中
国是工业丝产能大国，工业丝是化纤产品中重要的组成部分。当前，工业丝的生产规模进入平稳期，国内的大部分生产企业以替换旧产能、提高生产效率，数字化、智能化为主要的发展方式，以推动产业的进一步革新。
在化纤产业提质增效的过程中，智能化装备起到了关键性作用。通用技术北京中纺精业机电设备有限公司（以下简称“中纺精业”）隶属于中国通用技术集团全资子公司通用技术新材，历经30余年发展，中纺精业在国内化纤纺丝热牵伸辊领域独树一帜，已成为这一领域的龙头企业。不久前，公司的“工业丝智能热辊技术开发”项目被授予第十届“中国十大纺织科技·产业推动奖”，项目的实施有效提升了智能制造关键技术水平，对于国产化纤行业的产业升级意义重大。
01
提升国产工业丝装备“智造”实力
近年来，经过多年的快速增长，工业丝的产能由继续大幅度扩张的趋势迅速下降，产业的变革向生产效率要答案，也对设备提出了新的要求。目前，化学纤维制造工厂新建项目快速向自动化、数字化方向发展，且对产品品质的要求不断提升。急需开发装备新型温控及无线智能管理的工业丝热辊成套设备，上位机控制系统需要结合智能化、网络化技术，通过接口与分析中心进行数据交互，通过无线技术实现远程监控管理，提供生产现场平板电脑工艺监控，实现对生产流程的调整和优化。
“由于国内外在高模低缩涤纶工业丝热辊技术上差距较大，国内暂时没有热辊产品在高模低缩涤纶工业丝生产线上使用，如果中纺精业在高模低缩高速热辊技术上取得突破，必将打破国外公司在高模低缩热牵伸辊设备上的技术垄断地位，并将填补国内在该领域产品的空白。”中纺精业总经理薛学表示，目前，中纺精业研制RGJ-60等系列工业丝热辊，通过加快科研成果转化，不断缩小同国外先进技术产品的差距，不仅达到了提高产品市场的竞争力、扩大市场占有率的目的，也降低了国内涤纶工业丝生产厂家对进口设备的依赖。
中纺精业前身是中纺院热辊研制小组，承担了“七五”国家重点科技攻关“涤纶长丝超高速纺丝工艺与设备”项目中“涤纶服用长丝超高速纺牵联合工艺与设备”的关键部件热辊开发。1991年，热辊项目开发组由原单位独立成立热辊技术开发中心。2001年，中纺精业成立，投入产业化生产经营。历经多年工程实践，中纺精业现已建立了多种热能传导模型、高效均温策略，适用于多种工业领域，具备年产3000套设备的能力。目前，产品已覆盖化纤纺丝热辊、碳纤维纺丝用热辊、芳纶纺丝用热辊、特种纺丝用热辊等多个领域。
02
解决“双高”难点 支撑产业发展
一项技术的突破既需要有大胆的创新精神，又要有严肃的科学态度，为取得最终的成功，需对各项实验参数反复进行变化测试，测试的项目需要长时间和大数据的高强度检验，同时也要在工作中不断研究总结，发现问题、解决问题。薛学表示，高模低缩涤纶工业丝热辊的关键技术和难点在于“高速”“高温”两方面，高速的解决方案第一步要先进行理论设计，包括整个热辊的整体结构。第二步是根据设计进行理论仿真，观察根据设计进行仿真后是否能够实现预期效果。第三步是确定加工方法，要综合考虑加工的难度和实现，加工周期、成本等。第四步要确保加工精度，因为要保证热辊长期在高速高温的状态下平稳运行，一定要确保加工的精度。
在高温方面，热辊工作温度最高达到260度，普通的工业丝一般在240度左右。加热器要使辊加热到260度，加热器本身的温度会更高，需要通过结构上的设计保证加热器的散热，此外还有轴承方面的散热，因此也要通过合理的结构设计，保证热辊长期工作在260度高温的情况下，轴承部分的散热处理。
解决了“高速”“高温”难题，设备运行的稳定性就有了保证，同时，还需要对多级数据进行有效控制，才能真正实现设备的数字化链接与分级管理。“工业丝智能热辊技术开发”项目创新研发了基于神经网络专家PID智能控制算法的热辊温度控制系统，系统稳定性强，动态响应快；开发了具有无线数据连接、多级数据互联的纺丝监控系统，具有精确报警、用户分级管理、工艺库管理、生产报表统计等功能，实现了纺丝系统数字化与智能化；此外，项目还研发了高模低缩工业丝热辊系列产品，热辊设计了高效油冷却系统及辅助冷却结构，有效降低轴承温度，设计了独特的加热器散热结构，保证了热辊高温高速稳定运行；通过电机磁场正弦化设计、定子低谐波绕组设计、转子槽形优化，提高了电机效率；形成了整体高精度高性能智能热辊制备技术，有效提高了设备运行的稳定性和可靠性。从市场应用前景来看，该项目进一步提升了我国热辊机电一体化设备的先进技术水平，截至目前已批量推广3300套工业丝智能热辊，未来还有望取得更为显著的社会和经济效益。
03
链接创新生态 给出“中国方案”
当前，中国纺织业整体形式仍旧严峻，行业因受到市场需求疲软、原料成本高位等因素叠加影响，经济运行压力显著。尽管挑战重重，但随着国家扩内需等政策的出台，以及消费者对国潮品牌的认可度提升，纺织服装行业有望回暖，实现高质量发展。在薛学看来，以智能制造、数字化设计的科技创新将成为纺织企业的核心驱动力，推动行业转型升级，而数字化转型将成为众多纺织企业的必然选择，激发行业创新活力。
致力于为中国化纤制造产业提供装备保证。经过36年沉淀积累，中纺精业建立了完整的研发生态体系，公司技术储备超前3年以上，逐步转化的高新技术成果丰富了热辊产品体系，以国家战略为牵引，不断释放动能与活力，充分发挥热牵伸辊的产业支撑作用，努力打造“中纺精业品牌”热牵伸辊公共服务平台。
在研发方面，公司以热辊业务为核心，对标世界一流，坚持把主营业务做精做强做大的同时，加大数字化、智能化转型力度，致力于热辊及其配套产品的技术创新、性能完善、工艺改进和质量提升。作为国内首家研制并具有自主知识产权的热辊成套设备供应商，公司具有专业的高水平的研发团队，技术水平已在本领域达到国际先进水平，行业内口碑良好，产品的市场认可度高。在“工业丝智能热辊技术开发”项目的研发过程中，公司匹配了项目技术领域的专业人才和技术优势人员，组成的研发团队有20多年专业开发与制造热辊的基础，了解该项领域内先进技术发展的趋势，熟悉国内碳纤维设备厂商对热辊的需求情况。
在市场拓展方面，公司积极对接国内外化纤企业、高校，深入到不同的行业探索，发现更多热牵伸辊的优势应用。把先行先试的成果转化为可以复制推广的好经验，根据深耕化纤领域的经验，实现全过程的创新生态链接，参与国际竞争，在全球化纤装备制造产业中，中纺精业正在发出有效的中国声音，形成中国方案。
文丨本刊记者 赵颖
微信公众号ID丨fzkxyj
