Your browser does not support JavaScript! Vortex® Piec do wyżarzania zwojów aluminiowych - SECO/WARWICK

/VORTEX® 

Vortex® piece do wyżarzania zwojów ze strumieniowym przepływem powietrza, wykorzystujące wysoką konwekcję

SECO/WARWICK dostarcza niestandardowe, zaprojektowane pod indywidualne zamówienia piece do wyżarzania zwojów i folii aluminiowych o pojemnościach sięgających od jednozwojowych pieców modułowych do pieców wielostrefowych ze ścisłą kontrolą stref. Jednostki te są wykorzystywane przez producentów aluminium z całego świata – z Ameryki Północnej i Południowej, Europy oraz Azji.

Opis:

Dzięki zastosowaniu opatentowanej technologii strumieniowego przepływu powietrza Vortex system wyżarzania zwojów aluminiowych Vortex® firmy SECO/WARWICK, połączony z chłodnicą obejściową i oprogramowaniem sterująco-symulacyjnym SeCoilTM, umożliwia producentom zwojów znaczne skrócenie całościowego czasu cyklu pieców, co zapewnia oszczędność energii, zwiększoną produktywność oraz poprawę jakości powierzchni. Kluczową cechą systemu jest zwiększony współczynnik przenikania ciepła, uzyskiwany dzięki kierowaniu powietrza o dużej prędkości po obu stronach zwoju. Celem jest spowodowanie, by ciepło przenikało przez krawędzie zwoju, a nie tylko przez jego zewnętrzną warstwę.

Funkcje:

W przypadku wyżarzania zwojów wyzwaniem jest zoptymalizowanie procesu poprzez skrócenie czasu trwania cyklu w największym możliwym stopniu, przy jednoczesnym zachowaniu pożądanych właściwości metalurgicznych w obrębie całego ładunku.

Strumieniowy system grzewczy Vortex®

Efektywna przewodność cieplna w zwoju taśmy jest znacznie niższa w kierunku promieniowym niż w kierunku osiowym, dlatego też najskuteczniejsze jest ogrzewanie zwoju przez krawędzie jego warstw. Różnica między przewodnościami cieplnymi obu kierunków jest spowodowana przez efekt termoizolacyjny gazu i frezowanie warstw oleju w zwoju między jego warstwami. Strumieniowy system grzewczy z przepływem powietrza Vortex zawiera szeregi otworów wylotowych o okrągłych dyszach, ustawionych pod różnymi kątami, które wytwarzają spiralny ruch wirowy powietrza, co skutkuje wysokim przenikaniem ciepła bez tworzenia gorących miejsc w zwoju. Wysokoobjętościowy przepływ tego systemu dysz w połączeniu z unikalną półosiową lub odśrodkową konstrukcją wentylatora umożliwia równomierniejsze ogrzewanie zwoju przez większą masę atmosfery.

Analiza obrazów termowizyjnych pokazuje, że bardziej równomierną temperaturę powierzchni można uzyskać za pomocą nowego strumieniowego systemu grzewczego z przepływem powietrza Vortex. Profile równomierności temperatury powierzchni zwoju prezentują przegląd równomierności temperatury w całym cyklu grzewczym. Profile te pokazują, że lepszą równomierność powierzchni osiąga się za pomocą systemu dysz wirowych, dzięki któremu powierzchnia ładunku jest „omywana” przez atmosferę i nie przegrzewa się miejscowo. System Vortex umożliwia szybsze ogrzewanie ładunku dzięki lepszemu współczynnikowi przenikania ciepła, wynoszącemu nawet do 150 W/m2K w porównaniu z ok. 110 W/m2K dla standardowego systemu z prostymi dyszami.

Bypass Coolers

Autorska konstrukcja chłodnicy obejściowej SECO/Warwick dla pieców do wyżarzania zapewnia chłodzenie w atmosferze ochronnej. Chłodzenie jest bardzo ważne w tym zastosowaniu zarówno z uwagi na kwestie metalurgiczne, jak i tych związane z obsługą. Chłodnice wykorzystują wewnętrzny układ obejściowy, który ogranicza temperaturę atmosfery przechodzącej przez wymienniki ciepła do 175°C. Zapobiega to wygrzewaniu ulotnionego oleju walcowniczego na żebrach 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 zamontowane z tyłu lub z boku, w zależności od dostępnej przestrzeni. Dodatkowo użytkownicy mogą również dodać do już istniejącego pieca do wyżarzania chłodnicę obejściową. W zastosowaniach związanych z wyżarzaniem zwojów i folii SECO/WARWICK stosuje wiele tego rodzaju chłodnic. Najnowsza konstrukcja chłodnicy obejściowej eliminuje potrzebę jakiegokolwiek wykopu fundamentowego.

Procesowe oprogramowanie sterująco-symulacyjne SeCoilTM 

SeCoilTM jest symulatorem ogrzewania zwoju w piecu Vortex®, opierającym się na modelu matematycznym, który został wyprowadzony z dobrze znanych praw fizyki z wykorzystaniem powszechnie znanych reguł matematycznych (czyli za pomocą modelowania fenomenologicznego). Symulator SeCoilTM można uzupełnić metamodelem, który wykorzystuje sposoby oparte na sztucznej inteligencji (modelowanie behawioralne). Zaletą modelu fenomenologicznego jest jego wielka uniwersalność wynikająca z faktu, że opiera się on na znanych prawach fizyki. Opracowany model matematyczny uwzględnia zmienność wielu parametrów, takich jak temperatura i prędkość wylotowa czynnika grzewczego, typ stopu, grubość blachy oraz wymiary walca. Zastosowanie nowoczesnych technologii obliczeń numerycznych umożliwia identyfikację w czasie rzeczywistym pola temperatur w przekroju poprzecznym ogrzewanego zwoju. Dzięki symulatorowi SeCoil® można przeprowadzić symulację krzywej ogrzewania dowolnego punktu w przekroju wzdłużnym zwoju (termopara wirtualna). Symulator SeCoil® dostarcza nam wiedzy na temat stanu cieplnego zwoju w dowolnym momencie w trakcie procesu. Dlatego też można go stosować na wiele sposobów, w tym do przewidywania krzywych ogrzewania dla różnych typów zwoju i warunków procesu (temperatura pieca, wydajność mieszadła) oraz do ciągłej kontroli procesu wyżarzania bez konieczności stosowania termopar wsadowych (kontroler). Metamodel został stworzony przy użyciu metod wykorzystujących sztuczną inteligencję (modelowanie behawioralne) i może stanowić alternatywę lub uzupełnienie symulatora opartego na modelowaniu fenomenologicznym. W przeciwieństwie do modelu fenomenologicznego model behawioralny ma zastosowanie wyłącznie do testowanego systemu oraz w założonych granicach warunków eksploatacyjnych. Jednocześnie jednak jego dokładność w omawianym zakresie danych może być większa niż w przypadku modelu fenomenologicznego.

Z punktu widzenia metalurgii ważnymi parametrami procesu są temperatura obróbki końcowej wsadu i czas moczenia, które wyznaczają proces wyżarzania rekrystalizacyjnego i muszą być ściśle spełnione. Dlatego też automatyczny system regulacyjno-kontrolny SeCoilTM ma dwa główne zadania: utrzymywanie, najdłużej jak to tylko możliwe, odpowiedniej temperatury powietrza roboczego (głowicy) w celu zminimalizowania czasu nagrzewania, a po osiągnięciu zadanej temperatury ładunku – zmniejszanie temperatury głowicy w celu uniknięcia przekroczenia wartości zadanej dla ładunku.

Z ekonomicznego punktu widzenia najważniejszym parametrem jest całkowity czas procesu, który ma bezpośredni wpływ na zużycie energii. Ze względu na unikalny system SECO/WARWICK krótszy czas procesu można osiągnąć bez ryzyka przegrzania ładunku. Po wprowadzeniu przez operatora parametrów procesu i zwoju system może przeprowadzić symulację procesu, a zebrane dane mogą ostatecznie posłużyć do dokładnego dostosowania receptury i zoptymalizowania czasu procesu przed rozpoczęciem obróbki.

Zalety:

Wysoka wydajność procesu: wydajność procesu może zostać poprawiona nawet o 30% w porównaniu z tradycyjnymi systemami wyżarzania – bez miejscowego przegrzewania
Wysoka jakość procesu: poprawiona równomierność własności materiałowych, jak również zminimalizowane pękanie miejscowe i barwienie olejem do frezowania
Niższy koszt eksploatacji: mniejsze zużycie energii elektrycznej do obiegu gazu
Elastyczny projekt systemu: różne średnice i szerokości zwojów, różne grubości blachy.

Procesy:

Wyżarzanie i homogenizowanie zwojów aluminiowych

Przemysły: