隨著社會(huì)對(duì)碳纖維需求的迅速增加，當(dāng)前碳纖維的生產(chǎn)制備能力顯得跟不上發(fā)展，只有依靠擴(kuò)大生產(chǎn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備絕大多數(shù)采用電阻加熱方式，尤其是百噸級(jí)及以上的生產(chǎn)線。從設(shè)備角度來(lái)看，電阻加熱方式存在熱效率低、加熱不均勻、產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，因此使碳纖維的生產(chǎn)成本大大增加。

有極少數(shù)采用中頻感應(yīng)加熱方式的，也存在能耗高的問(wèn)題。要想解決以上存在的問(wèn)題就必須從生產(chǎn)工藝和設(shè)備著手，在此僅從設(shè)備角度加以探討。首先采用感應(yīng)加熱方式，其次選擇合理的工作頻率。

大家都知道能源消耗是直接影響碳纖維生產(chǎn)制備成本的*重要的因素之一，如何降低能耗？在現(xiàn)有的加熱方式下很難實(shí)現(xiàn)，只有替換現(xiàn)有的加熱方式，才能真正達(dá)到降低能耗的目的。

感應(yīng)加熱方式具有加熱均勻、升溫和降溫速度快等特點(diǎn)；采用感應(yīng)加熱方式可大大提高設(shè)備的溫度均勻性，尤其適用于大型碳纖維高溫碳化和高溫石墨化生產(chǎn)線。根據(jù)感應(yīng)加熱可快速升溫和降溫而不會(huì)對(duì)設(shè)備造成不良影響的特點(diǎn)，可省去電阻加熱方式的啟停爐過(guò)程，大大降低能耗，節(jié)約能源，首先從工藝上已可減少很大一部分能源的消耗。

由于各個(gè)生產(chǎn)廠家工藝不同，節(jié)約的能源也有所不同，但采用感應(yīng)加熱方式并選擇合理的工作頻率進(jìn)行碳纖維連續(xù)高溫碳化和石墨化工藝可減少能源消耗40%～60%。

頻率選擇多少為合理呢？目前采用的頻率為1KHz或2.5KHz，其節(jié)能效果并不十分明顯，根據(jù)感應(yīng)加熱原理及設(shè)備的強(qiáng)度考慮，選擇20KHz或更高的工作頻率比較合理。其能源消耗相比2.5KHz要減少50%以上，這是非?？陀^的，對(duì)我國(guó)的碳纖維的發(fā)展意義重大。

下面再?gòu)陌l(fā)熱體的角度看對(duì)加熱性能及能耗的影響及節(jié)能降耗。

目前碳纖維連續(xù)式高溫碳化爐及石墨化爐設(shè)備大部分采用石墨發(fā)熱體，采用石墨發(fā)熱體是有一定的局限性的，主要表現(xiàn)為發(fā)熱體體積尺寸方面，長(zhǎng)度、寬度和高度都受到石墨坯料的限制；若采用碳/碳復(fù)合材料做發(fā)熱體將能很好的解決發(fā)熱體體積尺寸受限的問(wèn)題。

采用了碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體后，隨之產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題，就是加熱效率的問(wèn)題。以目前感應(yīng)加熱方式多為中頻感應(yīng)加熱，其頻率多為1KHz或2.5KHz，隨著設(shè)備需求功率的增大，工作頻率還將逐步降低的，為了在此參數(shù)下達(dá)到一定效率，就要求發(fā)熱體的厚度必須增加，同時(shí)能耗也相應(yīng)增加了。從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，采用碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體，一般厚度為8mm～10mm（石墨材料發(fā)熱體也可以加工到此厚度），若再采用傳統(tǒng)的1KHz或2.5KHz中頻感應(yīng)加熱就非常不合理了，必須提高加熱頻率達(dá)到提高加熱效率的目的。這樣也正好與前面所說(shuō)的節(jié)能降耗措施相吻合。