烘干炉教材

烘干炉部分编制审核日期烘干炉培训教材第一部分通用知识一涂料的成膜1.1概述固化（干燥，又称烘干热固化）是工业涂装工艺的三大基本工序之一。

干燥、固化、烘干的区别：干燥：在日常生活中使潮湿的东西变成干燥的东西的过程称为干燥，即将水分，靠溶剂物理作用挥发掉，使物件变干（如涂装前处理和湿打磨后的干燥工序）。

涂覆在被涂物上的涂料由液态（或粉末状）变成无定形的固态薄膜的过程，即涂料的成膜过程，称为涂料的固化较科学，概念较全面。

因涂料的成膜过程较复杂，有物理作用和化学作用，有的必须在高温下（烘干）才能固化，再加之粉末涂料的成膜不是由液态变固态。

提高物体和空气的温度，以加速干燥（或固化）的速度，即在高温下进行干燥和固化的过程称为烘干。

1.2涂料成膜过程涂料由液态（或粉末状）变成固态，在被涂物表面上形成薄膜的过程称为涂料成膜过程。

根据涂料的成膜过程不同，汽车常用涂料可分为热塑性和热固性两大类：1．热塑性涂料的成膜过程液态溶剂型是靠溶剂挥发，故又称为挥发型涂料；无溶剂或粉末热塑性涂料是靠熔融，所形成的涂膜能被溶剂再融解或受热再融化。

其成膜过程是物理作用，无化学转化作用。

属于这一类型的汽车涂料有硝基漆、热塑性丙烯酸树脂涂料、热塑性粉末涂料和PVC型车底涂料及密封胶等。

2．热固性涂料的成膜过程除溶剂挥发和熔融等物理作用外，主要靠缩合、氧化聚合、聚合等化学作用。

通过化学反应使液态的或熔融的低分子树脂转化为固态的网状结构的高分子化合物，所形成的涂膜不能再被溶剂融解，受热也不能再融化，只能焦化分解。

这一类型的涂料已是汽车制造用涂料的主流；如电泳涂料和水性涂料、热固性丙烯酸树脂涂料和热固性粉末涂料等。

随涂料的成膜温度不同，涂料又可分为自干型和烘烤型。

自干型系指在常温条件下能自然干燥成膜的涂料，有时为加速溶剂挥发，缩短干燥时间，可在80℃以下进行热风吹一下。

属于这一类涂料的如硝基漆等溶剂挥发型涂料、干性油改性的醇酸树脂涂料和油性漆等；烘烤型系指必须在高温下烘烤才能干燥成膜的涂料，例如氨基树脂面漆，俗称烤漆，他必须在（100～140）℃下烘干才能形成达到规定性能的涂膜。

二涂膜的干燥方法及过程涂膜的干燥（固化）方法可分为自然干燥、烘干和照射固化等三种，又可详分如下：自然干燥（在常温呈自然状态干燥，故俗称为自干或气干）自然干燥（在常温下呈自然状态干燥，故俗称为自干或气干）低温（100℃以下）热风干燥（加热方式以对流为主。

也采用辐射式）干燥加热干燥中温（100～150）℃烘干（加热方式有对流、（固化）（固化）高温（150℃以上）烘干辐射和感应等）催化固化紫外线固化照射固化电子束固化汽车涂装的成膜过程主要是烘干，汽车修补涂装采用自干较多，照射固化在汽车工业中几乎不用。

为确保涂膜质量，涂膜干燥、自干或烘干场所应具备下列条件：1）烘干室内或自干场所要清洁，无灰尘，空气要干净。

2）温度应符合涂料的技术要求，过高或过低都会影响干燥效率和涂膜质量。

3）空气要流动。

在空气流动的场所（或烘干室内）要比空气不流动场合涂膜干燥得快，因空气流动有利于溶剂的挥发。

4）无论在自干场所，还是在烘干室内都要设置排风换气装置，便于在干燥过程中从涂膜挥发出来的溶剂不超过一定浓度，以防溶剂蒸汽爆炸或影响涂膜质量。

三涂膜的固化过程涂膜的固化过程一般要经历以下的三个阶段：1）触指干燥或称表干。

当手指轻触涂膜感到发粘，但涂膜不附在手指上的状态。

2）半硬干燥。

用手指轻捅涂膜，在涂膜上不粘有指痕的状态。

3）完全干燥。

用手指强压涂膜也不残留指纹，用手指急速捅涂膜，在涂膜上也不留有伤痕的状态。

在烘干场合，涂膜达到完全干燥时涂膜的各项性能应最佳，如果烘干温度过高，烘干时间过长，则会产生涂膜过烘干弊病，轻时影响涂层间的附着力，严重时涂膜变脆，甚至脱落。

四烘干设备4.1 烘干室的分类为适应涂装工艺和平面布置的需要，汽车涂装用的烘干室的类型和形状很多，一般按用途、结构形状、热源和加热方式分类：1．按用途分类根据汽车涂装工艺中使用烘干室的目的，可按它们的用途名称来分类。

如：电泳烘干室；PVC烘干室；中涂烘干室、面漆烘干室、水性涂料烘干室，…，等。

基于不同用途的烘温要求不同，烘干室又可分为低温、中温、高温三种。

2．按形状和工件的通过方式分类按被涂物通过烘干室的方式不同，汽车涂装用烘干室可为通过式、箱式和多行程烘干室。

通过式和多行程式烘干室一般都用地面或悬挂式输送链连续运送被涂物。

随烘干室的被涂物进出口端的结构不同，通过式烘干室又可分为直通式、桥式（在日本又称为“山”型）和“∏”字型（在德国又称“A”字型）烘干室。

桥式烘干室的被涂物进出口端有一定的倾斜角度（悬挂式输送的倾斜角为20°～30°；地面输送为15°～17°）；被涂物（如车身）在“∏”字型烘干室的进出口端呈垂直升降，采用滑撬式输送系统，“∏”字型烘干室为单行程，为适应高产量，可并列布置两个烘干室对一条喷漆线。

桥式和“∏”字型烘干室与直通式比较，除占地面积稍大外，其最大优点是保温性能和烘干室内温度均匀性好；它们的进出口端上部的高度较烘干室底板低，因热空气的密度较轻，集中在烘干室内不易向炉外逸出，这样不仅热损失明显地减少，并对工位环境也有较大地改善。

因此桥式和“∏”字型烘干室在新建的汽车涂装线中已占主导地位。

3．按热源的种类分类随地区动能供应源不同，涂装用烘干室的加热源有：气体燃料（天然气、城市煤气、工业煤气）、油（轻质柴油、煤油）、电、蒸汽或高压热水等。

不同热源的烘干室加热装置的结构相差甚大，燃气和燃油的结构相仿。

电加热适用于对流、辐射和感应三种加热方式。

4．按加热方式分类可分为辐射式、对流式和两者结合式的烘干室。

在汽车涂装领域中，由于汽车零部件的外形和结构复杂，为使被涂物工件加热均匀，后两种加热方式使用较多。

4.2 烘干室的组成烘干室由烘干室实体、烘干室两端的进、出口端壳体、热传递系统、电控和测温记录系统等组成。

1．烘干室实体（俗称通道）它是烘干室的保温壳体。

在静力学方面应有自行装载的功能，能装载输送系统和通风管路；在热力学方面应有良好的热绝缘，没有“热桥”，内墙壁的气密性好；便于维修与清理能进行快速、清洁地安装；具有可膨胀性。

烘干室实体一般是镶板式结构，德国杜尔公司设计的烘干室，是在工厂焊接成6m或9m 长的实体模段，再运往现场焊接成烘干室实体（可任意数量进行组合），这种结构能确保上述性能，并优于镶板式结构，尤其是气密封和热绝缘性能达到十分理想的状态。

2．烘干室两端的进、出口端壳体由于烘干室有效空间的气温高于外界和周围设备的温度，如果没有特别的防护措施，大量的热空气和蒸汽将会散发出来，并有冷空气的侵入。

在烘干室两端进、出口出采用的保护装置有以下三种形式：1）设置上下升降或左右开的炉门（仅适用于间歇式烘干作业）。

2）设置斜式进、出口端（桥式烘干室）或垂直升降式进、出口端（“∏”字型烘干室），使烘干室底面高于进、出口的上缘，利用热空气比冷空气轻来隔热。

3）在烘干室进、出口端设置风幕间隔区段。

3．热传递系统在汽车制造业中，绝大部分涂装用烘干室装备有辐射加热和对流加热系统两种。

辐射热传递是采用直接加热的辐射元件（有电加热辐射元件和烟道气加热的辐射板），通常设置在烘干室的加热升温区，尤其在烘干中涂、面漆场合，在烘干室升温区使用辐射加热，可确保高要求的无尘，也可最大限度地避免灰尘卷起。

对流热传递是通过循环空气对流，其优点是若加热几何形状复杂地被烘干物，气温度分布非常均匀。

循环空气的加热是靠电加热器或热交换器（一般以高温烟道气或蒸气为加热介质）、循环风机及风管等，以一定的风速在烘干室内内部循环。

4．烘干室的电控和测温记录系统先进的烘干设备已采用微机控制系统控制温度和加热系统。

4.3 冷却室冷却室，又称强冷室，即靠吹冷风强制刚从烘干室出来的被涂物降温，以适应下道工序的需要和不影响厂房的气温。

冷却室应紧接烘干室的出口端布置，一般为1～2个车位。

冷却室有吹冷风箱的壳体、送排风机组、送排风管等主要部件组成。

冷却所需的冷空气从厂房外吸入，一般情况下还需要经过过滤器，然后靠风机送到冷却室两侧的风道，再通过喷嘴吹向被冷却物上。

加热后的空气从冷却室的上部吸出，排向室外，或当室外气温较低时部分循环使用，如在冬季新鲜空气与循环空气混合使用，可提高气温，节省能源。

见下图：图一冷却室供、排风系统1－过滤器2－电动机3－控制器4－冷却室本体在理想状态下，被冷却后的工件温度不超过冷却空气温度（10～15）℃（即略高于室温，40℃左右）。

冷却作用只适用于工件的表面。

要注意决不允许烘干室的废气串入冷却区，因烘干室的废气在高温下呈气态，在冷却时迅速冷却。

冷凝物滴落在被涂物上污染漆面或造成涂膜弊病。

五烘干室注意事项在质量性能方面：应遵循被烘干物的温度－时间曲线；被烘干物的温度分布均匀；烘干室内应清洁、无尘；避免烘干过程中产生的分解物冷凝。

在节省能源方面：能源回收；炉门；对外的绝热措施。

在符合法规方面：对环境的影响――散发物（有机挥发物VOC）；对工位安全规范上――防爆、溶剂、气味。

为确保烘干室的安全性，烘干设备内的溶剂蒸汽浓度不允许超过一定极限值，为此必须保证炉内换气充分。

烘干室内应绝对清洁。

所供的新鲜空气和循环空气都必须全部过滤；烘干室内不允许有灰尘和污物，应定期清扫；不允许使用任何含有有机硅的材料。

第二部分涂二“∏”式烘干室概述一烘干炉总述电泳烘干室、中涂烘干室、面漆烘干室，采用“∏”型烘干室；多用途线烘干室、PVC烘干室采用直通式烘干室。

所有烘干炉都是采用空气对流加热方式。

烘干室的热源，均采用天然气（初期采用空混液化气）。

烘干室的焚烧加热装置采用TAR型焚烧炉。

烘干温度：电泳烘干室约180℃，PVC烘干室约140℃、中涂烘干室约160℃、面漆烘干室140℃，多功能烘干室约为150℃（以上皆为工件温度）。

温度自动和手动控制，自动数字显示，自动记录，自动和手动调节，并设有防过烘功能，以确保工件升温、保温时间和工艺温度曲线符合要求。

升温时间不超过1小时，保温层外表温度不超过40℃（工作时）。

危气采用直燃法处理。

废气排放温度不大于160~180℃，换热再利用，用来加热出、入口风幕空气（与工艺温度有关）。

设有安全措施和安全控制机构（天然气自动点火、火焰监控、燃气混合、压力调节、自动调节风阀、自动控制、天然气放散管等安全结构）。

二烘干炉结构确保烘干室结构，适应温度的变化，不允许烘干室内危气外溢（壁板、两端开口处），内壁板采用整体焊接结构。

电泳烘干室壁板保温层为170mm，其它烘干室壁板保温层为150mm。

为防止烘干室入出口处滴落冷凝物的问题，入出口处装热风幕。

中涂、面漆、多功能线烘干室入口处设有消防灭火系统。