燃?xì)饧t外輻射加熱技術(shù)在大型模具加熱中的應(yīng)用.pdf

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第35卷第1期2013年1月工業(yè)爐IndustrialFumaceV01．35No．1Jan．2013燃?xì)饧t外輻射加熱技術(shù)在大型模具加熱中的應(yīng)用聞?wù)掠拢嵖c(圣戈班集團(tuán)徐州基地，江蘇徐州221004)摘要：對(duì)模具加熱設(shè)備進(jìn)行了系統(tǒng)分析和改造。重點(diǎn)介紹了燃?xì)饧t外輻射加熱技術(shù)在模具加熱方面的應(yīng)用。通過(guò)改造，達(dá)到節(jié)能降耗和提高加熱速度的目的。關(guān)鍵詞：紅外輻射燃燒器；輻射加熱；能耗中圖分類(lèi)號(hào)：TQ038．1；TG307文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—6988(2013)01·0032—03ApplicationofInfraRedMetalFibrePanelBu

2、rnerSysteminHeatingLargeMoldWENZhang—yong，ZHENGJun—qing(SAINT-GOBAINPAMChina-XuzhouSite，Xuzhou221004，China)Abstract：Theheatingequipmentformoldisanalyzedandimproved．Theapplicationofinfraredmetalfibrepanelburnersysteminheatinglargemoldisintroducedspecially．Aftertheimprovement，theenergyand

3、heatingtimearesaved．Keywords：infraredmetalfibrepanelburner；radiantionheming；energyconsumption公司大型模具需要在生產(chǎn)前進(jìn)行預(yù)熱和預(yù)處理，由于工藝限制，只能在開(kāi)放的環(huán)境下進(jìn)行加熱。多年來(lái)，采用傳統(tǒng)的加熱方式，加熱速度慢，燃料消耗高，與日益提高的生產(chǎn)節(jié)奏、精細(xì)化成本控制相矛盾。只有采取技術(shù)改造，才能改變被動(dòng)局面。1采用傳統(tǒng)方式加熱的模具情況需要加熱的是大型圓筒型模具．其最小規(guī)格為DNl000mm。由于在加熱過(guò)程中對(duì)模具進(jìn)行一些工藝處理．只能是在開(kāi)放環(huán)境下外壁加熱。先前的加熱方式采用

4、擴(kuò)散式燒嘴或高壓噴射噴嘴。第一種(見(jiàn)圖1)是采用敞焰擴(kuò)散式燒嘴。燃料為天然氣。模具在托輥上旋轉(zhuǎn)并邊加熱邊加工．?dāng)U散式燒嘴置于模具下方．由于燃?xì)馀c空氣是邊混合邊燃燒．燃燒不完全且火焰溫度較低(模具外壁產(chǎn)生大量的炭黑)。以DN1200mm的模具為例．環(huán)境溫度20℃，模具整體溫度(內(nèi)壁)達(dá)到規(guī)定溫度200℃，需要時(shí)間長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于生產(chǎn)節(jié)奏。另外，由于燒收稿日期：2012—07—03作者簡(jiǎn)介：聞?wù)掠?1970一)，男，工程師，主要從事冶金熱能工程的設(shè)備維修與技術(shù)改造工作．32嘴不能均勻布滿(mǎn)整個(gè)模具，模具溫度均勻性不好，故改用第二種方式。圖1采用敞焰擴(kuò)散式燒嘴加熱示意圖模具托輥

5、擴(kuò)散』℃燒嘴第二種方式(見(jiàn)圖2)采用高壓噴射式燒嘴。燃料為天然氣。模具在托輥上旋轉(zhuǎn)并修復(fù)加工，在其兩側(cè)各有一排高壓噴射式燒嘴，每排20個(gè)，每個(gè)50kW，總計(jì)2000kW。仍以DN1200mm的模具為例，環(huán)境溫度20℃，模具整體溫度(內(nèi)壁)升到規(guī)定萬(wàn)方數(shù)據(jù)工業(yè)爐第35卷第1期2013年1月溫度200oC，需要時(shí)間大約3．5h，而天然氣的消耗高達(dá)200m3／h。在冬季，由于模具散熱量大，溫度上升速度更慢。位置黼圖2采用高壓噴射式燒嘴加熱示意圖凋整器該方式，單個(gè)燒嘴火焰高溫區(qū)域小，為了加熱均勻．燒嘴要沿整個(gè)模具軸向布滿(mǎn)。雖然火焰溫度很高，但燃燒的火焰氣流速度很快．其停留在工

6、件表面時(shí)間短．傳熱效率很低?；谝陨戏治觯岣呒訜崴俣?，降低燃料消耗，必須從提高火焰溫度、增加傳熱效率人手。按此思路設(shè)計(jì)了新的模具加熱設(shè)備。2燃?xì)饧t外輻射加熱模具設(shè)計(jì)燃?xì)饧t外輻射加熱技術(shù)．空氣系數(shù)小、燃燒速度快(火焰長(zhǎng)度短)、燃燒溫度高，可以實(shí)現(xiàn)較大傳熱面積，恰好可以克服前述加熱方式的弱點(diǎn)．大幅提高熱效率和加熱速度。2．1設(shè)計(jì)計(jì)算按照輻射加熱的模式．首先核算加熱所需輻射面積和功率。已知條件：模具直徑、重量m、初始溫度t。、終了溫度￡：、模具轉(zhuǎn)速、模具材質(zhì)的比熱Cp加熱時(shí)間T。(1)模具吸熱計(jì)算Q吸=mcp(t2-t1)(2)模具散熱計(jì)算Q散=aA(tz-t1)式中：

7、Q一換熱系數(shù)A一模具表面積(3)所以總共需要通過(guò)輻射達(dá)到把模具從常溫加熱到規(guī)定溫度的輻射功率為：Q總=Q吸+Q散(4)輻射能力計(jì)算設(shè)定輻射板與工件表面為100～150mm．則適用公式：昕—十【(缶)4(畝)4J——‘}——一l占1占2式中：c。_輻射系數(shù)占．一輻射板輻射率s，一工件輻射吸收率兀、孔一工件和輻射板的表面溫度，Kq蠕一單位面積輻射傳熱量(5)需要的輻射面積為S=Q．e,／q輻根據(jù)最大規(guī)格DN2000模具．加熱時(shí)間為4h核算．實(shí)際需要的有效輻射面積為4．7m：。每平方米輻射板與工件之間的輻射傳熱能力要求大于62kW／m2。2．2選擇輻射板燃