四元体组合式固化炉在铝材电泳涂装中的应用

张智   王京

（长春安特涂装技术工程有限公司）

摘  要：本文介绍了自主开发的，专门用于铝材电泳涂装的四元体组合式固化炉。它参照了国外同类产品上开门结构，结合汽车涂装固化炉四元体集合净化技术，具有升温快、热效率高、保温效果好；炉内洁净度高，涂装产品外观好；设备紧凑，操作简单等优点。产品经十多年市场使用证明，非常适合年产6000吨左右中小型铝材电泳涂装线使用,具有较高的性价比。

关键词：固化炉，四元体，铝材电泳涂装。

Application of Four-units combined oven in Aluminium profite ED coating 

Zhangzhi   Wangjing

（Ante Coating Technology& Engineering（Changchun）lnc.）

Abstract:  Self-developed, specifically for ED coating aluminum composite curing oven tetramers are described in this paper. It refers to the door structure of similar foreign products, combined with automotive paint curing oven tetramers collection purification technology, with the advantages of fast heating, high thermal efficiency, excellent thermal insulation effect, clean furnace, outstanding coating appearance of the product, compact equipment and simple operational approach. After the certificate of using the product by the market for more than ten years, it is very suitable for small and medium annual output of 6,000 tons of aluminum profite ED coating line, with a high cost performance. 

Keywords: oven, four-units, aluminum profit ED coating.

引  言：

    随着我国工业的快速发展，铝型材的应用也越来越广，同时对铝型材的耐腐蚀性和装饰性要求也越来越高。采用电泳涂装工艺，为铝型材提供最后一层保护性和装饰性涂膜的方法得到广泛应用。

    在电泳涂装工艺中，涂膜的固化是靠固化炉完成的。涂膜外观、硬度、尤其耐腐蚀性能等各项指标是否满足要求，取决于涂膜的固化程度是否合格。因此，固化炉在电泳涂装工艺中是非常重要关键的设备。

    本文介绍一种自主开发的四元体组合式铝材电泳固化炉。

1  四元体组合式固化炉简介

1.1  电泳固化炉分类

1.1.1 按固化炉形状分类：

可分为连续通过式和间歇式两种。

A.  连续通过式固化炉是指电泳涂装后的工件经机械化输链设备（悬挂输送链等）于一定速度通过固化炉，固化炉的大小由工件外形尺寸和固化时间、输送链速来决定。连续通过式固化炉适合大批量 流水线生产作业，自动化程度高

B．  间歇式固化炉是指电泳涂装后的工件，按一定数量组成一组由机械化设备将成组工件放入固化炉中进行固化。其固化炉的大小则取决于工件外形尺寸和生产节拍。间歇式固化炉适合多品种、小批量非流水线作业。

1.1.2  按固化炉用热源分类：

A.  电加热（电阻带，远红外，高红外等）型

B.  气体燃料（煤气，天燃气，液化气等）型

C.  液体燃料（柴油，煤油等）型 

D.  导热油载体（原煤等燃料）型

1.1.3  按加热方式分类：

A.  对流式固化炉

   经热源加热后的高温气体在固化炉内对流循环，加热被涂物。使被涂物表面涂层固化。对流式固化炉还可分为直接燃烧加热型和经换热器换热间接加热型两种。

B.  辐射式固化炉

    靠电辐射，远红外（高红外）线光波辐射，紫外线光波辐射等对被涂物辐射加热，使其表面涂层固化（或通过光化学反应固化）。

C.  辐射＋对流式固化炉

    以上两种方式的有机组合。

1.2  四元体组合式固化炉组成及特点

1.2.1  四元体组合式固化炉的组成

   设备由四元体供热装置、室体、热风循环管路，以及气动、温控、电控部分组成

（参见图一、四元体组合式固化炉功能示意图）。

图一、四元体组合式固化炉功能示意图

A.  四元体供热装置

    借用国外汽车涂装固化炉技术，将燃烧加热（油，燃气）室，换热器，高温空气过滤器和风机四部分有效组合成做一个整体，减少了管路连接，提高了热效率。燃烧器选用意大利或德国产品，安全、可靠；换热器为不锈钢薄板结构，升温速度快、热惯性小、传热系数高；风机采用整体耐高温设计，嵌入式叶轮结构，将电机与高温气体完全隔离，进口轴承噪声低于85db。

B.  室体

    室体内壁板采用镀锌板连续焊接而成。焊缝采用气体保护铜焊接。不损坏镀锌层。在高温差中不变形、开裂，且内壁表面平整、光滑，可有效防止积尘，并便于擦拭、清洁。外壁板采用瓦楞压型板，与室体骨架采用T型连接。骨架上开有散热孔，减少了热桥效应，避免过多热量损失。保温层厚度150mm，炉体外板温度不高于环境温度5℃。室体上盖采用气动对开门，开、关门迅速，减少热量散失。

C.  热风循环管路

    本固化炉采用下送风，上吸风循环加热方式。室体内风管按此合理布置，温度分布均匀。由于循环风每次都经过高温高效过滤器，可去除5μ以上的灰尘颗粒，确保了送入室体内的热风洁净。

D.  气动，温控，电控部分

    气动控制系统主要用于室体上盖的开、关。温控、电控系统主要控制固化炉内温度恒温。当炉内温度达到工艺值时，自动计时。达到工艺时间后，报警器鸣叫，提示操作者人工将已固化后的工件移出固化炉。室体内各区温度和固化计时时间有仪表显示。

1.2.2  四元体组合式固化炉的特点

   本设备参考了进口同类产品部分技术,结合了汽车电泳涂装固化炉的集合净化技术而成.具有如下特点:

A.  气动上开门结构

    固化炉室体分成若干个内腔,每个内腔(可放置两挂要固化的工件)有一对上开门,由气缸驱动门的开关,开、关门迅速，热量散失小。

B.  四元体集合技术

    将燃烧加热室、换热器、高温高效过滤器、风机组合成一体，减少了热量损失、提高了热效率，同时 减少占地面积。

C.  高温热循环风净化过滤

    四元体内置高温高效过滤器，间接加热换热器，每次送入固化炉内的热风都经过高温

高效过滤器净化，去除5μ以上的颗粒物。电泳铝材涂膜外观鲜映性可达到轿车面漆等级。

2  四元体固化炉的应用

    四元体组合式固化炉专为铝材间歇式电泳涂装线设计，是间歇型热风循环电泳涂装固化炉。加热源为燃油（气），采用间接换热方式，且热风经过高温、高效过滤器过滤，过滤等级达到5μ。确保电泳涂层外观无颗粒物附着。

2.1  四元体固化炉的规格选型

2.1.1  根据用户热源情况，选择燃油（气）进口燃烧机（其他热源可专门设计）。

2.1.2  根据电泳线的生产量、被涂件的形状尺寸来选择固化炉室体的规格。（室体设若干个

    腔体，每对上开门为一个腔体，其内可放置两挂被涂件，依据生产节拍确定腔体个数，由此得出固化炉室体外形规格尺寸）

2.1.3  再根据热平衡计算确定四元体中燃烧机、风机和换热器、过滤器面积的规格。

2.1.4  根据平面布置确定固化炉室体和四元体位置，其中四元体可放置车间外与室体隔开

    通过风管连接（二者距离越近越好），这样对电泳车间室内洁净有利。

    例如:        年产6000吨电泳铝材生产线，两班制生产，四元体固化炉所选主要规格如下：

    室体:        7700（L)×5975（Ｂ）×3300（H)mm（内设四腔）

    风机风量：     45000M³／Hr

    燃烧机耗油量：  40Kg/Hr

2.2  四元体固化炉的操作步骤

2.2.1  开机前检查燃油（气）储量是否满足生产要求。

2.2.2  检查上盖气动开、关门系统是否正常。

2.2.3  启动点火开关。（注意：按下开关风机先启动，延时后点火，二者有联锁关系。相反，关机时，风机延后停机。确保换热器不过热损坏）

2.2.4  炉室体内温度达到工艺值时（蜂鸣器，显式仪表）。依次将被涂件用行车和专用挂具吊入固化炉内，进行涂层固化。

2.2.5  达到工艺要求（固化温度，时间）后，固化炉进行保温状态，同时定时器将鸣叫，提示操作者将固化后被涂件移出固化炉。

2.3  四元体组合式固化炉升温曲线

    四元体固化炉具有升温快、炉内温度分布均匀等优点。图二为四元体固化炉现场调试实测的炉内均布6点升温曲线。

图二、四元体组合式固化炉升温曲线图

2.4  四元体固化炉使用中的注意事项

2.4.1  高温高效过滤器中的滤袋视堵塞情况（进出风压差计）要及时更换。

2.4.2  固化炉内壁要定期清理（最少三个月一次）。

2.4.3  固化炉内温度要严格控制在工艺范围内，完成烘干固化时间的被涂件必须及时从固化炉内移出，避免过烘干。

2.4.4  四元体内的风机要定期检修，维护。

2.4.5  建议每月对固化炉每区温度实测校对一次。出现异常及时调整，确保每区温度均匀。

3.  结论

    2000年以前，国内中小型铝材电泳涂装线固化炉一般采用的都是链条或齿轮传动平移上开门结构，热风循环采用直接燃烧送风方式（无高温高效过滤器）。这种固化炉存在着开关门时间长、热损失大、炉内温度不均匀，且因无送风过滤系统，导致炉内灰尘颗粒无法去除，影响涂膜外观质量等弊病。

    我公司开发的四元体组合式电泳涂装固化炉，于2000年3月首次在浙江湖州某铝业公司投入使用。十多年来除必要的耗材（滤袋）需要定期更换外，其它部件没有大的维护和更换。产品安全稳定，可靠性高，涂装产品外观质量好，深得用户满意。之后，在国内多条铝材电泳涂装线上得到推广应用。我们认为，在年产6000吨左右的铝材电泳涂装线上，采用四元体组合式固化炉，具有较高的性价比，不失为一种理想的选择。