inom flygindustrin är industriugnar en viktig del i processen för tillverkning och renovering av delar. Oavsett om det är glödgning av metall för att stärka delen och lindra stress, torkning av färg och härdning av kompositer eller del avsprödning för att mjukna och rehabilitera komponenter i underhåll och reparation, kan det vara nyckeln till effektiv, låg kostnad drift av flygindustriella ugnar.
1. Vad behöver jag veta om industriell ugn energianvändning?
i cirka 100 år har naturgas använts för att värma industriella ugnar. Traditionellt sattes luft i en brännare och blåses till den andra änden av ugnen med fläktar eller fläktar. Den varma luften omringade produkten oavsett storlek eller form, som så småningom värmdes till den genomsnittliga ugnstemperaturen. I allmänhet kan industriella ugnar värma produkten upp till cirka 1000 F, med typiska driftstemperaturer i intervallet cirka 180 F, 450 F och 500 F.
Gas med uppvärmd, cirkulerad luft, känd som konvektion, är bra för uppvärmning av en hel ugn snabbt och för uppvärmning av oregelbundet formad produkt, särskilt i partier, eftersom luften kommer in i dess krokar och krokar. Men mycket energi går förlorad genom uppvärmning av hela ugnen, från uppvärmd luft som lämnar framsidan eller baksidan av ugnen och från att driva sina fläktar eller fläktar. Även med modulerande brännare uppvärmning med gas är i huvudsak en all-on eller all-off process, vilket är ineffektivt eftersom uppvärmning av hela ugnen krävs för även små delar.
2. Vad är den mest effektiva formen av industriell ugnsvärme?
medan människor antar att gasdrivna industriugnar kostar mindre än elektriska, kan elektriska faktiskt vara billigare och effektivare. Idag är ett av de mest effektiva sätten att värma en industriell ugn med osynlig elektrisk, infraröd energi, som inte kräver uppvärmning av hela ugnen, och har inga fläktar, fläktar eller rörliga delar så det är helt tyst. Infraröd energi uppstår inom det elektromagnetiska spektrumet som ger värme när produkten absorberar ljuset, vilket är osynligt eftersom det ligger under det synliga ljusspektret.
”Gas är som en eldsprutande drake; det blir varmt just nu men saknar energieffektivitet, finess och kontroll av elektrisk infraröd”, säger Jesse Stricker, VD för Intek Corp., en Union, MO-baserad designer och tillverkare av industriella ugnar, värmare, värmeelement, processkontrollsystem och materialhanteringsutrustning. ”Elektrisk infraröd är särskilt effektiv på utsatta ytor som torkfärg och härdningskompositer och för kontinuerliga industriella inline-värmeprocesssystem som band-eller monorailtransportörer.”
på grund av elektrisk infraröd energieffektivitet har den också antagits för rymduppvärmningsapplikationer. Till exempel kan några av våra elektriska infraröda rymdvärmare köras på endast 700 watt, men ger samma användbara värme som en 1500 watt konventionell enhet som använder en fläkt, fläkt och värmespolar. 700 watt är ungefär hälften av den önskade effekten hos en vanlig hårtork. Eftersom den låga wattal drar mindre ström, pluggning i flera värmare är mindre benägna att resa elektriska brytare, vilket är ett vanligt problem med mindre effektiva värmare.
ett av de enklaste sätten att minska industriugnens energibehov, fokusera värme och optimera prestanda är med zonerade, modulära elektriska infraröda värmare. Liksom Lego-block blir dessa elektriska infraröda värmemoduler, vanligtvis i 12″ x 24″, 12″ x 36″ eller 12″ x 48 ” storlekar, strukturella medlemmar i ugnen. Eftersom vissa inkluderar integrerade hängare, monteringsfästen och trådanslutningar kan de utformas för att fungera individuellt för små områden, sammanfogas för större områden och kan hängas i taket eller väggmonteras för effektiv uppvärmning.
bandtransportörugnarna eller monorailtransportörugnarna som ofta används inom flygindustrin kan också ge ett annat kontrollelement. Individuella värmezoner kan förses med separata kontroller, vilket möjliggör större, mer konsekvent uppvärmning av produkten på en automatiserad, Handsfree-basis.
” om ett flygföretag värmer en mindre komponent är det inte nödvändigt att värma hela ugnen”, säger Stricker. ”Istället är det mer effektivt att värma bara de nödvändiga värmezonerna i ugnen.”
” för den största ugnseffektiviteten och flexibiliteten kan elektriska infraröda värmare ge nästan obegränsade uppvärmningszoner som kan slås på eller av efter behov”, förklarar han. ”Uppifrån och ned, framifrån och bakåt, kan varje fot i en transportörsugnsväg zoneras för maximal, kontinuerlig processuppvärmningseffektivitet, övervakad av ett termoelement i varje zon. För att anpassa sig till enskilda delar som går genom ugnen timme för timme kan smarta styrenheter användas för att säkerställa temperaturtolerans och konsistens också.”
en annan fördel med elektrisk infraröd uppvärmning är att den är mycket exakt och justerbar, vilket kan bidra till att ge de snäva temperaturtoleranser som ofta krävs inom flygindustrin. Eftersom infraröd våglängd korrelerar med temperatur och energi absorberas i varje produkt vid vissa våglängder, tillverkare kan justera värmen för att matcha våglängden hos ett substrat i ugnen för större energieffektivitet och ugnsprestanda.
3. Hur kan jag optimera ugnsdesignen för min industriella process?
köpare tittar ofta på” standard ” industriugnar, men de flesta hamnar med någon form av anpassad lösning för att passa deras specifika krav, vare sig det gäller högre eller bredare täckning eller värmeelement med speciella spännings-eller wattvärden. Lyckligtvis kan sådana designförbättringar ofta uppnås med elektrisk infraröd för liten eller ingen extra kostnad.
anpassade värmeelement kan användas för att förbättra industriell ugnsprestanda. Till exempel kan värmeelement av glas eller keramik användas för högvärmeapplikationer, flexibelt silikongummi för lägre temperaturer, husdjup ökat för att möjliggöra ytterligare isolering eller dubbelväggisolering som används för vägginstallation.
i flygindustrin kan vissa anpassade ugnsdesigners och byggare till och med kombinera ugnstyper, såsom gaskonvektion och elektrisk infraröd till god effekt. Eftersom värmen stiger, typiska ugnar är varmare på toppen än botten, vilket kan vara ett problem i flygindustrin där konsekvent snäva toleranser krävs.
”medan många flyg-och rymdföretag fortfarande anger gaskonvektionsugnar, lägger fler till elektrisk infraröd för att självständigt styra ugnens temperaturzoner”, säger Stricker. ”För att temperaturbalansera alla områden i ugnen inom en grad eller två, kan de till exempel användas för att värma ugnens botten mer än dess topp.”
4. Måste jag köpa en ny ugn om min är ineffektiv eller underpresterande?
när en industriugn går förbi sin livslängd, förlorar den effektivitet som kan höja kostnaden, fördröja produktionen eller äventyra produktkvaliteten. Men innan du byter ut hela ugnen med en ny enhet, bör du först överväga om en ugnsanpassning eller uppgradering kommer att fungera.
ibland kan reparationer vara så enkla som att installera nödvändiga reservdelar som högtemperaturisolering, porslinsplintar, värmekontroller eller värmeelement.
även när reparationen är mer omfattande kan lösningen vara betydligt billigare än att köpa en ny ugn.
”uppdatering av industriella ugnsvärmare eller värmeelement kan ofta öka ugnsprestanda till sina ursprungliga specifikationer eller till och med förbättra dem”, säger Stricker. ”Vissa ugnstillverkare ingenjör moduler som kommer att åtgärda ett prestandaproblem, men är lätt nog för själv installation. Uppgradering från en äldre teknik som gaskonvektion till en modern som elektrisk infraröd är också möjlig.”
vid reparation, eftermontering eller uppdatering av en industriugn är det inte längre ett kostnadseffektivt sätt att förbättra prestanda, det är dags att köpa en ny ugn.
Intek Corp. är baserad i Union, MO. För mer information visi www.intekcorp.com.
Del Williams är en teknisk författare baserad i Torrance, CA.