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高對流Vortex氣流渦流噴射鋁卷退火爐


西科沃克提供定制化的鋁帶卷和鋁箔卷退火爐,包括單卷處理爐型和帶獨立控制的多工作區爐型。該爐型目前主要應用于鋁制品加工企業,設備廣泛銷往美洲、歐洲及亞洲國家和地區。

西科沃克的Vortex鋁卷材退火系統采用先進的氣流渦流噴射技術,結合旁路冷卻器和SeCoil模擬控制軟件,使鋁卷材生產商能夠顯著縮短其熱處理的加工時間,從而節省能源,提高生產率,并且能提高表面質量。不同于傳統的僅靠鋁卷外層向內(徑向)導熱,該系統的關鍵技術體現在:通過高速氣流沖擊鋁卷材兩個端側面來提高傳熱系數,通過鋁卷的邊緣向內(軸向)傳遞熱量。

鋁卷材退火的挑戰在于:在保證整個工件滿足冶金性能需求的同時,盡量縮短工藝時間來優化工藝流程。西科沃克的鋁卷退火爐所使用的組件可顯著提高生產效率,提升產品質量。


Vortex渦流噴射式加熱系統

因為鋁帶卷的軸向有效熱導率遠高于徑向,因此,加熱鋁卷材比較有效方法是通過邊緣傳遞熱量。兩個方向導熱系數的差異是由于鋁帶層之間氣體和軋制油層的隔熱作用造成的。渦流噴射式加熱系統是由指向多個角度的圓形噴嘴陣列組成,這些噴嘴陣列產生空氣的螺旋渦流運動,從而確保在鋁箔中不產生局部熱點的情況下完成高速的熱傳導。噴嘴陳列系統產生的大流量氣流與獨特的半軸或離心式風扇設計相結合,使卷材能被在更大流量的循環氣流中更加均勻地加熱。

紅外熱成像分析表明,采用新型渦流噴射加熱系統可以獲得更均勻的表面溫度。卷材表面溫度均勻性曲線證明了整個加熱循環的溫度均勻性。這些剖面圖表明,使用渦流噴射系統可以獲得更好的表面均勻性,這是因為負載表面被氣氛“沖刷”,而不是局部過熱。渦流系統允許更快的負載加熱,這是因為該系統的傳熱系數高達150W/m2K,而常規直噴嘴系統的傳熱系數只有約為110W/m2K。


旁路冷卻器

西科沃克的退火爐旁路冷卻器可以提供在保護氣氛下的冷卻。在該系統中,冷卻對于冶金和轉運過程都非常重要。冷卻器采用內部旁路布置,可將通過熱交換器的氣氛溫度控制在不超過175℃。這可以防止揮發性油脂在熱交換器的散熱片上烤干。冷卻器的設計用于實現快速冷卻、可調節或用于輔助冷卻,可提供標準和定制等不同尺寸。冷卻器可以根據空間要求安裝在爐子后部或側面。此外,客戶現有的退火爐也可以搭配Bypass Cooler旁路冷卻器。

西科沃克的眾多鋁帶卷和鋁箔卷的退火爐已經配置了此旁路冷卻器,并且新型旁路冷卻器的設計不再需要地坑。


Secoi過程控制和模擬軟件

Secoil是一個用于模擬在Vortex爐子中加熱鋁卷材的模擬器,它基于一個數學模型,該數學模型是使用眾所周知的數學原理(簡而言之:現象學建模)從著名的物理定律推導而來的。Secoil模擬器可以由使用人工智能方法(行為建模)的元模型進行補充?,F象學模型的優點在于它基于已知的物理定律,應用廣泛。已建立的數學模型參照了各種參數的變化,如加熱介質的溫度和出口速度、合金類型、板厚和卷材尺寸。利用現代數值計算技術,可以對在加熱鋁卷橫截面的溫度場進行了解。使用Secoil模擬器,您可以模擬位于鋁卷縱向部分的任何點(虛擬熱電偶)的加熱曲線。Secoil模擬器可實時為我們反饋加工過程中的鋁卷材加熱狀態。因此,該模擬器可適應多種應用,包括預測不同類型鋁卷和工藝條件(爐溫、循環風機效率)的加熱曲線,以及在不使用工件熱電偶(控制器)的情況下,實現對退火過程的持續監控。元模型是使用人工智能方法(行為建模)創建的,可以作為基于現象學建模的模擬器的替代或補充。

從冶金的角度來看,工藝參數的重點是最終的批量處理溫度和均熱時間,這兩個參數務必精確,因為他們決定了再結晶退火工藝。因此,SeCoil自動調節和控制系統有兩項重要任務:盡可能長時間保持足夠的工作氣氛溫度,以盡量減少加熱時間;在達到負載溫度設定點后,降低揚程溫度,以避免負載設定點的任何超調。

從經濟角度看,工藝參數的重點是總加工時間,它直接影響能源消耗。由于西科沃克的獨特系統,可以在不存在負載過熱風險的情況下縮短處理時間。操作員輸入工藝和線圈參數后,系統可以模擬該過程,其收集的數據最終可以用于微調工藝和優化加工開始前的準備時間。

/ 工藝效率高:

與傳統退火系統相比,工藝效率可提高30% - 無局部過熱

/ 工藝質量高:

提高材料性能的均勻性,減少局部開裂和油脂殘留

/ 低成本運行:

為氣體循環的用電較少

/ 系統設計靈活:

適用于不同直徑、寬度、厚度卷材

/ 工藝效率高

與傳統退火系統相比,工藝效率可提高30% - 無局部過熱

/ 汽車
/ 航空航天

 

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