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第三章黄区 3.3消失模模型簇烘干

发布时间：

2022-03-17 13:15

来源：

前面两节讲到了涂料的种类、搅拌和涂刷，涂料涂刷完毕以后就需要进行烘干处理，只有达到使用要求之后才能应用到实际生产中。

3.3.1模型烘干的重要性

搅拌好的涂料用浸、刷、淋和喷的方法将模型组涂覆，涂料的涂刷最好不要一次完成，一次完成涂刷会使涂层变厚，涂料易开裂，一般是分三次涂刷。每层涂料上完后必须要烘干，才能进行下一轮涂刷或造型，如果涂层没有干透，浇注时钢水遇到水分会产生大量的气体，造成返喷，消失模铸造中如有操作失误时常发生返喷现象，但是如果返喷严重可能会危及浇注工的人身安全，所以必须给予重视；另外涂层如果没干透，涂料的透气性就差，气体无法及时排出，容易使铸件产生气孔、渣孔，造成废品。

所以，烘干也是消失模铸造过程中比较重要的一个环节。

因为EPS模型内部和涂层都含有水分，而EPS在80℃左右就发生软化变形，所以合理的烘干温度应该在45-55℃之间。在烘干过程中除控制温度外,还应该注意湿度的控制,湿度不能高,否则使涂料不能干透,会造成气孔缺陷，一般控制空气湿度≤30%。良好的烘干房应该温度分布均匀，可控，空气对流畅通，保温效果好，湿度调控合理。

在烘干涂层时应该注意以下几点：

① 烘干过程中，要注意模型合理放置和支撑，防止变形；

② 烘干结束时要检查是否彻底干燥（上下左右前后内外）；

③ 烘干后的模型应放置在湿度较小的地方，放置稳妥以防受潮、变形等。

下面图片注意检查边角、内部是否彻底干燥：

图3.3.1 弯头 图3.3.2 电机壳 图3.3.3 模型簇

3.3.2烘干房要求

所以，我们在设计烘干房时就需要满足下面这些要求：

首先就是温度和湿度，一般要求热干空气温度在45-55℃之间，空气湿度≤30%，如在良好通风的烘干设备中烘干则效果更好。然后根据涂料的涂刷工序我们又把烘干房大致分为了四类：白膜烘干房、一次涂刷烘干房、二次涂刷烘干房和三次涂刷烘干房，方便模型的分类储存和控制烘干时间。第四个就是烘干房的空间尺寸，根据烘干架层数与铸件尺寸，方便工人拿取模型，一般无特殊尺寸铸件（铸件尺寸在1米以内）情况下高度在2.5米内。第五个，烘干房门洞尺寸，根据铸件尺寸定制烘干架，要求烘干架转弯方便，物流畅通。门洞尺寸过小不易于物流运转，一般宽度在2.5-3米左右；而且，活动门要求密封性良好。

3.3.3烘干房设计

了解了这些要求之后，我们就可以开始设计烘干房。

1、设计烘干房，我们首先要确定的就是烘干房的面积。

①因为客户的产量和铸件是已知的，根据产量我们就可以计算出每小时所需要的EPS模型数量n，根据铸件尺寸计算出合适的烘干架尺寸和每个烘干架所能够放置的EPS模型数量x，根据这两个数据我们就可以计算出单位时间所需的烘干架数量；

②然后，由工作制计算出一天所需的盛满模型的烘干架数量，根据车间布局和烘干架占地面积，计算出一天所需的盛满模型的烘干架的总占地面积；

③根据工艺要求，白模烘干时间为1-2天，一次涂刷与二次涂刷烘干时间分别大约为半天，三次涂刷的烘干时间不低于一天，并且三次涂刷烘干房需储存可随时使用的黄模；

④根据不同烘干房所需时间及物流运转得出：烘干房的面积不低于4天生产所需烘干架的总占地面积。

对于上面提到的烘干架，要方便拿取模型，每节的高度和烘干架宽度根据模型的尺寸确定，总高一般不超过1.5米。另外，烘干架的支撑可以用角钢、扁钢或钢筋棍制作，需要特别注意的是，在采用角钢和扁钢的时候，应该让厚度方向竖直放置，也就是与模型接触的面越小越好。对于已经刷过涂料的模型，较宽的接触面有可能破坏涂层。

2、接下来讲解烘干房内的烘干方式。

目前流行的烘干技术主要是紫外烘干，红外烘干，电磁烘干和热风烘干。它们各有特色，广泛运用在各种机械设备和食品的烘干。其中消失模行业常用的烘干方式有以下几种。

根据加热和散热方式和生产模式，我们可以把烘干房分成以下三类：

① 常规的加热器室内加热烘干房

② 隧道式烘干房

③ 阳光采集式烘干房

①常规的加热器室内加热烘干房

常规的加热器室内加热烘干房通常采用电加热、蒸汽加热或电、汽混合加热的方式。目前，国内较为先进和实用的是温湿度自动调节和控制的节能保温烘干房。这种保温烘干房采用民间房屋加保温板，或者直接采用大约20公分厚的阻燃泡沫复合保温板和彩钢板制作，墙体和门缝都具有良好的密封性，保温效果好。模型烘干达到干燥状态时重量恒定，烘干时间必须通过试验确定，涂层的干燥初期速度较快，一般有70%-80%的水分在全部干燥时间的20%-30%内即可脱水，而剩余的20%-30%的水分则需要整个烘干时间的70%-80%才能慢慢脱水。原因就是随着水分蒸发，房间内空气湿度过大，如在烘干房内安装空气除湿系统，降低烘干房内空气湿度，加速空气流通，则能大大加速模型的干燥。另外通过除湿系统除湿后的热空气还可以重新送回烘干房内，进行余热回收，循环利用，可以节省很大一部分资源。

温湿度自动调节和控制系统，就是采用温度和湿度检测装置实时监测烘干房内温度和湿度变化，如检测到温度偏高则关闭部分加热装置，湿度偏高则打开除湿系统进行除湿，整个过程无需人工干预，设定好范围后烘干房内部自动调节温湿度，节约资源。

图3.3.4 常规的加热器室内加热烘干房（蒸汽式）

图3.3.5 蒸汽烘干加热器

图3.3.6 电加热装置（13.5KW）

②隧道式烘干房：

隧道式烘干房一般是一条长的直线形隧道，底部铺设的轨道上运行窑车。有烘干管路不断进行烘干，构成了流水线模式烘干。隧道式烘干房在保证物料烘干工艺要求前提下，科学利用热力学原理，在保证表面水不干燥的同时，使热量快速进入物料内部，再利用传热梯度使物料内部水分向表面转移（防止物料开裂、起皮），然后新风快速干燥，以利于提高干燥速度，排出高湿度废热气体，利用废热回收器预加热新进空气的方式，起到节约能源作用。

图3.3.7 单组隧道式

图3.3.8 双组隧道式

图3.3.9 自动悬链式

① 特点：

比常规烘干房可节约50%厂房投资；

比常规烘干房可节约50%能源；

比常规烘干房可缩短50%烘干时间。

② 系统概述：

闭路循环加热均质（回潮）新风废热回收干燥

图3.3.10 隧道式烘干房系统原理图

Picture 3.3.10 The tunnel type drying room systematic theory picture

本过程在同一隧道式干燥线内采用两个不同的功能区，分别完成高湿空气闭路循环与物料快速热传递使物料快速升温，两区缓冲带为均质区（回潮区），利用传热梯度使物料内部水分向表面转移，以利于干燥。干燥区外排潮气所含的热量，利用废热回收器回收，同时预加热新进空气，起到节约能源作用。空气预热后通过加热器进一步升温保持与物料最大的相对湿度差对其进行干燥，达到最佳效果，并且本过程的均质（回潮）是在进行中完成，不需要人为设置及操作，特别适合于表面水干燥。物料的行进方向与干燥空气的风向是顺向--逆向的，此过程可完全保证物料上、中、下各位置干燥均匀，并且风量、风温、干燥时间均可根据实际生产进行调节。

隧道烘干系统组成部分有：主循环系统、废热回收系统、副循环系统、控制系统和监测系统。

涂料烘干线共三条，一涂、二涂、三涂各一条，推车速度可以按实际情况（涂料波美度、挂涂厚度、流平均匀程度）进行调节，缩短或加长烘干时间，达到产品烘干要求。如烘干房采用蒸汽作为热源，则所需蒸汽压力0.3-0.6Mpa，若将冷凝水采用回收机回收，节能效果更佳。回收机是将80℃外排冷凝水回收打回锅炉使用，可节省能源，无需再将水从常温加热到80℃，直接从80℃加热至蒸发。在烘干时，应将拐角处堆积涂料较厚的地方时间适当延长或用毛刷处理后再烘干。

③阳光采集式烘干房

阳光采集式烘干房就是采用太阳能集热器进行集热，对物料进行干燥。

阳光采集式烘干房的意义和优点：

① 节约常规能源，降低生产成本，提高经济效益；

② 保护自然环境，防止因常消耗燃料而给环境造成的严重污染。

缺点：

容易受天气情况影响，雨雪天气或晚上无法进行正常供热，需要安装电加热或者蒸汽加热装置辅助加热升温。

阳光采集式烘干房的工作原理：

采用太阳能高效采集转换装置，将集中采集的太阳能从烘干房的下层均匀输入，从顶部的排气管道排出湿热废气或进行除湿后重新回收利用，在烘干房内部安装电加热装置或蒸汽式烘干加热器进行辅助加热升温，保证烘干房内温度稳定在45℃-55℃之间。