CN101722140A - 一种烘烤金属带表面涂敷层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烘烤金属带表面涂敷层的方法，该方法包括以下步骤：(1)用感应加热器加热金属带，加热速度为5～10℃/s，加热温度小于75℃；和(2)用热风烘干系统，将金属带表面涂敷层烘干。本发明可以克服热风烘干加热速度慢烘烤长度长的缺点，降低烘烤长度，提高金属带运行的稳定性，有利于涂敷膜的均匀涂敷，提高金属带表面质量，处理膜厚度均匀性为1.0±0.3g/m2；可以利用热风喷吹带走蒸发的水分，减少水分聚集的可能性，减少影响金属带表面质量的因素，不会因冷凝水导致带钢表面产生斑迹缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及金属带表面处理领域，具体地说，本发明涉及一种烘烤金属带表面涂敷层的方法。
背景技术
为提高连续热镀锌或电镀锌等金属带产品的防护作用，通常在这些金属带表面涂敷一层起防护作用的涂敷层。在生产中，金属带涂敷防护层后需进行烘烤，使金属带表面湿的涂敷层中的水分蒸发，变成干膜，从而对金属带起到防护的作用。这里所指的涂敷层包括钝化膜、耐指纹膜等，以树脂等有机膜为主，这些有机膜均要求在高温下(70～130℃)进行烘烤。
目前对涂敷层的烘烤方法主要有两种，一种是传统的使用热空气的烘烤方法，另一种是使用感应加热烘烤方法。
热空气烘烤方法通常在彩色涂层处理线上使用，至今约有30年的发展历史。如申请号为CN200510019090.X和CN200520097177.4的专利文献所述，用焚烧炉的热烟气在气/气换热器中加热干净的空气，用热空气在烘烤炉中烘干带钢涂层；将烘烤带钢时在烘烤炉中产生的废气送入另一气/气换热器，用焚烧炉的热烟气加热后送入焚烧炉焚烧；焚烧炉排出的热烟气经过上述两个气/气换热器换热后排往大气。这种烘烤方法的热效率低，为了满足有机膜的高温烘烤工艺要求，需要增加烘烤炉的高度(或长度)，使成本增大，而且随着炉子的加长，金属带稳定性下降，对涂敷层的均匀涂敷不利。此外，这种烘烤方法需要增加另一台气/气换热器以利用废气热能，投资大。
例如：某A厂的热镀锌处理线采用热空气烘烤方法方法，进行后处理膜的烘烤，其典型带钢厚度0.9mm，带钢宽度1580mm，处理最大速度要求180米/分钟，烘烤温度最高要求90℃，处理能力105吨/小时，其需要的烘烤长度是25米，考虑了设备的能力，设计上只能将烘烤炉分为两段，每段12.5米。处理膜厚度均匀性为1.0±0.5g/m2。
感应加热烘烤方法是采用感应加热器对金属带进行快速加热，从而烘干金属带表面涂敷层的方法。这种烘烤方法的优点是热效率高，加热速度快，在很短的加热长度或加热时间内就可以将金属带加热至烘烤工艺所要求的温度。但这种方法由于没有热风喷吹，所以无法带走蒸发的水分，特别地，当烘烤温度超过水分蒸发点时，将产生大量的水分。含有大量水分的废气集中在感应加热器内，易在感应加热器内冷凝，影响金属带的表面质量。为解决这一问题，需要配置足够大的抽风装置将烘烤废气排出感应加热器，这不仅会增加投资，而且生产实践证明该方法由于大量水蒸汽的原因，实际使用效果并不理想。
例如，某B厂的热镀锌处理线，采用了感应加热烘烤工艺方法，其带钢典型厚度0.61mm，带钢宽度1150mm，处理最大速度要求160米/分钟，烘烤温度最高要求100℃，处理能力49.92吨/小时，其需要的烘烤长度是11米，为了能使蒸气有效地排放处理，配置了一套废气排放装置，而后因水蒸气聚集过多，无法有效排放，水蒸气冷凝后产生的水滴落带钢表面，钢板表面产生斑迹缺陷。烘烤长度相对比较短，处理膜厚度均匀性为1.0±0.3g/m2。
综上所述，为了满足有机膜高温烘烤工艺的要求，传统的烘烤方法在实际运用中存在的不足主要有：
1、烘烤炉长度长，投资大，且烘烤炉内金属带运行的稳定性下降，不利于涂敷层的均匀涂敷；
2、传统的热空气烘烤方法为了利用废气热能需要增加一台气/气换热器，投资大；
3、传统的感应加热烘烤方法需要配置足够大的抽风装置将烘烤废气排出感应加热器，不仅投资大，实际使用效果也不理想。
因此，为解决现有烘烤方法存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型的金属带表面涂敷层的烘烤方法，以较低的成本提高金属带表面涂敷层的烘烤质量。
发明内容
本发明提供一种金属带表面涂敷层的烘烤方法，该方法包括以下步骤：
(1)用感应加热器加热金属带，加热速度为5～10℃/s，加热温度小于75℃；和
(2)用热风烘干系统，将金属带表面涂敷层烘干。
本发明的一个优选方案是：所述热风烘干系统中燃烧产生的废气经过气/气热交换器，将干净的空气加热，用热空气对金属带进行烘干；经过热交换器后的废气用一台风机抽取部分废气，将该废气与后续燃烧废气混合后继续经过热交换器对金属带加热烘干。
本发明中，金属带首先在感应加热器内快速加热至一定温度后，进入热风烘干系统内继续加热至涂敷层烘烤工艺所要求的温度，完成涂敷层的烘干。本发明首先利用感应加热器加热速度快的特点，对金属带进行快速加热。在感应加热器内，对连续运行的金属带加热温度严格控制，加热温度小于75℃，即当金属带表面涂敷层中水分未大量蒸发时就出感应加热器，避免水分在感应加热器内大量蒸发而聚集，减少冷凝水出现的可能性。然后利用热风烘干将金属带涂敷层进行烘干，用热风喷吹在金属带表面继续加热至烘烤工艺所要求的温度，喷吹的热风可以带走涂敷层产生的水分，完成对金属带表面薄膜涂层的烘干。
优选地，为了充分利用余热，采用一套废气余热利用的技术，提高热能利用效率，并减少设备投资。即用换热器完成热风烘干系统的燃烧废气的热能利用以及烘烤废气的热能利用。燃烧产生的废气经过气/气热交换器，将干净的空气加热，通过热空气对金属带进行烘干；经过热交换器后的废气由一台风机，抽取部分废气，将该废气与后续燃烧废气混合后继续经过热交换器，完成热能利用；完成对金属带的烘干后的热空气由另一台风机，抽取部分热空气，用该热空气与新的空气混合后继续经过热交换器，继续对金属带进行加热烘干，完成热能利用。
本发明采用感应加热加热风烘干的组合烘烤工艺，既可以克服感应加热冷凝水的问题，又可满足涂敷膜高温烘烤的工艺要求。
有益效果
1、本发明可以克服热风烘干加热速度慢烘烤长度长的缺点，降低烘烤长度，提高金属带运行的稳定性，有利于涂敷膜的均匀涂敷，提高金属带表面质量，处理膜厚度均匀性为1.0±0.3g/m2。
2、本发明可以利用热风喷吹带走蒸发的水分，减少水分聚集的可能性，减少影响金属带表面质量的因素，不会因冷凝水导致带钢表面产生斑迹缺陷。
3、本发明给出的余热利用方法，实现用一台换热器完成废气余热的再利用，不仅设备简单，投资小，而且能够提高能源利用，减少能源消耗。
附图说明
图1是本发明的示意图。(1)感应加热器；(2)喷吹装置；(3-1)风机；(3-2)风机；(3-3)风机；(4)热交换器；(5)燃烧室；(6)金属带；(7)助燃风机；(8)辊涂机。
具体实施方式
以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
如图1所示，首先利用感应加热器(1)对经过辊涂机(8)涂敷防护膜后的金属带(6)进行感应加热，优选地感应加热后金属带的温度应小于75℃，此时金属带(6)表面涂敷膜中水分尚未大量蒸发。感应加热产生的少量水蒸汽通过风机(3-1)向外排放。然后金属带(6)进入热风烘干系统(8)(由2、3-2、3-3、4、5、7组成)内，进一步加热，加热温度可以依据涂敷层的烘干工艺所要求的温度进行调整，此时大量喷吹在金属带(6)表面的热风可以带走涂敷层蒸发的水分，从而烘干金属带(6)表面的涂敷层。通过调节感应加热器(1)的功率，实现对金属带(6)感应加热温度的调节；通过调整喷吹的热风温度实现金属带(6)热风烘干温度的调节，从而实现对整体烘烤温度的调节与控制，以满足涂敷层的烘烤工艺要求。感应器的功率以及热风烘干系统的热风温度与金属带的厚度、宽度以及运行速度有关。金属带的厚度、宽度越大以及运行速度越快，所需要的热量越高，需要的感应器的功率以及热风烘干系统的热风温度也就越大。
这里，热风烘干系统(8)由以下几个部分构成的：燃烧室(5)、换热器(4)、二台抽风机(3-2、3-3)以及喷吹装置(2)。在燃烧室(5)内，可燃气体如煤气等与助燃风机(7)鼓进的空气混合后在燃烧室(5)内燃烧，燃烧产生的废气经过气/气热交换器(4)，完成热交换后的燃烧废气部分排放，部分由一台风机(3-2)抽取，并且该部分的废气将与后续燃烧废气混合，混合后继续经过热交换器(4)，完成更多的热能利用；通过喷吹装置(2)向金属带(6)表面喷吹大量的干净的热空气，完成对金属带(6)的烘干，该热空气的热能是通过气/气热交换器(4)与燃烧废气进行换热产生的，热空气完成对带钢的烘干后，部分排放，部分热空气由另一台风机(3-3)抽取，并且该部分的热空气将与新吸入的空气混合，混合后继续经过热交换器(4)，利用换热后的混合其气体对金属带(6)进行烘干，完成更多的热能利用。
实施例1
某带钢典型厚度1.073mm，带钢宽度1230mm，处理最大速度要求180米/分钟，烘烤温度最高要求90℃，处理能力112吨/小时，其需要的烘烤长度是12米。
实施例2
某处理线，带钢典型厚度1.0mm，带钢宽度1030mm，处理最大速度要求180米/分钟，烘烤温度最高要求120℃，处理能力87吨/小时，其需要的烘烤长度是12米。
实施例3
某处理线，带钢典型厚度0.82mm，带钢宽度1030mm，处理最大速度要求180米/分钟，烘烤温度最高要求110℃，处理能力70吨/小时，其需要的烘烤长度是10米。
实施例4
某处理线，带钢典型厚度0.71mm，带钢宽度1200mm，处理最大速度要求180米/分钟，烘烤温度最高要求110℃，处理能力60吨/小时，其需要的烘烤长度是9米。
对比例
某一热镀锌处理线，带钢最大厚度1.6mm，带钢宽度1600mm，处理最大速度要求220米/分钟，烘烤温度最高要求100℃，按照传统的热风烘干系统配置，需要的烘烤长度是25米。
本发明方案尤其适合目前无铬环保涂敷层的烘烤，可有效减少烘烤长度，提高涂敷膜均匀性，降低成本；减少感应器内水蒸汽冷凝的可能性，提高带钢表面质量；提高热能利用效率，降低能源消耗。在金属带连续涂敷层的烘烤处理线具有广泛良好的应用前景。
Claims (2)
1.一种烘烤金属带表面涂敷层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用感应加热器加热金属带，加热速度为5～10℃/s，加热温度小于75℃；和
(2)用热风烘干系统，将金属带表面涂敷层烘干。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热风烘干系统中燃烧产生的废气经过气/气热交换器，将干净的空气加热，用热空气对金属带进行烘干；经过热交换器后的废气用一台风机抽取部分废气，将该废气与后续燃烧废气混合后继续经过热交换器对金属带加热烘干。
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