铝箔退火设备及负压退火除油原理

铝箔退火设备及负压退火除油原理

第十九章 铝箔退火设备及负压退火除油原理

铝箔成品退火炉是以对流传热为主的电阻炉，这类炉是以循环的气流作为加热物料的介质，通常称为气流式电阻炉, 从结构上又称为箱式退火炉。

1、工作原理及特点

退火炉主要由加热室与炉膛两部分组成，加热室内安装24根电热元件，而被加热的物料放置在炉膛内，加热室与炉膛有隔风板隔开，隔风板用耐热钢板做成，风机首先将气流（一般为空气）送往加热室，流过炽热的的电热元件表面，依靠对流传热，被加热到一定温度，然后热气流进行炉膛。又通过对流传热将物料热至所需温度。热气流通过炉膛后，温度降低了，又被风机送往加热室。如此在风机的作用下，气流不停的在加热室和炉膛之间进行闭路循环，将加热室内电热元件所产生的热，通过对流传热方式，不断的传递至炉膛的物料，使之达到所需要的温度。

退火炉主要元件的技术参数

15吨退火炉

20吨退火炉

40吨坯料退火炉

5800х2160х1910

1900хф560х2130

6100х2500х2450(SQ)

30 15(SQ)

480

150-450 120-500(SQ)

550

循环风机

143000 140000(SQ)

50 700 580.8 1161.5

吹洗风机

1704 325 3

功率11Kw 风压630mmH2O 风量3400m3/h

20 1020 120-580 650 140000 50 700 580.8 1161.5

1704 325 3

退火炉规格

炉膛有效堆料尺寸

mm 冷却水耗量m3/h 加热器额定功率Kw 金属退火温度℃ 炉膛最高工作温度℃

风量m3/h 风压mmH2O 最高使用温度℃ 风机转速 转/分钟 最大风量 m3/h 风压 mmH2O 功率 Kw 负压除油风机

6000х1850х1730

20 480 150-500 580 130000 50 650 500 1000 1704 360 2.2

气流循环式电阻炉具有两个特点：

第一热气流可以流过料层的表面和内部，使铝箔的所有表面都同时与气流接触而受到加热，这样就保证铝箔加热温度的均匀性，温差可达到±3℃以内。

第二在气流循环式电阻炉内，直接给铝箔加热的不是高温的电热元件，而是温度适当的热气流，故不易发生铝箔过热现象。

炉子部分主要有炉门、启门机构、炉体（炉顶、炉底、前后左右墙、导流装置）、风机装置、加热器、排油烟换气系统、风机轴承、水冷系统、气动系统、料盘、冷却室等组成。

铝箔退火设备及负压退火除油原理

１ 炉门及启门机构

炉子的正面是一个保温性能良好的炉门，炉门升降由电机经减速器带动卷筒转动，从而通过钢丝绳使得炉门沿滑道上升或下降，通过四个器缸的动作使炉门与门框压紧或松开，炉子工作时，炉门是紧压的，炉门松开后才能升降。当炉门升至上顶点后，安装于炉门框上部两侧的两个安全销在气缸的带动下，将炉门锁住，以防炉门意外落下，发生事故。 ２ 炉体

炉体为炉子的主体。它起着支撑各种构件和保温作用。它的外面是由型钢组成的构架，炉体、侧壁和底均有保温层。保温层为硅酸铝纤维毡及岩绵板等。保温层外侧为普通钢板与构架焊接成的密封整体。内侧为ICr18Ni9Ti钢板通过拉杆将保温和内侧钢板固定。

３ 空气循环系统

炉子顶部装有高温轴流式风机，电加热器位于风道上方，风由两侧风道进入炉膛，经工件进入吸风口，形成热循环，风机和风道导流板均由吊杆固定在炉顶构架上。 4 冷却水系统

炉顶的主 轴流风机的叶轮转动在高温下高速旋转，为轴承在高温下能正常工作，故设有冷却系统，系统中装有流量开关，在水流量低于规定值时，自动报警，从而保证各用水部门的正常供水。 5 气动系统

炉门压紧和松开，炉门框架上的安全销的插入与拔出，换气系统的气动阀，冷却器闸板的提升和放下均由气缸完成，控制器缸的压缩空气的压力必须在一定范围内以保证系统可靠工作。 6 换气系统

在铝卷升温阶段，换气系统能及时的排出由铝卷内挥发的油烟，换气量的大小可由蝶阀来调节，在保温阶段保持变频风机吹洗量来保证炉温的均匀性。 7 料盘

料盘放在炉底两侧的两排立柱上，铝卷放在料盘上，通过装卸料车送进及取出。 8 冷却室（旁冷系统）

在炉子后部设有对料卷进行风冷的冷却室。冷却室通过进风管和排风管与炉体相连，冷却室内设有换热器，换热器管内通有冷却循环水经换热器冷却后的炉气由冷却风机送入炉膛内部，进行炉气冷却循环，同时在进、排气管路间设有气动闸板。

2、负压退火除油原理

1 前言

铝箔用户除要求合适的机械性能、较高的光洁度外,还要求在退火过程中将轧制油彻底清除干净,以保证最终产品的质量。铝箔不可避免地带有残留轧制油,轧制油的清除主要是依靠退火过程中油的受热挥发,目前一般都采用长时间保温的办法来确保完全除油,炉内油气的排除采用鼓风增压方式。长期实践结果表明对0.006-0.007×(401—500)规格铝箔产品的机械性能一般只需10～12h退火即可达到国标要求,而除油时间则长达28～30h。机械性能的调整与除油是同步进行的,因此大量时间被浪费在除油退火过程中,过去曾对退火工艺、铝箔装炉方式等作过研究分析、调整与改进,但都收效不大。经过理论分析及实验,提出了“分段式负压气氛控制退火除油新工艺”,解决了“提高除油效果保证

铝箔退火设备及负压退火除油原理

产品质量”与“缩短退火时间提高生产效率”之间的矛盾,退火总时间可缩短约30%,同时电能源可节省30-45%在产品质量与生产效率上也能满足工业生产的需要,使铝箔退火技术更新,并取得了良好的经济效益。

2 理论分析

2.1 退火时间与退火温度的关系

退火所需时间与退火温度成反比,如图1所示,在铝箔加工硬化程度相同、退火目标一致的情况下,退火温度越高所需保温时间越短,要提高生产效率,从退火的角度来讲升高退火温度、缩短保温时间为最佳途径。但是存在的问题是:

图1 退火的温度和时间的关系

(1)

由于铝箔表面带有残留的轧制油。提高温度会使铝箔退火后出现油斑。高温调整机械性能与低温除油的要求是相互矛盾、难以协调的。

(2) 不切实际地缩短退火时间将不利于轧制油的挥发,会造成残油也就是反而会除

油不净现象而影响产品质量。

(3) 退火炉为一近似密封的箱体,铝箔在升温过程中轧制油与炉体内的氧气发生不

完全燃烧,是造成铝箔表面形成黄色油斑的主要原因。 2.2退火过程中轧制油的扩散与挥发 (1) 扩散

实际生产过程中,轧制油挥发除受温度、轧制油物理性能、化学性能、铝箔粗糙度、层间紧密程度等因素的影响外,主要还受铝箔退火时的尺寸的影响。如：卷径、宽度 (2) 挥发 如图2所示;

t0 t 时间，h 图2 轧制油挥发-平衡图

在一定温度下,Pf为轧制油在炉内气氛中的分压,Pz为轧制油在对应温度下的蒸汽压。在起始状态(t0)下:蒸汽压Pz0大于轧制油在炉内气氛中的分压Pf。轧制油就会大量挥发,随着时间的推移,炉内轧制油蒸汽压Pf不断增加,当到t时间时达到平衡Pf=Pz,即平衡饱和状态,轧制油的挥发并不随退火时间的延长而增加。实际上,由于引风机的存在,再加上炉体不可能完全密封,轧制油仍然能够挥发,但其过程非常缓慢。若要使

铝箔退火设备及负压退火除油原理

轧制油继续挥发(或加速挥发),达到最终除油目的有两条途径可供选择。

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