探析漆包機溫度及配風參數(shù)對能耗的影響

摘要：漆包線生產(chǎn)中耗能最大的是烘爐部分，溶劑的主要成份為甲酚和二甲苯，溶劑催化燃燒須達到四、五百度高溫，需要大量熱量，同時其溶劑蒸汽催化燃燒放熱量也很大。在熱量平衡計算中，溶劑催化燃燒放熱的熱量完全滿足漆包線烘焙過程所需用熱，但在實際生產(chǎn)過程中，由于要求烘爐中各區(qū)域溫度梯度的存在。需要電加熱管與調(diào)溫風機對循環(huán)熱風進行調(diào)節(jié)，以滿足爐溫曲線在合理裕度內(nèi)。本文通過循環(huán)風量、設(shè)定溫度的關(guān)系。對相關(guān)工藝參數(shù)進行試驗研究，在工藝裕度范圍內(nèi)，找出爐膛電熱管熱量補充最低的工藝，提出節(jié)能措施。

一 漆包線烘焙

漆包線生產(chǎn)過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的原因非常多，絕緣漆膜固化本質(zhì)是一個物理化學變化過程，漆包線先是在烘爐蒸發(fā)區(qū)蒸發(fā)溶劑，然后在固化區(qū)進行樹脂的交聯(lián)固化，完成玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化。

漆包線烘焙要反復進行，蒸發(fā)段主要是溶劑的蒸發(fā)，其蒸發(fā)溫度取決于油漆溶劑的共沸點，蒸發(fā)段溫度過高或過低都會對漆包線生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生影響。固化段則是漆料的化學方應(yīng)，主要是漆基樹脂的交聯(lián)固化。

在烘爐具體各個階段的熱量分配還是主要靠循環(huán)熱風來提供，因此循環(huán)熱風是影響爐膛溫度分布的重要因素之一，其中，漆膜蒸發(fā)及固化所需要一定的溫度梯度，通過調(diào)整配風參數(shù)，使得在滿足爐溫各個區(qū)域溫度的工藝需求的同時，降低電熱管使用，從而達到節(jié)能減排的效果。

二 工藝選擇

2.1 溫度設(shè)定

蒸發(fā)區(qū)：使溶劑得到充分的蒸發(fā)，漆由液態(tài)轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)附著于導體上，溫度必須高于沸點，溫度過高可使溶劑蒸發(fā)過速影響漆料流平而影響漆包線性能，溫度過低使漆膜帶有殘留溶劑進入固化區(qū)而影響漆包線生產(chǎn)速度和針孔性能。

依據(jù)溶劑物性，隨溶劑蒸發(fā)，溶劑組分改變，共沸點逐步升高，如聚酯漆中的甲酚，二甲苯，開始時以二甲苯為主，隨著漆料中二甲苯量的減少，甲酚比例逐漸增大，到蒸發(fā)后期，甲酚逸出是收到粘稠樹脂的作用，使蒸發(fā)不至于激烈，到最后只有較高溫度才能使溶劑蒸發(fā)至凈。為保證內(nèi)層溶劑順利遷移，有關(guān)系到每層漆膜的厚度和漆包的速度。排煙通風的強度，蒸發(fā)區(qū)的溫度的曲線合理性均有明確的規(guī)定，因此蒸發(fā)區(qū)溫度梯度必須是梯度曲線上升使溶劑逐步蒸發(fā)。

固化區(qū)：固化區(qū)以高聚物分子交聯(lián)固化反應(yīng)為主，有助于反應(yīng)形成表面平整光滑，均勻，并有韌性的漆膜，溫度是反應(yīng)速度的因素，溫度過低則交聯(lián)反應(yīng)不足，而不能形成良好的漆膜，表現(xiàn)在漆包線性能上為耐刮次數(shù)低，電壓擊穿低，軟化擊穿不良，熱沖擊附著力不良等，溫度過高，則會造成高聚物交聯(lián)后裂解，反映在性能上為漆膜彈性下降。固化區(qū)溫度應(yīng)高于蒸發(fā)區(qū)。

2.2 配風參數(shù)

漆包機烘爐中，新風風機將新鮮空氣吹入熱交換器進行預熱，后與漆包線蒸出溶劑一起進入催化燃燒室，溶劑在催化劑的作用下發(fā)生催化燃燒反應(yīng)。燃燒后的煙氣一部分通過循環(huán)風機返回烘爐對漆包線進行烘焙，另一部分熱風進入熱交換器與新鮮空氣熱交換，利用熱量后經(jīng)排廢風機排出漆包機，返回烘爐的熱風為循環(huán)熱風，在實際生產(chǎn)中。循環(huán)熱風從烘爐的固化區(qū)位置進入爐膛，保證爐溫曲線中固化區(qū)所需溫度為整個烘焙過程中最高溫度，烘爐中電熱管對達不到工藝溫度部分加熱，保證烘爐溫度曲線在合理范圍內(nèi)[4]

在此基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的措施，如工藝的合理選擇，適當?shù)恼{(diào)整配風及溫度設(shè)定，有效降低排廢帶走熱量，則可達到節(jié)能減排的目的。

2.3 實驗

隨著循環(huán)風量的增大，烘爐行線方向壓降增大，在不做熱量補充的情況下，烘爐各區(qū)域溫度接近，爐溫曲線相對平緩，為達成生產(chǎn)所需溫度梯度，電熱管熱量補充，主動形成溫度梯度，溫度調(diào)節(jié)難度大，電耗較高。

三 結(jié)語

（1）保證烘爐各部分所需溫度，在排廢一定、循環(huán)風量在可調(diào)節(jié)工藝裕度內(nèi)的情況下，調(diào)節(jié)配風參數(shù)影響烘爐熱風流速，循環(huán)熱風流速影響爐溫分布。適當?shù)呐滹L參數(shù)可滿足烘爐爐溫曲線要求，通過熱平衡結(jié)論，烘爐排廢帶走熱量是熱能輸出的主要因素，高循環(huán)風量壓降較大，對應(yīng)爐溫曲線較平緩，各部分難以形成溫度梯度，低循環(huán)風量壓降較小，爐溫曲線更符合工藝設(shè)計。

（2）在工藝裕度允許范圍下，由實驗1得出，溫度下限，增大循環(huán)風量，壓降增大，產(chǎn)品性能提升，電耗增加增;由實驗2得出，溫度上限，增大循環(huán)風量，壓降增大，產(chǎn)品性能降低，電耗增加。溫度因子對能耗的影響低于循環(huán)風量因子對能耗的影響，故在工藝裕度允許的范圍下，高溫低循環(huán)風量的熱能耗比低溫高循環(huán)風量能耗低出2%-3%。

參考文獻：

[1]李欽華 .淺析高速漆包機烘爐的爐溫控制[J].中國金屬通報，（3）2014（S1）：42-44.

[2]凌春華，李福.漆包線生產(chǎn)工藝及技術(shù)的新進展[J].電線電纜，2010（2）：1-3.

[3]朱安華.高速漆包機工藝優(yōu)化實踐[J].銅業(yè)工程，2007（4）：66-67.

[4]周劍平.國內(nèi)外漆包線生產(chǎn)設(shè)備和工藝淺析叨.光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù).1993，1：26-29

作者簡介

姓名：謝翠峰

出生日期：1994.07.10

性別：男

民族：漢

籍貫：廣東省潮州市

學歷：全日制本科

職稱：助理工程師

研究方向：化學工程與工藝

工作單位：珠海蓉勝超微線材有限公司