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目前，在材料科學(xué)領(lǐng)域，電磁感應加熱節能技術(shù)主要應用于塑料橡膠制品的加工工業(yè)，如擠出機、注塑機、造粒機等，對塑料原料進(jìn)行熔融、混煉和塑化，可替代傳統的電阻加熱方式，運用后能有效提高設備的熱效率和節電率，操作靈活方便，控制精度穩定性提高，但在化纖行業(yè)中的應用較少。

由于電阻加熱空氣干燥方式的精度較低，已逐漸無(wú)法滿(mǎn)足當前碳纖維制備的工藝發(fā)展要求。電磁感應加熱輥節能技術(shù)應用在碳纖維制備領(lǐng)域，以碳纖維表面處理時(shí)干燥環(huán)節為例，介紹了這一技術(shù)的實(shí)施及效果，使節能技術(shù)的應用得到進(jìn)一步拓展。

應用原理

電磁感應是磁通量變化產(chǎn)生感應電動(dòng)勢的現象。電磁感應加熱是在一定頻率的交流電流作用下，形成感應渦流，從而產(chǎn)生熱量，使輥體自身被加熱，迅速升溫。

實(shí)施過(guò)程

碳纖維表面處理過(guò)程主要包括電解、水洗、水洗干燥、上漿、上漿干燥等工序，目的是避免碳纖維表面吸附空氣中的水分和灰塵，提高與基體樹(shù)脂的浸潤性能，減少毛絲現象出現。實(shí)驗在碳纖維上漿后的干燥輥裝置上應用了電磁感應加熱輥，從而使電磁加熱輥升溫速度操控時(shí)能夠實(shí)現快速響應，電磁感應加熱輥裝置如下圖。

裝置采用臥式機架，熱輥分上下排布，以電機直接或齒輪形式主動(dòng)傳動(dòng)，可變頻調速，加熱輥輥同速運行。安裝后，加熱輥遠端徑向跳動(dòng)≤0.03ｍｍ，平行度≤0.02mｍ。每?jì)奢伒倪\行間歇一致，配合緊密無(wú)竄動(dòng)，壓力可調，出絲處加熱輥帶氣動(dòng)壓輥，壓緊力調節范圍為（１２０～３７０）ｋｇ。

加熱輥裝置通過(guò)電磁感應多段式控溫，采用中頻段電流，每個(gè)輥均可獨立控溫。

碳纖維表面處理用電磁感應加熱輥裝置材料為碳鋼，表面鍍鉻，主要規格參數為輥體直徑500ｍｍ，輥體幅寬1000ｍｍ，有效工作溫區800ｍｍ，設計最高溫度２００℃，輥表面溫度均勻性≤±１℃，齒輪傳動(dòng)，精度６級，無(wú)噪聲。

利用電磁感應加熱輥節能技術(shù)，對表面處理上漿后的碳纖維進(jìn)行干燥，具有控溫精確、高效節能、操作簡(jiǎn)單、安全環(huán)保等優(yōu)勢，且能夠有效保護纖維表面結構，降低含水率，利于絲束擴展，有助于碳纖維絲束與基體進(jìn)行界面復合。

碳纖維制備流程中，原料聚合成纖維后，要經(jīng)過(guò)預氧化、碳化、表面處理等過(guò)程，流程長(cháng)，涉及干燥處理的環(huán)節較多，如原絲的預干燥及上油后干燥。電磁感應加熱節能技術(shù)能提高干燥溫度的精度和效果，對纖維的結構及性能影響也較小，具有實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟意義，可以應用于碳纖維制備全流程的干燥處理。