邯鄲宏大化纖機(jī)械有限公司 楊楠/文

由于結(jié)構(gòu)上的相似，本文將維尼綸纖維生產(chǎn)中的干熱處理設(shè)備干燥機(jī)（YL401）、預(yù)熱機(jī)（YL411）、熱牽伸機(jī)（YL421）、熱收縮機(jī)（YL431）等統(tǒng)稱為烘箱。

烘箱在維尼綸紡絲后的干熱處理段是必備和特有的設(shè)備，其用途是對(duì)維綸絲束進(jìn)行干熱處理。通過(guò)熱處理，消除由拉伸產(chǎn)生的分子內(nèi)應(yīng)力，減少其收縮力，保持取向結(jié)構(gòu)，增大分子間的斂集密度，提高結(jié)晶度和耐熱水性，使纖維及織物的形態(tài)和尺寸穩(wěn)定。干熱處理是將纖維在熱氣介質(zhì)中進(jìn)行熱松弛定型的處理方式。其熱氣介質(zhì)是通過(guò)電加熱空氣介質(zhì)間接給熱。

烘箱在結(jié)構(gòu)上主要由機(jī)架、倉(cāng)體、電加熱裝置、溫控系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)組成。如圖1所示。

圖1 烘箱立面外形圖

機(jī)架的中間安裝有電熱板，下面裝電熱絲給倉(cāng)內(nèi)空氣加熱。上倉(cāng)蓋和下倉(cāng)蓋也安裝在機(jī)架上，并通過(guò)一對(duì)嚙合的扇形齒輪做同步開(kāi)合。上蓋、電熱板、下蓋形成二層絲束運(yùn)行通道，絲束在這個(gè)通道里運(yùn)行。內(nèi)部示意見(jiàn)圖2。

圖2 烘箱斷面結(jié)構(gòu)

對(duì)烘箱進(jìn)行改進(jìn)，原因在于未改進(jìn)前，傳統(tǒng)烘箱在生產(chǎn)中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，相關(guān)情況如下：

1、傳統(tǒng)烘箱的上下開(kāi)合蓋是整體式的，其保溫材料為耐熱磚或者玻璃巖棉，在實(shí)際生產(chǎn)的高溫狀態(tài)下，由于上下蓋是整體結(jié)構(gòu)，熱延伸量大，變形嚴(yán)重，導(dǎo)致上下蓋基本都無(wú)法閉合到位，倉(cāng)內(nèi)熱空氣外泄。

2、上下蓋材質(zhì)為鍍鋅板，使用一段時(shí)間后腐蝕嚴(yán)重，同樣使熱空氣外泄。

3、加熱元件采用電熱絲，安裝維修困難。且其在工作時(shí)長(zhǎng)期暴露在空氣中，壽命短，容易損壞。

上述三點(diǎn)所表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題在各個(gè)維綸廠都是長(zhǎng)期以來(lái)想要解決而無(wú)法解決的。這三個(gè)問(wèn)題其實(shí)只是表象，由這三個(gè)問(wèn)題所導(dǎo)致的能源、物資的巨大浪費(fèi)及生產(chǎn)線操作環(huán)境的惡劣才是大家關(guān)心的重點(diǎn)。雖然近些年有些嘗試來(lái)拋棄烘?zhèn)}，比如使用懸臂輥的連續(xù)烘房，利用循環(huán)熱空氣進(jìn)行干熱處理等，但目前在產(chǎn)業(yè)化方面仍然沒(méi)有關(guān)鍵性的突破。而且，對(duì)于大量的老舊生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，設(shè)備長(zhǎng)度約束了其更換改造的可能性。

針對(duì)上述情況，我們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，對(duì)烘箱的一些關(guān)鍵部位進(jìn)行了設(shè)計(jì)改造，具體如下：

1、老式烘箱結(jié)構(gòu)只有上蓋和下蓋，改進(jìn)設(shè)計(jì)將其分解成上蓋外殼、上蓋內(nèi)膽、下蓋外殼、下蓋內(nèi)膽，在內(nèi)膽承受高溫延伸時(shí)，外殼受到的熱傳導(dǎo)影響很少。

2、內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)在烘箱長(zhǎng)度方向上呈分塊形式，每塊之間預(yù)留有間隙，適應(yīng)高溫下材料線膨脹，工作時(shí)保證整體直線度，不會(huì)變形。

3、保溫材料由玻璃巖棉改為硅酸鋁纖維（陶瓷隔熱纖維），并按照內(nèi)膽形狀分塊安裝，充分阻斷熱空氣散失。

4、上下蓋材料改為SUS304鋼板，防止腐蝕變形，外形美觀。

5、加熱元件用石英管代替電熱絲，安裝方式為卡扣式。石英管性能穩(wěn)定，熱效率高，壽命長(zhǎng)?？凼桨惭b方便快捷，且使得電源線遠(yuǎn)離熱區(qū)，安全穩(wěn)定性高。

圖3 安裝中的新型干熱處理烘箱

目前，新型的烘箱在PVA水溶纖維、PVA高強(qiáng)纖維生產(chǎn)線上相繼開(kāi)車運(yùn)行，該設(shè)備外形美觀漂亮，閉合嚴(yán)密，保溫效果好，受到了用戶的好評(píng)。

改進(jìn)前后效果的對(duì)比，我們可以先直觀看到：老式烘箱外表溫度很高，操作工人的手根本無(wú)法接觸外殼表面，稍不注意碰到就會(huì)燙傷。新型烘箱開(kāi)車穩(wěn)定生產(chǎn)后，操作工人可以將手放在烘箱表面，也就是說(shuō)，在內(nèi)部工藝溫度不變的情況下，其表面溫度可以穩(wěn)定在40℃左右。熱量損失大大降低了，操作安全性提高了。

再?gòu)碾娯?fù)荷經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，以水溶生產(chǎn)線為例，以前使用老式烘箱時(shí)每個(gè)單面（六個(gè)紡位，四臺(tái)烘箱）正常穩(wěn)定工作時(shí)的實(shí)測(cè)單相電流為210A，其電功率為：

則其整條生產(chǎn)線總功率為 138.6×2=277.2 kW。

再來(lái)看看新型烘箱，其每個(gè)單面（六個(gè)紡位，四臺(tái)烘箱）正常穩(wěn)定工作時(shí)的實(shí)測(cè)單相電流為185A，其電功率為：

則其整條生產(chǎn)線總功率為P2=P2’×2=122.1×2=244.2 kW。

依照這個(gè)數(shù)據(jù)，每條線相比以前下降的電功率為：

每年按照300個(gè)工作日計(jì)算，每條生產(chǎn)線可節(jié)電將近一萬(wàn)多度。同時(shí)，紡絲車間的環(huán)境溫度明顯下降，操作人員的工作條件得到了改善。