PIECE DO WYŻARZANIA ALUMINIUM
Kompleksowe, „szyte na miarę” rozwiązania dla branży aluminium
RÓŻNE WSADY WYMAGAJĄ RÓŻNYCH ROZWIĄZAŃ. Z TEGO TEŻ POWODU FIRMA SECO/WARWICK WPROWADZIŁA:
/ Konstrukcję Mass Flow przeznaczoną w szczególności do wyżarzania folii, w sytuacji gdy powierzchnia wsadu jest narażona na uszkodzenia spowodowane wysokim przepływem atmosfer.y
/ System Vortex Jet Heating do wyżarzania zwojów wykorzystujący korzyści wysokiej wymiany ciepła.
Firma SECO/WARWICK dostarcza niestandardowe, zaprojektowane pod indywidualne zamówienia piece do wyżarzania zwojów i folii z aluminium o różnych pojemnościach — od jednozwojowych pieców modułowych do pieców wielostrefowych ze ścisłą kontrolą stref. Dzięki naszemu doświadczeniu, wiedzy i talentowi produkujemy niezwykle wydajne piece. Równomierna dystrybucja temperatury i unikalne techniki załadunku pozwalają sprostać najbardziej wymagającym zastosowaniom.
Rozwiązania oferowane przez SECO/WARWICK takie jak głowica cieplna czy układ sterowania stosunkiem powietrza do obróbki wykorzystujący osobne termopary wsadu i powietrza w każdej strefie sterowania przynoszą dodatkowe korzyści. Dzięki ciągłemu monitorowaniu temperatury wsadu głowica cieplna może działać bez ryzyka przegrzania wsadu. Gdy wsad zbliża się do nastawy metalu, temperatura powietrza jest obniżana o wartość bezpośrednio proporcjonalną do tempa wzrostu temperatury wsadu. Dzięki temu przez maksymalnie długi czas utrzymywana jest maksymalna temperatura głowicy cieplnej, co pozwala uzyskać najkrótszy możliwy czas grzania. Dodatkowym usprawnieniem układu sterowania jest opcjonalny, regulowany system stosunku, który jest najbardziej przydatny przy wyżarzaniu zwojów o różnych rozmiarach.
W celu uzyskania najwyższej sprawności oraz zabezpieczenia zwojów przed zapyleniem lub zanieczyszczeniem włóknem ceramicznym firma SECO/WARWICK stworzyła opatentowany system izolacji z siatki i zaprawy, który podnosi skuteczność izolacji o 15-20% i ułatwia konserwację.
W celu uzyskania równomiernej temperatury piece do wyżarzania SECO/WARWICK wykorzystują kilka różnych rozwiązań. Firma SECO/WARWICK opatentowała innowacyjne rozwiązania w zakresie kontroli obiegu atmosfery wokół wsadów o różnych rozmiarach zwiększające wymianę i równomierną dystrybucję ciepła. Nasze piece wykorzystują zarówno pionowy przepływ powietrza ze specjalnie zaprojektowanymi kierownicami pionowymi po każdej stronie wsadu, jak i system kierunkowego przepływu masowego o wysokiej prędkości. W obu przypadkach kierownice pionowe usprawniają jednorodność strumienia i oddzielają wsad od bezpośredniego promieniowania cieplnego. Rury promieniujące do palników gazowych i elektrycznych elementów grzewczych gwarantują grzanie pośrednie, chronią wsad przed bezpośrednim promieniowaniem cieplnym i pozwalają uzyskać najwyższą jednorodność temperatury.
Konfiguracja wsadu odpowiada za równomierną dystrybucję temperatury w przypadku dużych zwojów. W przypadku bardzo dużych zwojów oraz zastosowań, w których wymagana jest bardzo ścisła tolerancja temperatur, SECO/WARWICK projektuje dwie strefy kontroli temperatury dla każdego wentylatora obiegowego. Sprawdzona konstrukcja kompensuje różne parametry zwojów, skuteczność spalania i praktyki załadunku.
Piece do wyżarzania SECO/WARWICK wyposażone są w chłodnicę obejściową o opatentowanej konstrukcji. Chłodzenie w atmosferze ochronnej jest bardzo ważne w tym zastosowaniu zarówno ze względów metalurgicznych, jak i praktycznych.
Chłodnice wykorzystują budowę z wewnętrznym obejściem, która ogranicza temperaturę atmosfery przepływającej przez wymienniki ciepła do 1750C. Zapobiega to spiekaniu lotnego oleju z walcowania na żeberkach wymiennika ciepła. Chłodnice są zaprojektowane w taki sposób, by zapewniać dogłębne, zaprogramowane lub pomocnicze, chłodzenie i są dostępne w rozmiarach standardowych oraz pod indywidualne zamówienia. Chłodnice mogą być montowane z tyłu lub z boku, w zależności od dostępnej przestrzeni. Dodatkowo istniejący piec do wyżarzania z kilkoma chłodnicami można wyposażyć w chłodnicę obejściową. W zastosowaniach związanych z wyżarzaniem zwojów i folii SECO/WARWICK wykorzystywanych jest ponad 100 tego rodzaju chłodnic.
Wyżarzanie zwojów aluminium wymaga zaawansowanego systemu grzania konwekcyjnego w celu uzyskania maksymalnie krótkiego czasu grzania bez szkody dla jakości. Pogorszenie jakości najczęściej występuje na krawędziach taśmy i uwidacznia się poprzez niejednorodne właściwości materiału, takie jak twardość, odbarwienia powierzchni taśmy w przypadku stopów 5xxx i 7xxx wynikające z wykwitów Mg lub Mn, pęknięcia pozostałości oleju z walcowania podczas odtłuszczania zwojów, a nawet skrajne pogorszenie jakości w postaci miejscowego stopienia powierzchni zwoju. Przyczyną takiego obniżenia jakości jest miejscowe przegrzanie powierzchni czołowej zwoju na skutek nierównomiernej wymiany ciepła w stosowanym konwekcyjnym systemie grzejnym.
Najważniejszym parametrem opisującym równomierność temperatury w konwekcyjnym systemie grzejnym jest stosunek współczynnika maksymalnej wymiany ciepła do minimalnej wymiany ciepła max/min. Parametr ten ogranicza również czas nagrzewania, jako że im mniejszy stosunek max/min, tym wyższa jest średnia ( ), co można uzyskać bez przekraczania maksymalnej dopuszczalnej miejscowej wymiany ciepła. Wyżarzanie zwojów aluminium wymaga zaawansowanego systemu grzania konwekcyjnego w celu uzyskania maksymalnie krótkiego czasu grzania bez szkody dla jakości. Pogorszenie jakości najczęściej występuje na krawędziach taśmy i uwidacznia się poprzez niejednorodne właściwości materiału, takie jak twardość, odbarwienia powierzchni taśmy w przypadku stopów 5xxx i 7xxx wynikające z wykwitów Mg lub Mn, pęknięcia pozostałości oleju z walcowania podczas odtłuszczania zwojów, a nawet skrajne pogorszenie jakości w postaci miejscowego stopienia powierzchni zwoju.
Przyczyną takiego obniżenia jakości jest miejscowe przegrzanie powierzchni czołowej zwoju na skutek nierównomiernej wymiany ciepła w stosowanym konwekcyjnym systemie grzejnym. Najważniejszym parametrem opisującym równomierność temperatury w konwekcyjnym systemie grzejnym jest stosunek współczynnika maksymalnej wymiany ciepła do minimalnej wymiany ciepła α min/α max. Parametr ten ogranicza również czas nagrzewania, jako że im mniejszy stosunek α min/α max, tym wyższa jest średnia ( ), co można uzyskać bez przekraczania maksymalnej dopuszczalnej miejscowej wymiany ciepła.
Wymagania te najlepiej spełnia system grzejny Vortex Flow Jet Heating, w którym baterie czterech nachylonych okrągłych dysz strumieniowych generują duże wiry zapewniające wysoką wymianę ciepła bez miejscowych przegrzań. Przepływ objętościowy tego systemu dysz jest wysoki, dzięki czemu 1 kg Al jest nagrzewany bardziej równomiernie przez więcej kilogramów atmosfery napędzanej specjalnie zaprojektowanym wentylatorem półosiowym. Jako że efektywna przewodność cieplna w zwoju taśmy jest znacznie niższa w kierunku promieniowym niż w kierunku osiowym, najskuteczniejsze jest ogrzewanie zwoju przez krawędzie jego warstw. Różnica między przewodnościami cieplnymi obu kierunków spowodowana jest efektem termoizolacyjnym gazu i warstwy oleju walcowniczego w zwoju między warstwami taśmy.
Analiza obrazów z kamery termowizyjnej zarejestrowanych w tej samej skali wskazuje, że bardziej równomierna temperatura powierzchni została uzyskana przy wykorzystaniu nowego systemu grzejnego High Convection Vortex Flow Jet Heating.
Profile równomierności temperatury powierzchni zwoju prezentują przegląd równomierności temperatury we wszystkich cyklach grzewczych. Potwierdza to, że system dysz Vortex uzyskał lepszą jednorodność powierzchni. Stosunek α min/α max obliczony na podstawie powyższych danych wynosi 1,25 dla systemu dysz Vortex. W przypadku stopów aluminium o niższej przewodności cieplnej spodziewane wyniki dla tego parametru są jeszcze wyższe.
/ Czas nagrzewania bez lokalnego przegrzania może ulec skróceniu
/ Lepsza jednorodność właściwości materiału
/ Uniknięcie miejscowego spękania oleju walcowniczego
/ Niższa moc wentylatora dzięki niższej prędkości pomimo wyższego przepływu objętościowego
