Типы печей полимеризации

Автор: Крис Болдвин – Инженер-термист компании Bronx International

Следующие типы печей сушки покрытия отлично зарекомендовали себя на ли- ниях окрашивания рулонно- го металла:-

• Индукционные печи
• Флотационные конвекционные печи
• Катенарные конвекционные печи
• Катенарные инфракрасные печи

Индукционные печи успешно используются для сушки покрытия, но не очень распространены. Чаще всего, при наличии какой-то конкретной причины, например, необходима экономия места в цехе, или в данном регионе электричество дешевле, чем газ, или газ не подведен к цеху.

Флотационные конвекционные печи — это печи, которые используют мощные воздушные форсунки, с помощью которых обеспечивается достаточный поток горячего воздуха, чтобы одновременно осуществить доступ горячего воздуха к полосе и поддержать полосу в печи на нужном уровне.
Флотационные печи не требуют натяжения полосы и обеспечивают проход полосы без провисания, поэтому они меньше по высоте, что особенно важно на высокоскоростных линиях с длинными печами.
Использование мощных воздушных форсунок также помогает поддерживать полосу, поэтому такие печи обычно короче, чем катенарные конвекционные печи.
Однако, из-за того, что расстояние между форсунками и полосой невелико, доступ для повторной заправки полосы ограничен, и хотя воздушные форсунки обеспечивают подачу горячего воздуха, иногда качество покрытия рулонного металла не полностью соответствует высоким стандартам.

В катенарных конвекционных печах используются внешние станции натяжения с обоих концов печи для того, чтобы обеспечить натяжение полосы при прохождении через печь.
Натяжение контролируется путем предварительно определенного уровня провисания полосы в печи.
Так как полоса поддерживается снаружи печи, воздушные форсунки в катенарных конвекционных печах выполняют только одну функцию — обеспечить поток горячего воздуха для сушки покрытия полосы.
Это позволяет изменять мощность потока воздуха и добиваться более стабильного качества покрытия полосы.
Хотя как в флотационных, так и в катенарных конвекционных печах для нагрева может использоваться электричество, минеральное масло или газ, обычно на непрерывных линиях окрашивания используется природный или сжиженный (углеводородный или природный) газ. Нагрев с помощью газа может быть непосредственным и косвенным.
Обычно непосредственный нагрев с помощью газа вызывает опасения, особенно при производстве продукции высокого качества для бытовой техники, но современные разработки доказали, что такой вид нагрева может использоваться для полосы с покрытием самого высокого качества.
Также необходимо отметить, что, если необходимо, печи для сушки покрытия могут быть вертикальными, но это не распространено из- за дополнительных расходов на опорные конструкции и требований по высоте здания для цеха.
Внедрение инфракрасных печей, которые используют короткие волны, активно и успешно происходит на линиях для окрашивания рулонного металла.
Сушка покрытия в инфракрасных печах за очень короткое время (3 с) была достигнута в лабораторных условиях, но в производственных условиях в печах должны быть установлены зональные перегородки между ИК-излучателями, и это увеличивает время, необходимое для сушки в печи. Оно составляет обычно от 9 до 11 с (для покрытий на основе полиэфира).
Так же, как и конвекционные печи, инфракрасные печи могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. Однако из-за того, что ИК-печи обычно вдвое короче, чем подобные конвекционные, и не содержат массивных отделений для горелок, ИК-печи чаще всего устанавливают как составную часть линии цинкования, если есть ограничения по длине цеха.
Другое преимущество ИК-печей в том, что процесс нагрева начинается и заканчивается практически мгновенно.
По этой причине ИК- печи очень популярны на стоп/старт линиях окрашивания.
Однако требования по подводу электричества могут быть достаточно внушительными, если требуется высокоскоростная линия, это отражается на стоимости производства.
Также при использовании ИК-печей нет возможности возвращать тепло из дожигателя обратно в печь, чтобы сократить потребление при производстве, поэтому необходимо использование наиболее технологичной системы дожигания, такого как регенеративный (если только нет другой потребности в использовании горячего воздуха – например, для сети прямого обогрева или обогрева цеха, парогенератора), тогда рекуперативная система будет также преимуществом.
Также до того, как принять решение об установке ИК-печей, мы рекомендуем связаться с производителями ЛКМ, чтобы убедиться, что выбранные ЛКМ могут быть высушены в ИК-печах. Обычно для ЛКМ требуется усовершенствованная формула или некоторые покрытия могут быть высушены только в конвекционных печах.
В целом ИК-печи устанавливают, когда ограничено место в цехе, нет подвода газа и при малой скорости линии либо на линиях стоп/старт. При скоростях линии выше, чем 40 м/мин рекомендуется использование газовых печей.
Нужно отметить, что ведутся разработки по созданию и внедрению газовых ИК- печей, но в данный момент подобные печи в основном используются для ЛКМ на водной основе, а не на основе растворителя.
Посте того, как определен тип термического дожигания и тип печей, следующим шагом является выбор размера камеры окрашивания.
Когда она проектируется, учитываются требования по охране труда и требования по ПДК веществ в рабочей зоне, чтобы разработать соответствующую вентиляционную систему.
Как правило, вентиляция камеры окрашивания должна обеспечивать 60-кратную смену воздуха, это может привести к требованию увеличения мощности дожигателя.
Опытные поставщики линий окрашивания используют специальные методы, которые ограничивают количество воздуха, который требуется для дожигания.
Когда 3 главных компонента термической системы линии окрашивания определены: печи, дожигатель и камера окрашивания, схематическая диаграмма работы может быть создана, и соединительные вытяжные дымоходы и главный дымоход спроектированы.
Воздух, насыщенный парами, должен отводиться изпечи, чтобы концентрация паров растворителя всегда была ниже 25% от верхнего взрывоопасного предела (ВВП) растворителя, то есть соотношение безопасности 4:1. Если установлен датчик отслеживания концентрации паров, то концентрация может быть 50% от ВВП (соотношение безопасности 2:1).
Дополнительная система теплообмена может быть использована для утилизации тепла, например, для секции очистки на линии окрашивания или обогрева цеха.
Разработки в области термических систем для валкового окрашивания продолжаются и далеки от завершения, все изменения в технологии производства учитываются инженерами-термистами.

Дисклеймер: данная статья носит информативный характер, за получением технических деталей обращайтесь к нашим технологам.

Загрузить статью: Термические системы на линиях окрашивания