Печи для отжига рулонов с системой обтекания воздушным потоком Vortex® с применением конвекционного нагрева

SECO/WARWICK предлагает изготовленные на заказ печи для отжига алюминиевых рулонов и фольги различной вместимости, включая модульные печи для отжига одного рулона и многозонные печи с точным контролем каждой зоны. Это оборудование используется производителями алюминия во всем мире: в Северной и Южной Америке, Европе и Азии.

Оснащенная запатентованной технологией обтекания воздушным потоком Vortex система для отжига алюминия в рулонах Vortex® Группы SECO/WARWICK в сочетании с обводным охладителем и программой SeCoil^® для управления и моделирования процессом дает производителям рулонов возможность значительно сократить общее время цикла в их печах, и, как результат, снизить уровень потребления энергоресурсов, увеличить производительность и улучшить качество поверхности. Ключевым элементом этой системы является увеличенный коэффициент теплоотдачи, что достигается в результате высокой скорости циркуляции воздуха с обеих сторон рулона. Это обеспечивает передачу тепла через края рулонов, а не как это бывает в других системах, только через внешний виток рулона.

При отжиге рулонов основной задачей является оптимизация процесса путем максимально возможного сокращения времени цикла при одновременном сохранении требуемых металлургических свойств по всей поверхности садки.

Система струйного нагрева Vortex®

Эффективность теплопроводности в рулоне алюминиевого листа значительно ниже в радиальном направлении, чем в осевом направлении. Следовательно, наиболее эффективным является нагрев рулона через края его витков. Различие в теплопроводности по двум направлениям обусловлено теплоизолирующим эффектом газа и прокатного масла между витками рулона. Система струйного нагрева Vortex состоит из рядов круглых наклонных форсунок, генерирующих спиральное вихревое движение воздуха, которое обеспечивает высокую теплопередачу без образования точек локального перегрева в рулонах. Большой объем воздушного потока, создаваемый этой системой форсунок, в сочетании с уникальной конструкцией полуосевого или центробежного вентилятора позволяет достичь более равномерного нагрева рулонов большей массой газообразной среды.

Анализ инфракрасных изображений показывает, что применение системы струйного нагрева Vortex позволяет добиться более равномерной температуры поверхности. Профили равномерности температуры на поверхности рулона демонстрируют равномерность температуры на протяжении всего цикла нагрева. Эти профили показывают, что применение системы форсунок Vortex улучшает однородность поверхности, благодаря чему поверхность садки «омывается» газообразной средой, не образуя при этом локальных точек перегрева. Система Vortex обеспечивает более быстрый нагрев садки благодаря лучшему коэффициенту теплопередачи до 150 Вт/м²K по сравнению со значением равным приблизительно 110 Вт/м²K, присущим стандартной системе прямых форсунок.

Bypass Coolers

SECO/WARWICK оснащает печи для отжига запатентованными обводными охладителями, обеспечивающими охлаждение в защитной среде. Охлаждение играет ключевую роль с точки зрения металлургических свойств и перемещения садки. Охладители используют внутреннюю обводную систему, которая ограничивает температуру атмосферы, проходящей через теплообменник, до 175°C. Это предотвращает спекание улетучивающегося прокатного масла на ребрах теплообменника. Охладители предназначены для охлаждения погружением, запрограммированного или вспомогательного охлаждения и изготавливаются стандартного размера или по размерам заказчика. Охладители могут устанавливаться сзади или сбоку печи, в зависимости от наличия свободного пространства. Кроме того, существует возможность установить обводной охладитель на уже имеющуюся у заказчика печь для отжига. В настоящее время большое количество таких охладителей от Группы SECO/WARWICK уже работает в печах для отжига алюминия в рулонах и алюминиевой фольги. Новейшая версия обводного охладителя не требует наличия фундаментного приямка.

Программное обеспечение SeCoil^®для контроля и моделирования процесса

SeCoil^® – это система моделирования нагрева рулона в оснащенной системой Vortex® печи, которая основана на математической модели с использованием известных математических принципов (феноменологическое моделирование). Система моделирования SeCoil^® может быть расширена мета-моделью, использующей искусственный интеллект (моделирование поведения). Преимуществом феноменологической модели является ее универсальность, поскольку в ее основе лежат известные законы физики. Разработанная математическая модель принимает во внимание вариативность многочисленных параметров, включая температуру и скорость выхода нагревающей среды, тип сплава, толщину листа и размеры рулонов. Применение современных методик численного расчета позволяет идентифицировать имеющееся в данный момент поле распределения температур в сечении нагретого рулона. Система моделирования SeCoil® дает возможность проводить моделирование кривой нагрева в любой точке, расположенной вдоль продольного сечения рулона (виртуальная термопара). Система SeCoil® также предоставляет информацию о тепловом состоянии рулона в любой момент времени в процессе обработки. Следовательно, эта система может находить широкое применение при прогнозировании кривых нагрева для различных типов рулонов и условий термообработки (температура печи, эффективность смесителя), а также с целью осуществления постоянного контроля за процессом отжига без необходимости использовать термопары садки (контролирующее устройство). Мета-модель была разработана с использованием методов искусственного интеллекта (моделирование поведения) и может использоваться в качестве альтернативы или как дополнительный инструмент в сочетании с системой, основанной на феноменологическом моделировании. В отличие от феноменологической модели, поведенческая модель применима только к проверенным системам и к ограниченному числу условий работы. Однако ее точность для проанализированного диапазона данных может быть выше, чем в случае феноменологической модели.

С металлургической точки зрения важными параметрами термообработки являются температура окончательной периодической обработки и время выдержки, которые определяют процесс рекристаллизационного отжига и должны жестко соблюдаться. Таким образом, система автоматического регулирования и управления SeCoil^® призвана решить две основные задачи: поддерживать в течение максимально длительного времени адекватную рабочую температуру воздушной среды с целью минимизации времени нагрева, а после достижения заданного значения температуры садки, уменьшить рабочую температуру во избежание резкого превышения заданной температуры сад

С экономической точки зрения наиболее значимым параметром является общее время обработки, которое напрямую влияет на энергопотребление. Уникальная система SECO/WARWICK позволяет сократить время обработки без риска перегрева садки. После того, как оператор введет параметры процесса и рулона, система моделирует процесс, и собранные данные могут в конечном итоге использоваться для точной настройки рецептуры и оптимизации времени процесса до начала обработки.

/ Высокая эффективность
Эффективность процесса может быть увеличена до 30% по сравнению с традиционными системами для отжига – без образования точек локального перегрева.

/ Высокое качество
Получение материала с более однородными свойствами, снижение локального растрескивания и отсутствие пятен от прокатного масла.

/ Снижение эксплуатационных затрат
Снижение уровня энергопотребления, необходимого для циркуляции газа.

/ Эластичная конструкция
Рулоны различного диаметра, ширины и толщины листа.

/Отжиг и гомогенизация алюминиевых рулонов

/ Аэрокосмическая
/ Автомобильная.

/ сокращает время обработки элементов до 30% по сравнению с другими доступными технологиями,

/ повышение производительности и, следовательно, снижение энергопотребления и затрат,

/ применены горелки с авторекуператором с высоким КПД до около 86%, а также экологическая изоляция соответствующей толщины для оптимизации потерь тепла через стены,

/ используемый инновационный инструмент SeCoil® позволяет проектировать, оптимизировать и контролировать процесс нагрева рулонов алюминиевого листа в режиме реального времени,

/ Vortex использует рекуперацию тепла выхлопных газов для нагрева азота. В последней версии 2.0 он оснащен более эффективной системой прямых форсунок.

ЗАПРОС СМЕТЫ