，通过预氧化炉群，使热塑性PAN线性大分子链转化为非塑性耐热梯形结构，使其在碳化高温下不熔不燃、保持纤维形态，热力学处于稳定状态。经过预氧化的PAN原丝转化为耐热梯形结构，再经过低温碳化(500~1000℃)和高温碳化(1000~1600℃)转化为具有乱层石墨结构的碳纤维，在这一结构转化过程中，较小的梯形结构单元进一步进行交联、缩聚，且伴随热解，在向乱层石墨结构转化的同时释放出许多小分子副产物。同时非碳元素O、N、H逐步被排除，C逐渐富集，最终形成含碳量95%以上的碳纤维，之后再经表面处理、上浆、热定型等制成碳纤维。 JCTX300型千吨级碳纤维生产线的主要设备包括放丝机、加湿站、预氧炉、低温碳化炉、高温碳化炉、表面处理、水洗、上浆、干燥机、收丝机、废气余热重复利用系统等，整条生产线依靠罗拉组群进行连接。

项目主要创新点

（1）通过系统集成，研发了整线在线品控管理系统，实现生产过程一键整线提速，在线配方切换等，提升碳纤维生产线的自动化控制水平和生产过程的稳定性，将碳纤维生产线的线速度提高到13m/min，最大可到15m/min，可实现单线年产量达到1600吨以上，可将每吨碳纤维电费降低到2.4万/吨，相比原来节能60%左右。

（2）开发自动在线清理系统，实现生产线的长时间稳定运行，连续运行周期达到90天以上。

（3）研发收丝前的热定型机，实现对非接触干燥后碳纤维的进一步干燥和热定型，可降低含水率50%以上，提高碳纤维表面质量。

（4）研发了碳纤维自动连续卷绕收丝机，可自动切丝，实现了全自动操作，可减少50%操作人员，降低人工成本。

目前精功科技已销售3条JCTX300型千吨级碳纤维生产线成套设备，2条已经稳定运行，1条已完成全部机械安装。按每条2.25亿元人民币计，已增加6.75亿元销售收入，利润1.8亿元，税金0.9亿元。 在使用精功科技生产的碳纤维成套设备的情况下，与进口设备相比，具有明显的价格优势。国外进口一套设备的价格为3.5~4亿元人民币，精功科技生产的碳纤维成套设备价格约为2.25亿元人民币；若按三年内生产成套设备5条生产线计，碳纤维生产企业的设备投资可降低约8.8亿人民币；从而大大减少了企业的投资成本，缩短了投资回收期，减少了企业的市场风险。 本项目的实施，对于我国碳纤维产业及其装备制造业有着良好的示范作用，有利于推动国内包括碳纤维在内的新型材料装备技术的国产化和完善化，对与该行业相关的上下游产业的发展也具有积极的推动作用。

考虑到我国碳纤维的应用还在不断发展，许多用途还有待开发，如碳纤维在工程修补增强方面、飞机和汽车刹车片、汽车和其他机械零部件的应用以及电子设备套壳、集装箱、医疗器械、深海勘探和新能源的开发等方面都将是我国碳纤维未来的潜在消费市场，对碳纤维的需求量将更大。因此，未来我国碳纤维产业及其装备制造业市场需求前景广阔，潜力极大。