路径: 主页 > GB/T > 第48页 > GB/T 44870-2024 | 标准编号 | GB/T 44870-2024 (GB/T44870-2024) | | 中文名称 | 纤维碳化生产成套装备的术语、分类及型号编制方法 | | 英文名称 | Terminology, classification and model compilation method for complete sets of equipment for fiber carbonization production | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | W90 | | 国际标准分类 | 59.120.01 | | 字数估计 | 22,211 | | 发布日期 | 2024-11-28 | | 实施日期 | 2025-06-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 44870-2024: 纤维碳化生产成套装备的术语、分类及型号编制方法
ICS 59.120.01
CCS W90
中华人民共和国国家标准
纤维碳化生产成套装备的术语、分类及
型号编制方法
2024-11-28发布
2025-06-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国纺织工业联合会提出。
本文件由全国纺织机械与附件标准化技术委员会(SAC/TC215)归口。
本文件起草单位:浙江精工集成科技股份有限公司、新创碳谷集团有限公司、威海光威精密机械有
限公司、西安富瑞达科技发展有限公司、恒天重工股份有限公司、吉林化纤集团有限责任公司、现代纺织
技术创新中心(鉴湖实验室)、浙江方正轻纺机械检测中心有限公司、浙江万利碳纤维智能装备有限公
司、湖州现代纺织机械有限公司、东华大学、中国化学纤维工业协会、中国纺织机械协会。
本文件主要起草人:侯曦、叶贺、李姝佳、吴震宇、孙国君、谈源、胡弘波、姜元虎、李瑞霞、傅建根、
周香琴、刘永华、吕佳滨、张志军、王海平、袁海萍、任捷、鲁明、乔志红、韦斌、于明兴、吕山、杨志、毛亚东、
白贤荣。
纤维碳化生产成套装备的术语、分类及
型号编制方法
1 范围
本文件界定了纤维碳化生产成套装备的术语,规定了纤维碳化生产成套装备分类及型号编制方法。
本文件适用于对聚丙烯腈纤维进行预氧化、碳化连续生产加工制成碳纤维的成套装备,其他纤维碳
化生产成套装备参照执行。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 通用
3.1.1
用于碳化生产的聚丙烯腈纤维。
[来源:GB/T 40724-2021,3.3,有修改]
3.1.2
预氧丝 pre-oxidizedfiber
原丝(3.1.1)经预氧化(3.4.4)处理后制得的纤维。
[来源:GB/T 40724-2021,3.20,有修改]
3.1.3
碳纤维 carbonfiber
预氧丝(3.1.2)经热解重组制得的碳含量超过90%(质量分数)的纤维。
[来源:GB/T 40724-2021,3.1,有修改]
3.1.4
石墨纤维 graphitefiber
碳纤维(3.1.3)经石墨化(3.4.6)处理,碳含量不低于99%(质量分数)的纤维。
[来源:GB/T 40724-2021,3.2,有修改]
3.1.5
通过预氧化(3.4.4)、低温碳化、高温碳化、石墨化(3.4.6)、表面处理(3.4.7)、水洗(3.4.8)、水洗后干
燥(3.4.9)、上浆(3.4.10)、上浆后干燥(3.4.11)、定形(3.4.12)、收丝(3.4.13)等连续多道工艺处理,将原
丝(3.1.1)加工成碳纤维(3.1.3)的过程。
注:有的碳化生产没有石墨化处理。
3.1.6
通过预氧化(3.4.4)、低温碳化、高温碳化、石墨化(3.4.6)、表面处理(3.4.7)、水洗(3.4.8)、水洗后干
燥(3.4.9)、上浆(3.4.10)、上浆后干燥(3.4.11)、定形(3.4.12)、收丝(3.4.13)等连续多道工艺处理,将原
丝(3.1.1)加工成石墨纤维(3.1.4)的过程。
3.1.7
由放丝机(3.3.1.1)、预氧化炉(3.3.2.1)、卷绕机(3.3.5.2)、驱动单元、废气处理系统(3.3.7.1)、安全
系统和监控系统等组成,用于连续生产预氧丝的装备。
3.1.8
由放丝机(3.3.1.1)、预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、表面处理机
(3.3.4.1)、水洗机(3.3.4.2)、上浆机(3.3.4.3)、干燥机(3.3.4.4)、定形机(3.3.4.5)、卷绕机(3.3.5.2)、驱动
单元、废气处理系统(3.3.7.1)、安全系统和监控系统等组成的,用于连续生产碳纤维(3.1.3)的装备。
3.1.9
由放丝机(3.3.1.1)、预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉
(3.3.3.5)、表面处理机(3.3.4.1)、水洗机(3.3.4.2)、上浆机(3.3.4.3)、干燥机(3.3.4.4)、定形机(3.3.4.5)、
卷绕机(3.3.5.2)、驱动单元、废气处理系统(3.3.7.1)、安全系统和监控系统等组成的,用于连续生产石墨
纤维(3.1.4)的装备。
3.2 性能参数
3.2.1
锭位数量 numberofspindles
以卷装方式喂入生产线的原丝丝束数量。
3.2.2
箱装数量 numberofyarnboxes
以箱装方式喂入生产线的原丝丝束数量。
3.2.3
卷装重量 spindlepackageweight
单锭原丝(3.1.1)的重量。
3.2.4
箱装重量 boxpackedyarnweight
单箱原丝(3.1.1)的重量。
3.2.5
幅宽 effectivewidth
生产线中整批丝束展平排列允许的最大宽度。
3.2.6
生产线设计的最高运转速度。
3.2.7
罗拉表面梯形槽的槽底宽度。
3.2.8
罗拉表面相邻梯形槽的中心距。
3.2.9
预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)的炉腔长度、宽
度和高度设计尺寸。
3.2.10
预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)炉腔内不同横
截面温度均匀性满足要求的最小宽度。
3.2.11
预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)炉腔内满足有
效热处理的最大长度。
3.2.12
预氧化炉(3.3.2.1)炉腔内满足有效热处理的最大高度。
3.2.13
满足原丝预氧化(3.4.4)处理要求的最高温度。
3.2.14
满足预氧丝(3.1.2)低温碳化(3.4.5)要求的最高温度。
3.2.15
满足低温碳化(3.4.5)后纤维进行高温碳化(3.4.5)要求的最高温度。
3.2.16
满足碳纤维(3.1.3)进行高温石墨化(3.4.6)要求的最高温度。
3.2.17
碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)水洗或上浆后干燥的最高温度。
3.2.18
预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)等炉腔工作区
的单区最高温度与最低温度的差值。
3.2.19
预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)等炉腔工作区
内不同位置的温度随时间的波动量。
3.2.20
常温下预氧化炉(3.3.2.1)有效工作区内循环风最大流速与最小流速的差值。
3.2.21
对碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)进行电化学法表面处理(3.4.7)的最大电流。
3.3 设备、装置和零部件
3.3.1 放丝单元
3.3.1.1
放丝机 unwindingmachine
实现放丝(3.4.1)工艺的装备。
注:包括纱锭锁定装置、箱装原丝引出装置和张力控制装置等。
3.3.1.2
集纱装置 yarnarrangingdevice
将放丝后的原丝(3.1.1)展平排列成设定幅宽的装置。
3.3.1.3
加湿站 humidifyingstation
采用浸没或超声波雾化等方式增加原丝(3.1.1)含水量的设备。
3.3.2 预氧化单元
3.3.2.1
预氧化炉 pre-oxidationfurnace
采用热风循环等方式,对原丝(3.1.1)在空气中所做的热稳定化处理的设备。
3.3.2.2
满足预氧化炉(3.3.2.1)、罗拉组运转与维护保养的操作平台。
3.3.2.3
罗拉框架 inletrolerframe
在预氧化炉(3.3.2.1)内用于安装丝束引导、折返罗拉和驱动装置的框架。
3.3.2.4
冷却罗拉 coolingroler
采用循环水冷方式降低表面温度的罗拉。
3.3.2.5
送风腔 airfeedingchamber
向预氧化炉工作区送风的装置。
注:包含风向、风量调节机构。
3.3.2.6
回风腔 airsuckingchamber
从预氧化炉工作区收集回风的装置。
3.3.2.7
预氧化炉气封装置 gassealdeviceofpre-oxidationfurnace
预氧化炉丝束进出口处的气体密封装置。
3.3.3 碳化单元
3.3.3.1
金属马弗 metalmuffle
设置在低温碳化炉(3.3.3.3)内,由金属材料制成的、具有密封和气氛调节功能的箱体结构。
3.3.3.2
石墨马弗 graphitemuffle
设置在高温碳化炉(3.3.3.4)或石墨化炉(3.3.3.5)内,以石墨为材料制成的、具有密封和气氛调节功
能的箱体结构。
3.3.3.3
采用辐射等方式加热,对预氧丝(3.1.2)进行低温碳化处理的设备。
注:包括炉体、加热元件、保温材料构件、金属马弗(3.3.3.1)、碳化炉气封装置(3.3.3.6)、保护气体采样管路(3.3.3.7)、
保护气体系统(3.3.3.8)、冷却水循环系统(3.3.3.10)和控制系统等。
3.3.3.4
采用辐射等方式加热,对纤维进行高温碳化处理的设备。
注:包括炉体、加热元件、保温材料构件、石墨马弗(3.3.3.2)、碳化炉气封装置(3.3.3.6)、保护气体采样管路(3.3.3.7)、
保护气体系统(3.3.3.8)、加热供电系统(3.3.3.9)、冷却水循环系统(3.3.3.10)和控制系统等。
3.3.3.5
采用辐射或感应等方式加热,对碳纤维(3.1.3)进行石墨化处理的设备。
注:包括炉体、加热元件或感应器、保温材料构件、石墨马弗(3.3.3.2)、碳化炉气封装置(3.3.3.6)、保护气体采样管路
(3.3.3.7)、保护气体系统(3.3.3.8)、加热供电系统(3.3.3.9)、冷却水循环系统(3.3.3.10)和控制系统等。
3.3.3.6
设置于低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)或石墨化炉(3.3.3.5)丝束进出口的气体密封
装置。
3.3.3.7
对低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)或石墨化炉(3.3.3.5)的保护气体进行采样的管路
系统。
3.3.3.8
保护气体系统 protectivegassystem
低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)或石墨化炉(3.3.3.5)中供给高纯度惰性气体的供气
系统。
3.3.3.9
用于高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)加热的供电系统。
3.3.3.10
低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)及石墨化炉(3.3.3.5)使用的循环给水系统。
注:分为单回路循环给水系统或双回路循环给水系统。
3.3.4 后处理单元
3.3.4.1
采用电化学法、化学法等对碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)表面进行改性处理的设备。
3.3.4.2
水洗机 washingmachine
采用喷淋、浸渍等方法对经表面处理后的碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)进行清洗的设备。
3.3.4.3
上浆机 sizingmachine
碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)表面上浆及含浆量控制的设备。
3.3.4.4
干燥机 dryingmachine
对水洗或上浆后碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)进行干燥的设备。
注:分为接触式或非接触式。
3.3.4.5
定形机 settingmachine
采用热辊接触加热的方式,对上浆后干燥碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)的丝束宽度定形的
设备。
3.3.5 卷绕单元
3.3.5.1
分丝架 splittingframe
保持碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)各丝束分离并排布均匀的装置。
3.3.5.2
卷绕机 windingmachine
将碳纤维(3.1.3)或石墨纤维(3.1.4)丝束卷绕到筒管上,控制卷绕成形的设备。
3.3.6 驱动单元
3.3.6.1
驱动装置 drivingdevice
输送丝束的装置。
注:分为立式、卧式或其组合式。
3.3.6.2
监测丝束张力值的装置。
3.3.6.3
气动执行装置 pneumaticactuator
实现机构驱动、压辊加压、筒管轴胀紧和张力调节等的装置。
3.3.7 废气处理系统
3.3.7.1
将预氧化(3.4.4)、低温碳化(3.4.5)、高温碳化(3.4.5)过程中产生的废气进行处理并达到排放标准
的系统。
注:包括集气罩、废气管道、伴热系统、焚烧炉、吹灰装置、过滤装置、余热回收装置、烟道、碱洗塔和结构平台等。
3.3.8 安全系统
3.3.8.1
预氧化炉(3.3.2.1)、低温碳化炉(3.3.3.3)、高温碳化炉(3.3.3.4)、石墨化炉(3.3.3.5)内气体压力监
测与报警系统。
3.3.8.2
水喷淋喷雾系统 sprayingsystem
预氧化炉(3.3.2.1)内的灭火、降温应急系统。
3.3.8.3
应急系统 emergencysystem
在断电状态下,维持冷却水、强排风等正常运行的备用供电系统。
3.3.8.4
空气中氰化物浓度超标的报警系统。
3.3.9 监控系统
3.3.9.1
总控系统 mastercontrolsystem
监测、控制和管理生产线运行的系统。
3.3.9.2
监测、控制各驱动单元运转速度的系统。
3.3.9.3
监测、控制生产线各温控区工作温度的系统。
3.4 工艺过程
3.4.1
放丝 unwinding
将原丝(3.1.1)以均匀张力从纱锭上退绕或纱箱中牵引出来的过程。
3.4.2
集纱 yarnarranging
将放丝后的原丝(3.1.1)展平排列成设定幅宽的过程。
3.4.3
加湿 humidification
采用浸没或超声波雾化等方式增加原丝含水量的过程。
3.4.4
预氧化 pre-oxidation
碳化前,对原丝(3.1.1)在空气中所做的热稳定化处理过程。
[来源:GB/T 40724-2021,3.19,有修改]
3.4.5
碳化 carbonization
在惰性气氛中将预氧丝(3.1.2)转化为碳纤维(3.1.3)的热处理过程。
注:通常包括低温碳化和高温碳化,在惰性气氛中400℃~1000℃ 的热处理过程为低温碳化,在惰性气氛中1000℃~
1800℃ 的热处理过程为高温碳化。
[来源:GB/T 40724-2021,3.22]
3.4.6
石墨化 graphitization
碳纤维(3.1.3)在惰性气氛中以更高温度所做的热处理,形成石墨晶体结构的过程。
注:通常石墨化处理温度在1900℃以上。
[来源:GB/T 40724-2021,3.23,有修改]
3.4.7
表面处理 surfacetreatment
通过电化学法、化学法等对碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)表面进行改性处理的过程。
3.4.8
水洗 washing
采用喷淋、浸渍等方法清洗表面处理(3.4.7)后的碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)的过程。
3.4.9
水洗后干燥 dryingafterwashing
水洗后控制碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)含水率的过程。
3.4.10
上浆 sizing
在碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)表面施加上浆剂,控制上浆量的过程。
[来源:GB/T 40724-2021,3.24,有修改]
3.4.11
上浆后干燥 dryingaftersizing
上浆后控制碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)表面含水率的过程。
3.4.12
定形 setting
上浆后碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)丝束固宽和表面增亮的过程。
3.4.13
收丝 windingfilament
将碳纤维(3.1.3)、石墨纤维(3.1.4)丝束卷绕到筒管上,控制卷绕成形的过程。
4 分类
4.1 纤维碳化生产成套装备分类
名称、分类号及主要组成见表1。
表1 名称、分类号及主要组成
序 号 名称 分类号 主要组成
1 预氧丝生产成套装备 FO
放丝机、预氧化炉、卷绕机、驱动单元、废气处理系统、安全系统和监
控系统等
2 碳纤维生产成套装备 FC
放丝机、预氧化炉、低温碳化炉、高温碳化炉、表面处理机、水洗机、
上浆机、干燥机、定形机、卷绕机、驱动单元、废气处理系统、安全系
统和监控系统等
3 石墨纤维生产成套装备 FG
放丝机、预氧化炉、低温碳化炉、高温碳化炉、石墨化炉、表面处理
机、水洗机、上浆机、干燥机、定形机、卷绕机、驱动单元、废气处理系
统、安全系统和监控系统等
4.2 主要单元机代号及主参数
设备名称、设备代号及主参数见表2。
表2 设备名称、设备代号及主参数
序 号 设备名称 设备代号 主参数
1 放丝机 UM 锭位数量(锭)、卷装或箱装质量/kg
2 加湿站 HS 加湿量/(t/h)
3 预氧化炉 PF
4 低温碳化炉 LF
5 高温碳化炉 HF
6 石墨化炉 GF
幅宽/mm
7 表面处理机 ST
8 水洗机 WM
9 干燥机 DM
10 上浆机 SI
11 定形机 SE
幅宽/mm
12 卷绕机 WM 锭位数量(锭)、卷装质量/kg
13 驱动装置 DU 幅宽/mm
14 废气处理系统 WG 废气处理量(标准状态下)/(m3/h)
5 型号编制方法
5.1 产品型号的组成
5.1.1 总体要求
成套装备的产品型号应由企业代号、分类号和编号组成。单元机的产品型号应由企业代号、分类
号、设备代号和编号组成。
5.1.2 企业代号
应由企业规定的名称或代号表示。
5.1.3 分类号
企业可根据需要选用某种类型的分类号,应从表1中选取。
5.1.4 设备代号
企业可根据需要选用某种设备代号,应从表2中选取。
5.1.5 编号
可采用设备主参数、代码等。
5.2 编制方法
5.2.1 成套装备产品型号编制方法
成套装备产品型号见图1。
□-□-△
企业代号
分类号
编号
图1 成套装备产品型号
注1:“△”为阿拉伯数字;“□”为大写英文字母。
注2:如有其他要求,由供需双方协商确定。
示例:JG-FC-3000,表示:JG---企业代号;FC---分类号,代表碳纤维生产成套装备;3000---编号。
5.2.2 单元机产品型号编制方法
单元机产品型号见图2。
□-□-□-△
企业代号
分类号
设备代号
编号
图2 单元机产品型号
注1:“△”为阿拉伯数字;“□”为大写英文字母。
注2:如有其他要求,由供需双方协商确定。
示例:JG-FC-LF-1000,表示:JG---企业代号;FC---分类号,代表碳纤维生产成套装备;LF---代号,代表低温碳
化炉;1000---编号。
参 考 文 献
[1] GB/T 40724-2021 碳纤维及其复合材料术语
索 引
汉语拼音索引
保护气体采样管路 3.3.3.7
保护气体系统 3.3.3.8
表面处理 3.4.7
表面处理机 3.3.4.1
表面处理机设计电流 3.2.21
成套装备机械速度 3.2.6
低温碳化炉 3.3.3.3
低温碳化炉设计温度 3.2.14
定形 3.4.12
定形机 3.3.4.5
锭位数量 3.2.1
放丝 3.4.1
放丝机 3.3.1.1
废气处理系统 3.3.7.1
分丝架 3.3.5.1
幅宽 3.2.5
干燥机 3.3.4.4
干燥机设计温度 3.2.17
高温碳化炉 3.3.3.4
高温碳化炉设计温度 3.2.15
回风腔 3.3.2.6
集纱 3.4.2
集纱装置 3.3.1.2
加热供电系统 3.3.3.9
加湿 3.4.3
加湿站 3.3.1.3
金属马弗 3.3.3.1
卷绕机 3.3.5.2
卷装重量 3.2.3
冷却罗拉 3.3.2.4
冷却水循环系统 3.3.3.10
炉内温度稳定度 3.2.19
炉腔单区温度均匀度 3.2.18
炉腔工作区尺寸 3.2.9
炉腔有效宽度 3.2.10
炉腔有效长度 3.2.11
罗拉框架 3.3.2.3
气动执行装置 3.3.6.3
气体压力监测系统 3.3.8.1
氰化物气体报警系统 3.3.8.4
驱动装置 3.3.6.1
上浆 3.4.10
上浆后干燥 3.4.11
上浆机 3.3.4.3
生产线速度监控系统 3.3.9.2
石墨化 3.4.6
石墨化炉 3.3.3.5
石墨化炉设计温度 3.2.16
石墨化生产 3.1.......
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