[01342730]一种金属管连续加热喷涂系统

(1)课题来源与背景 课题来源于企业横向课题：上海宝山钢铁股份有限公司《荒煤气换热器内壁纳米不粘涂层工艺开发及应用》;江苏中天能源设备有限公司《换热管外壁不粘涂层涂装技术开发》 换热器是工业生产装置中的重要节能设备,存在两大问题,高温粘结和腐蚀,高温粘结问题导致换热器换热效率降低,腐蚀问题导致换热器寿命缩短。金属换热（光管、翅片管等）是钢铁行业中强化余热余能利用、进行深度余热回收的重要换热器组件,金属换热管质量的好坏直接影响换热器的换热效果以及换热器的使用寿命。目前换热器在回收低温烟气或煤气余热过程中主要存在金属换热管表面积灰、粘结和腐蚀问题。 现有技术中,常采用喷涂装置在金属换热管表面喷涂涂料来减少金属换热管表面的积灰、粘结和腐蚀问题,其中对于金属换热管的喷涂装置及涂装方法也有相关的研究,如专利号为CN101773891A的小口径金属管内壁喷涂装置及喷涂工艺,专利号为CN107737681A的一种用于喷涂大管径内壁的装置。这些研究中,对金属管的喷涂有一定的促进作用,但主要针对管内壁涂料的涂装,针对换热管外壁涂料的涂装研究较少,特别是小管径外壁涂料的涂装,主要是由于涂料涂装过程中需要避免磕碰,实现难度较大。且换热器涂料多需要通过高温热烘烤进行流平固化,工艺相对复杂,现有的涂装技术很难实现涂装、高温固化一体化施工。进一步,目前相关技术多只能进行单层涂料的涂装,不能实现涂料的多层涂装,限制较大。 综上所述,针对现有研究存在的不足之处,展开了新型小管径金属管外壁涂料涂装设备的开发及涂装工艺研究,该装置可以实现金属管涂料涂装过程的自动进行,可满足不同涂层对不同加热制度的要求,且可实现涂料的多层涂装。 （2）技术原理及性能指标 金属管加热喷涂装置主要针对金属换热管外壁涂料喷涂。金属管连续加热喷涂系统,包括旋转机构、加热机构、喷涂机构、支撑机构、移动机构和支杆;支杆穿过加热机构,加热机构上设有喷涂机构,支杆的两端置于旋转机构之上;支杆上套有金属管,支杆的下方设有将支杆顶起的支撑机构和推动金属管的移动机构;加热机构分为三段式,包含预热段、低温段和高温段。 施工过程中,首先设定好三段式加热炉的温度,将金属管套装在支杆上,通过移动杆推动金属管沿着支杆向前移动,依次通过加热炉预热段、低温段和高温段,预热段实现金属管预热,低温段实现底料的低温流平,高温段实现涂料的高温固化;在预热段和低温段中间进行底料喷涂,低温段和高温段中间进行面料喷涂;金属管前进过程中,通过支杆两端的电机带动支杆旋转进而带动金属管旋转;通过两端的支撑杆实现金属管件的放入和取出。 （3）技术的创造性及先进性 传统的管壁涂料涂装主要针对金属管内壁涂料,针对外壁涂料涂装研究较少,特别是小管径外壁涂料涂装。本研究中开发的装置可以实现金属基材预热、底料喷涂、底料低温流平、面料喷涂、高温固化等过程的自动进行,可满足不同涂层对不同加热制度的要求,且可实现涂料的多层涂装。加热机构上均设置有沿水平方向贯通加热炉内部的圆筒形炉膛,该圆筒形炉膛与金属管的结构相适应,加热效率较高,能够方便的对金属管进行整体加热,且圆筒形加热炉使管壁受热均匀;圆筒形炉膛只是在水平方向上延伸,大大缩小了加热炉在垂直方向上的尺寸,实现了装置的小型化,节约了成本。金属管连续加热喷涂系统,通过支撑机构和移动机构的配合使用,能够实现金属管的连续加热喷涂,克服了现有技术中每次只能加工一根金属管的不足。 （4）技术成熟程度、适用范围和安全性 这一技术在相关项目中已得到了实验验证,应用结果表明上述装置具有显著的效用。这一装置显著提高了换热管外壁涂料涂装的施工速度和连续性,显著提高了施工效率。 该技术主要应用于金属换热管外壁涂料涂装领域。技术安全性程度高。 （5）应用情况及存在问题 目前该技术主要应用于两项企业横向课题中,获得了良好的效果。该技术的推广应用需要进一步宣传。 （6）历年获奖情况 [1] 2015 第八届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛全国三等奖全国大学生节能减排社会实践与科学竞赛委员会 [2]2016 第九届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛校赛三等奖安徽工业大学学科竞赛委员会 [3]2017 第十届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛校赛三等奖安徽工业大学学科竞赛委员会 [4] 2018 “创青春·挑战杯”安徽省大学生创业大赛省赛金奖共青团安徽省委、安徽省教育厅、安徽省人力资源和社会保障局、安徽省科学技术协会、安徽省学生联合会 [5] 2018 第十一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛校赛一等奖安徽工业大学学科竞赛委员会 [6] 2018 第四届“互联网+”大赛校赛一等奖安徽工业大学学科竞赛委员会