首页/文章/ 详情

企业关注·吉林化纤:专注碳纤维研发生产 碳丝变身“黑黄金”

3月前浏览5152

本文摘要:(由ai生成)

吉林化纤集团在碳纤维领域表现卓越,获评“创建世界一流专精特新示范企业”。公司一季度碳纤维产值大幅增长,正推进40万吨碳纤维产业链项目,计划“十四五”末形成大规模产能。其碳纤维全产业链覆盖原丝到复合材料,产品质量领先,广泛应用于风电、体育和建筑等领域。吉林化纤坚持“人才强企、科技兴企”战略,通过产学研用平台推动碳纤维产业高质量发展。

原标题:吉林化纤集团有限责任公司专注碳纤维研发生产——(引题)
碳丝变身“黑黄金”(主题)
经济日报记者 马洪超
今年3月份,吉林化纤集团有限责任公司(以下简称“吉林化纤”)凭借在碳纤维领域的创新突破,被国务院国有资产监督管理委员会评选为“创建世界一流专精特新示范企业”。
近年来,吉林化纤碳纤维板块迅速壮大。今年一季度,集团实现工业总产值48.4亿元,同比增长19%,其中碳纤维板块增长1.8倍。目前,吉林化纤正加快推进40万吨碳纤维产业链项目,力争到“十四五”时期末形成33万吨原丝、10万吨碳纤维、6.5万吨复合材料的生产能力。

咬定青山攻碳丝

走进吉林化纤子公司凯美克公司的碳化线车间,只见424米的生产线上,一束束白色原丝经过氧化、低温碳化、高温碳化等工序,被加工为黑色碳丝。七八根单丝合在一起才有一根头发丝那般粗细,一束1.2万根单丝的碳纤维丝束竟可以承受两三个成年人的重量。
碳纤维被誉为“黑色黄金”,它比钢的强度大、比铝的质量轻,可用于新能源装备、汽车轻量化、航空航天等领域,性能好、附加值高。
吉林化纤意识到,普通纤维产品用量大,但利润低、收益小;高端纤维材料的利润高,但技术门槛也高。吉林化纤在进行一番市场调研和专家研究后,瞄准高端纤维材料赛道,于2006年10月开始研发碳纤维原丝。
吉林化纤研发人员陈海军告诉记者,碳纤维原丝的技术含量约占碳纤维生产技术含量的70%,原丝的好坏在很大程度上决定了碳丝质量。生产出高质量的原丝,是第一步要解决的问题。
凭借十几年二甲基乙酰胺(DMAC)湿法两步法腈纶生产的技术经验和工程优势,吉林化纤借助由企业技术人员和高校专家组成的碳纤维创新团队,自主设计实验装置,通过70余项技术改进、设备改造和上百次反复试验,在2007年4月生产出第一批碳纤维原丝。
为尽快研发出合格产品,研发人员翻阅大量文献资料,几乎天天扎在实验室和生产现场。2008年1月,通过对生产线的工艺优化和技术改造,吉林化纤生产出100轴共500千克碳纤维原丝,经碳化测试超过相关指标等级,获得两项国家发明专利。
掌握了核心技术后,吉林化纤集聚公司资源加快推进碳纤维产业化生产,于2011年9月建成投产5000吨碳纤维原丝项目,碳纤维原丝实现规模化生产。从2013年开始,吉林化纤在碳纤维原丝生产的基础上,加大科研力度,向“高精尖”的碳丝方向冲刺。
“当时,碳纤维的市场应用不像今天这样广泛,公司还常常出现亏损。”回想起当年的艰难,陈海军历历在目。他说,集团看准行业发展趋势,坚持“用百亿产值支撑和撬动碳纤维的科研与发展”,全体员工发扬“宁可黑发变白发,也要把白丝变黑丝”的精神,实现碳丝规模化生产。
去年11月18日,吉林化纤12000吨碳纤维项目第一条碳化线开车成功,这条生产线拥有8项技术专利,实现更便捷的操作控制、更安全的氧化工艺、更环保的排废系统。如今,吉林化纤累计投入数十亿元进行技术革新,攻克了一系列技术难关。

形成产业全链条

在碳丝产能充分释放的同时,吉林化纤已形成从原丝到碳丝再到复合材料的碳纤维全产业链,成为大丝束原丝市场化企业,其大丝束产品已实现通用化、高品质、高效率,小丝束产品也已做到专业化、高性能。碳纤维产品质量也在不断提升,多个规格产品达到国内领先水平,一款大丝束碳纤维产品应用于知名风电叶片制造企业,有效带动了下游制造效率的提升。
走进吉林化纤下属的吉林国兴复合材料有限公司生产车间,只见盘曲成卷的黑色拉挤板整齐码放着。车间主任王普顺告诉记者,这些拉挤板就是用吉林化纤的碳纤维制成的,主要用在风电叶片主梁上,发挥其强度高、质量轻的优势,使机组更加轻盈高效。
吉林化纤与国内多家知名风电主机厂家形成战略合作关系,成为碳板采购供应商,并与下游企业联合进行海陆叶片大型化低成本碳板开发。
除了用于风电叶片制造,碳纤维复合材料还在各种拉挤型材、建筑补强、热场材料等领域得到广泛应用。吉林化纤积极拓展碳纤维市场应用场景,比如碳纤维预浸料可用于生产碳纤维鱼竿、自行车、网球拍等体育休闲用品;碳纤维编织布在建筑补强领域应用广泛;碳纤维缠绕体可生产天然气、氢气储气瓶等。
在今年春季举行的开工仪式上,汽车板簧项目、缠绕气瓶项目、碳纤维助剂项目等5个项目被列为吉林化纤2023年重点新建项目。这些都是碳纤维产业高端化、产业链一体化发展的关键项目。截至目前,吉林化纤原丝产能达16万吨,碳化产能达4.9万吨,复材产能近2万吨,碳纤维全产业链已初具规模。

顽强拼搏为创新

在走向技术前列的过程中,吉林化纤研发团队顽强拼搏、不懈奋斗,攻克了一个个科研难关,战胜了一个个技术难题。
纺丝车间高级主管郭甲东在公司大丝束产品升级遇到瓶颈时,在生产线上连续摸索调整20天没有回家;负责生产线智能控制系统的郎健慧在进行有关碳化线安装时,因为时间紧、工期短、人不足,没图纸、没经验、没示范,几乎每天工作到凌晨,200多个回路、500多个端线在她的指挥下无一接错,碳化示范线一次开车成功……
吉林化纤始终把人才和创新工作放在企业发展中的突出位置,坚持“人才强企、科技兴企”战略,依托主要业务板块成立8个研究所,通过建机制、搭平台、攻课题,有效激发了人才创新能力。
以碳纤维原丝自主研发为例,吉林化纤发挥企业腈纶生产技术和人才优势,发挥人造丝生产精细化管理优势,在碳纤维原丝生产中深入开展“提质、提速、提产、提效”四提工程,倡导围绕全过程清洁生产,开展提高洁净度攻关,减少系统杂质70%以上;利用“高校—企业—客户”产学研用技术交流平台,以匀质化攻关为切入点,大刀阔斧进行工艺优化和设备改造,提高原丝产品质量稳定性;通过原液系统深挖潜能,动力系统核定升级,关键部件精准优化,开展提速增锭改造,原丝纺速提高了17.6%,单线产能达到原来4条线的设计产能之和。目前,吉林化纤每年都与国外企业签订上千吨的出口订单。
不断进步的生产技术,日益拓展的应用场景,快速增加的市场订单,让吉林化纤上上下下越发忙碌起来,厂房等基础设施建设也在提速。近几年,吉林化纤大力推进碳纤维项目建设,每条生产线的建设周期不超过一年,安装时间不超过3个月,调试时间都在缩短,达产达效时间都在提前,不断刷新同级别生产线的建设周期。
“‘十四五’时期,吉林化纤规划了24个碳纤维产业项目。吉林化纤将不断推动碳纤维质量提高和成本降低,继续拓展下游应用领域,实现全产业链一体化发展,将碳纤维产业做强做优做大,向世界一流碳纤维生产企业的第一方阵迈进。”吉林化纤集团有限责任公司党委书记、董事长宋德武说。

来源:经济日报

特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。

广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。


来源:碳纤维生产技术
复合材料通用航空航天汽车建筑材料控制试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-08
最近编辑:3月前
碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
获赞 19粉丝 23文章 3560课程 0
点赞
收藏
作者推荐

风电聚焦·123米超长海上风机叶片是怎么做出来的?

本文摘要:(由ai生成)2023年6月28日,福建平潭外海域成功吊装世界上最大的16兆瓦海上风机叶片,采用碳纤维材料制造,减轻重量20%,且96%以上材料国产化。叶片翼型设计定制化,通过仿真模拟优化,制造过程涉及多道工序。这一突破为中国碳纤维风机叶片规模化制造和国际市场竞争力奠定了基础。6月28日的福建平潭外海域,随着白鹤滩号海上风电安装平台等设备的协同配合,3支123米超长16兆瓦海上风机叶片完成吊装,当前世界最大的海上“大风车”开始迎风旋转。123米,是约40层楼的高度,如此长的叶片能同时容纳300个成年人并肩站在上面。机组叶轮直径达到252米,相当于6架C919客机首尾相连,扫风面积相当于7个足球场。除了长,风机叶片的内部主梁结构首次采用碳纤维材料,重量减轻了20%。此外,这款叶片96%以上的材料实现了国产化,拥有100%的自主知识产权……超长叶片的这些“过人之处”,为我国风电技术走向国际市场打下了坚实的基础。定制化设计风机叶片世界上没有完全相同的两片树叶,也没有完全相同的两组风机叶片。因为海域不同,风况各异,叶片翼型也各具特色。“风机的叶片负责捕获风能并将风力传送到转子轴心。叶片的翼型设计、结构形式,直接影响机组的性能和功率。因此需要针对不同地区的风资源特点,对叶片进行定制化设计。”新疆金风科技股份有限公司(以下简称金风科技)研发中心叶片结构工程师袁渊告诉科技日报记者。在福建省福州市平潭县,16兆瓦风机叶片的面内风速每秒差异最高可达5至10米,极端运行阵风(EOG)较国际电工委员会(IEC)标准超出50%。为了将风资源评估得更精准,金风科技的研发团队将国外的多源观测资料融合技术与国内首创的虚拟测风技术相结合,两套技术系统观测的结果互为参考,实现了对风资源数据的准确评估。评估之后,动辄百米的叶片在真实环境下进行测试已然不可行,仿真模拟成为关键的替代方式。利用金风科技自主研发的“风匠”仿真平台,风场的物理现象可以实现高保真度和高精度的还原,风机叶片与机组载荷也可以实现高准确度的模拟,让工程师可以实时调整风机叶片的翼型,寻找安全运行前提下最合适的气隙余量边界,实现最优设计。掌握自主制造知识产权在江苏省盐城市,123米长的风机叶片在经历5道大工序、数百道小工序、历时22天后,从模具静置车间诞生。就在1个月前,叶片的主腹板还躺在铺陈车间,由人工完成繁琐的铺陈工序,而后进行真空灌注。当腹板完成灌注之后,被放于两块主梁之间,形成一个完整的“工”字梁结构。袁渊表示,首先让两块主腹板与大腹板工装相连,确保主腹板的位置和间隙能够满足设计的要求,再连接主腹板与主梁,使主腹板起到支撑主梁的作用。16兆瓦风机叶片特有的大厚度翼型设计,与传统的差值翼型大有不同。“其更好的结构友好性,会带来更高的机组可靠性;大肚子的钝尾缘设计,能够延缓流动分离,提高叶片升力,带来更好的发电性能……”袁渊告诉记者,这种独立知识产权的全新翼型,具有高升力、高颜值、高稳定性,能够满足机组12到17兆瓦以上的额定功率要求。2022年7月19日,国际风电整机巨头维斯塔斯的碳纤维主梁叶片拉挤工艺专利到期,中国碳纤维风机叶片在破除专利障碍后迎来规模化制造热潮。彼时,16兆瓦风机叶片的研制正在攻坚,借助新的发展形势,制造团队选用碳纤维作为主梁材料,采用后掠设计,合理利用了超长柔性叶片的弯扭耦合效应,在降低约3%的叶根极限载荷的同时,叶片的重量相对传统叶片降低了20%以上,大大减轻了叶片的吊装和运输难度。在叶片研发与制造阶段,尽管维斯塔斯的碳纤维拉挤工艺专利到期,但核心的灌浆技术专利仍在保护期内。灌浆是叶片主腹板制造的关键一步,要让树脂浆液逐步均匀分布在叶片的每个角落,需要精巧的线路设计与精细的灌注工艺。为了避免专利侵权,风机研制团队更换技术路线,形成自己的灌浆技术专利,保障了叶片在技术工艺上拥有100%的自主知识产权。(记者 何亮)来源:科技日报特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈