文档烘干炉教材

烘干炉部分编制审核日期烘干炉培训教材第一部分通用知识一涂料的成膜概述固化（干燥，又称烘干热固化）是工业涂装工艺的三大基本工序之一。干燥、固化、烘干的区别：干燥：在日常生活中使潮湿的东西变成干燥的东西的过程称为干燥，即将水分，靠溶剂物理作用挥发掉，使物件变干（如涂装前处理和湿打磨后的干燥工序）。涂覆在被涂物上的涂料由液态（或粉末状）变成无定形的固态薄膜的过程，即涂料的成膜过程，称为涂料的固化较科学，概念较全面。因涂料的成膜过程较复杂，有物理作用和化学作用，有的必须在高温下（烘干）才能固化，再加之粉末涂料的成膜不是由液态变固态。提高物体和空气的温度，以加速干燥（或固化）的速度，即在高温下进行干燥和固化的过程称为烘干。涂料成膜过程涂料由液态（或粉末状）变成固态，在被涂物表面上形成薄膜的过程称为涂料成膜过程。根据涂料的成膜过程不同，汽车常用涂料可分为热塑性和热固性两大类：热塑性涂料的成膜过程液态溶剂型是靠溶剂挥发，故又称为挥发型涂料；无溶剂或粉末热塑性涂料是靠熔融，所形成的涂膜能被溶剂再融解或受热再融化。其成膜过程是物理作用，无化学转化作用。属于这一类型的汽车涂料有硝基漆、热塑性丙烯酸树脂涂料、热塑性粉末涂料和PVC型车底涂料及密封胶等。热固性涂料的成膜过程除溶剂挥发和熔融等物理作用外，主要靠缩合、氧化聚合、聚合等化学作用。通过化学反应使液态的或熔融的低分子树脂转化为固态的网状结构的高分子化合物，所形成的涂膜不能再被溶剂融解，受热也不能再融化，只能焦化分解。这一类型的涂料已是汽车制造用涂料的主流；如电泳涂料和水性涂料、热固性丙烯酸树脂涂料和热固性粉末涂料等。随涂料的成膜温度不同，涂料又可分为自干型和烘烤型。自干型系指在常温条件下能自然干燥成膜的涂料，有时为加速溶剂挥发，缩短干燥时间，可在80℃以下进行热烘干室由烘干室实体、烘干室两端的进、出口端壳体、热传递系统、电控和测温记录系统等组成。烘干室实体（俗称通道）它是烘干室的保温壳体。在静力学方面应有自行装载的功能，能装载输送系统和通风管路；在热力学方面应有良好的热绝缘，没有“热桥”，内墙壁的气密性好；便于维修与清理能进行快速、清洁地安装；具有可膨胀性。烘干室实体一般是镶板式结构，德国杜尔公司设计的烘干室，是在工厂焊接成6m或9m长的实体模段，再运往现场焊接成烘干室实体（可任意数量进行组合），这种结构能确保上述性能，并优于镶板式结构，尤其是气密封和热绝缘性能达到十分理想的状态。烘干室两端的进、出口端壳体由于烘干室有效空间的气温高于外界和周围设备的温度，如果没有特别的防护措施，大量的热空气和蒸汽将会散发出来，并有冷空气的侵入。在烘干室两端进、出口出采用的保护装置有以下三种形式：设置上下升降或左右开的炉门（仅适用于间歇式烘干作业）。设置斜式进、出口端（桥式烘干室）或垂直升降式进、出口端（“∏”字型烘干室），使烘干室底面高于进、出口的上缘，利用热空气比冷空气轻来隔热。在烘干室进、出口端设置风幕间隔区段。热传递系统在汽车制造业中，绝大部分涂装用烘干室装备有辐射加热和对流加热系统两种。辐射热传递是采用直接加热的辐射元件（有电加热辐射元件和烟道气加热的辐射板），通常设置在烘干室的加热升温区，尤其在烘干中涂、面漆场合，在烘干室升温区使用辐射加热，可确保高要求的无尘，也可最大限度地避免灰尘卷起。对流热传递是通过循环空气对流，其优点是若加热几何形状复杂地被烘干物，气温度分布非常均匀。循环空气的加热是靠电加热器或热交换器（一般以高温烟道气或蒸气为加热介质）、循环风机及风管等，以一定的风速在烘干室内内部循环。烘干室的电控和测温记录系统先进的烘干设备已采用微机控制系统控制温度和加热系统。4.3冷却室冷却室，又称强冷室，即靠吹冷风强制刚从烘干室出来的被涂物降温，以适应下道工序的需要和不影响厂房的气温。冷却室应紧接烘干室的出口端布置，一般为1～2个车位。冷却室有吹冷风箱的壳体、送排风机组、送排风管等主要部件组成。冷却所需的冷空气从厂房外吸入，一般情况下还需要经过过滤器，然后靠风机送到冷却室两侧的风道，再通过喷嘴吹向被冷却物上。加热后的空气从冷却室的上部吸出，排向室外，或当室外气温较低时部分循环使用，如在冬季新鲜空气与循环空气混合使用，可提高气温，节省能源。见下图：图一冷却室供、排风系统1－过滤器2－电动机3－控制器4－冷却室本体在理想状态下，被冷却后的工件温度不超过冷却空气温度（10～15）℃（即略高于室温，40℃左右）。冷却作用只适用于工件的表面。要注意决不允许烘干室的废气串入冷却区，因烘干室的废气在高温下呈气态，在冷却时迅速冷却。冷凝物滴落在被涂物上污染漆面或造成涂膜弊病。五烘干室注意事项在质量性能方面：应遵循被烘干物的温度－时间曲线；被烘干物的温度分布均匀；烘干室内应清洁、无尘；避免烘干过程中产生的分解物冷凝。在节省能源方面：能源回收；炉门；对外的绝热措施。在符合法规方面：对环境的影响――散发物（有机挥发物VOC）；对工位安全规范上――防爆、溶剂、气味。为确保烘干室的安全性，烘干设备内的溶剂蒸汽浓度不允许超过一定极限值，为此必须保证炉内换气充分。烘干室内应绝对清洁。所供的新鲜空气和循环空气都必须全部过滤；烘干室内不允许有灰尘和污物，应定期清扫；不允许使用任何含有有机硅的材料。第二部分涂二“∏”式烘干室概述一烘干炉总述电泳烘干室、中涂烘干室、面漆烘干室，采用“∏”型烘干室；多用途线烘干室、PVC烘干室采用直通式烘干室。所有烘干炉都是采用空气对流加热方式。烘干室的热源，均采用天然气（初期采用空混液化气）。烘干室的焚烧加热装置采用TAR型焚烧炉。烘干温度：电泳烘干室约180℃，PVC烘干室约140℃、中涂烘干室约160℃、面漆烘干室140℃，多功能烘干室约为150℃（以上皆为工件温度）。温度自动和手动控制，自动数字显示，自动记录，自动和手动调节，并设有防过烘功能，以确保工件升温、保温时间和工艺温度曲线符合要求。升温时间不超过1小时，保温层外表温度不超过40℃（工作时）。危气采用直燃法处理。废气排放温度不大于160~180℃，换热再利用，用来加热出、入口风幕空气（与工艺温度有关）。设有安全措施和安全控制机构（天然气自动点火、火焰监控、燃气混合、压力调节、自动调节风阀、自动控制、天然气放散管等安全结构）。二烘干炉结构确保烘干室结构，适应温度的变化，不允许烘干室内危气外溢（壁板、两端开口处），内壁板采用整体焊接结构。电泳烘干室壁板保温层为170mm，其它烘干室壁板保温层为150mm。为防止烘干室入出口处滴落冷凝物的问题，入出口处装热风幕。中涂、面漆、多功能线烘干室入口处设有消防灭火系统。入口空气风幕设有耐高温中效过滤。风道布置，采用杜尔最新结构，供热风道设有清洁风道内部用人孔门，烘干室内的风道，不用外法兰连接，风道与壁板无间隙。为严防危气从烘干炉两端溢出，设有风量平衡调整的风道阀。所有主风管按杜尔规范都有清理门。烘干室采用耐高温高效过滤器，集中过滤和升温区出风口过滤及设可调方向的风嘴。PVC烘干室升温区、保温区均采用风嘴；电泳烘干室、中途烘干室、面漆烘干室升温区、保温区第一个换热器保温段采用高温过滤板＋风嘴，进风嘴前设高温过滤板过滤，保温区其余断采用高温过滤；多功能线烘干室升温区采用高温过滤板＋风嘴，其余段采用高温过滤。烘干室内所选用的钢材材质要满足受热不变形的要求且密封材料不得含有硅（包括供热风全风道）。驱动滚道安装在烘干室底板上，底板要平、严、光，便于清洁，要求封闭；运输链轨道之间上顶面及轨道两侧面用渗铝板封严。烘干室通道烘干炉通道为自承重结构，内部的钢板连接为全焊，确保全密封，全焊式内部烘箱体使热量损失为零，无裂缝。烘房段的连接处设膨胀节，允许壳体内部热膨胀。烘箱采用高密度石棉材料作为绝热材料，外覆0.8mm厚波纹钢板或镀锌板以使热量流失减少到最低限度。烘干室端头一侧侧门外设有旋转多关节支架的探照灯。地面保温板装有地面输送链支撑结构。烘干室通道上凡有检查门处，均有40~45°扶梯。烘干炉通道为6m长的实体模段，运至施工现场进行焊接组装。烘干室的入口和出口热气气封由安装在入口和出口部分的热风管道组成，作为烘干室整体的一部分。新鲜空气被排放前的热废气（来源于烘干炉TAR燃烧炉）加热到所需温度，然后分为两部分分别送入烘干炉的入出口。加热后的新鲜空气在送入喷漆室入出口时，之前需要过滤净化；尤其是入口，以防止灰尘沾在涂层上，造成涂膜弊病。新鲜热空气在气封区域的特殊位置将进入烘干室的冷空气隔开，防止烘干室实体内含溶剂的高温气体在气封段中的凝结。内部风道和端面入出口应仿形设计，和大的车身尺寸相匹配。烘干室入口带自动和手动卷帘门。内部风道升温区带高温过滤网、风嘴、风量调节的风道设在通道的两侧。对流型(供风管)供风管位于通道两边。升温区、保温区第一个换热器段装有空气风嘴，风嘴前加高温过滤，保温区装有调节阀。对流型(返回管)装有可调节吸口的返回风管，安装在通道两边底部。排风风管带有可调节阀的排风风管安装在通道下方两侧。热气风管在气封区中，风管的安装用来提供热空气，防止冷凝结，热风带装有高温过滤板和测量孔。循环空气加热（三元体）空气加热器，循环风机和循环空气过滤器组成一个加热和保温系统（三元体换热器），同时和燃烧供热主风管及自动控制气阀结合成整体，保证能容易地进入每个单独的供气组件。自动按要求程序自动控温供热。空气过滤袋框要与框压严，安装方便，容易清洁，设有清洁用的人孔门，具有密封关严的功能。过滤网框前后设有压差计。温度测量和控制系统安装在控制板内来控制循环空气温度。温度限制开关用来防止超过预定的温度。循环空气加热器壁板内表面要求平整、光滑、无尖、棱角，便于清洁。烘干室装有新鲜空气风机和新鲜空气加温、换热器装置，为热风风管提供新鲜热空气。此装置设有焚烧炉的天然气间接加热。温度测量和控制系统通过一个自动控制阀来调节新鲜空气量和温度。新鲜空气入口设有带过滤箱体的袋式过滤器。5．排气风机烘干室内危气由排气风机抽出，送入焚烧炉中，并通过换热装置后排到大气中，达到国家排放标准，排气温度低于160~180℃。6．外部管道——排气管高出屋顶5米（在屋面以上的管道材质为不锈钢）——至热气密封的新鲜空气风管——连接加热器和烘干室通道的管道，烘干室外部的其它管道——所有风道配有清理门为维修方便，电泳烘干室必须在出口、入口段各设一台45°的斜梯，其他烘干室设梯子、设门，所有门口装带多关节摇臂支架的探照灯。7．强冷室强冷室主体由镀锌钢板组成，进口和出口处仿形端板，出口设自动开关卷帘门。风嘴布置采用杜尔最新结构，风嘴调节风向灵活可靠。新鲜空气由风机从厂房外吸入，经袋式过滤器过滤后通过风嘴吹到车身表面使其冷却。内置风嘴能很方便地安装在带调节阀的风道板上，风道设检修门，并能锁牢。新鲜空气风机、新鲜空气过滤器和排风风机将安装在一个组合箱体内，箱体装在强冷室上方钢制的平台上，平台设有栏杆及扶梯。一个自动和手动操作控制的风阀用来调节新鲜空气和强冷循环空气的比例使得供给空气的温度控制在允许范围内和冬季节能功效。屋顶进风风管入风口装有防雨水的百叶窗和防雨罩，排风机出屋面风管出口设有防雨罩。过滤网两侧设压差计。风嘴风速：20~25m/s。工件冷却温度＜40℃。8．烘干室的废气处理及热能的综合利用随着全世界环保要求的提高，需要严格控制涂装车间的挥发有机物（VOC）的排放量。杜尔的TAR燃烧炉是一种以天然气等作为热源的烘干室的燃烧炉与VOC废气净化燃烧装置合二为一的焚烧炉。从烘干室来的含VOC的废气（约160℃），经焚烧炉外壳的废气热交换器加热到500℃左右后经过燃烧喷嘴四周与天然气一道喷燃，使燃烧室内温度达760℃左右。在760℃废气中的VOC可完全净