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Utilizzo efficace del riscaldamento a infrarossi nelle applicazioni di riscaldamento di processo industriale

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La tecnologia a infrarossi può ottenere molti vantaggi se utilizzata correttamente e testata per garantire che sia la migliore tecnologia per il lavoro.

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Con i processi di riscaldamento industriale che richiedono un qualche tipo di riscaldamento, essiccazione o indurimento, vengono comunemente citate diverse ragioni per migliorare il processo. I tipici fattori di miglioramento sono:

Cercando di ottenere un aumento della produttività attraverso un aumento della velocità della linea di sistema.

Una significativa riduzione dei costi energetici.

Una diminuzione dei costi di manutenzione.

Una diminuzione dei tempi di inattività.

Un miglioramento della qualità del prodotto (riducendo così gli scarti e le rilavorazioni).

Una riduzione del costo del lavoro.

Una riduzione dei requisiti di spazio al suolo.

Introduzione di un nuovo prodotto.

Un cambiamento nel proprietario o nella gestione dell'azienda.

Il desiderio di stare al passo con la concorrenza.

Il trattamento termico dell'infrarosso elettrico e del gas (IR) sono tecnologie interessanti se implementate in modo appropriato e possono fornire alcuni di questi vantaggi. Il riscaldamento a infrarossi, tuttavia, non è adatto a tutti i processi. L'infrarosso può essere usato efficacemente nel vostro?

Come l'infrarosso può aiutare

Se state cercando di aumentare la produttività, l'infrarosso è una buona tecnologia da considerare. Per la maggior parte del tempo, l'aggiunta del riscaldamento a infrarossi all'inizio di un forno a gas o ad aria calda a convezione con riscaldamento elettrico consente di aumentare dal 30 al 100% la velocità della linea e, di conseguenza, la produttività. Il calore infrarosso viene trasferito direttamente ai rivestimenti e ai substrati del prodotto, rendendo il trasferimento di calore molto più veloce del riscaldamento convettivo. Con l'infrarosso, non è necessario riscaldare prima l'aria e non è necessario spostare l'aria riscaldata ad alta velocità per poi riscaldare i rivestimenti e i substrati del prodotto.

Oggi è molto popolare tra le aziende che cercano e installano tecnologie e sistemi di riscaldamento di processo ad alta efficienza energetica, o "verdi" Molti Stati e servizi pubblici concedono agevolazioni fiscali, aliquote ridotte e sovvenzioni per farlo. Detto questo, se state cercando di ridurre i costi energetici di esercizio di un forno a gas o ad aria calda a convezione con riscaldamento elettrico, forse sarete in grado di risparmiare dal 20 al 50% dei vostri costi di esercizio con l'infrarosso. Gli infrarossi trasferiscono il calore direttamente ai rivestimenti e ai substrati del prodotto con minime perdite di calore nell'aria - e senza la necessità di preriscaldare l'aria prima di riscaldare un prodotto rivestito o non rivestito. Inoltre, nel caso di processi di verniciatura a polvere, ad esempio, con un preriscaldamento o un aumento di temperatura all'ingresso di un forno a convezione esistente, è possibile aumentare la velocità dell'aria anche nella prima zona del forno. Questo aumenta anche l'efficienza della parte di convezione esistente dell'impianto.

Forse l'obiettivo è ridurre i costi di manutenzione e i tempi di fermo macchina. In particolare, i sistemi elettrici ad infrarossi sono più semplici da realizzare rispetto ai forni a convezione. Non c'è una casa di riscaldamento ad aria calda, non c'è un treno a gas e, il più delle volte, non c'è un ventilatore di ricircolo dell'aria o dei plenum dell'aria. Di conseguenza, ci sono meno componenti da guastare, risolvere i problemi, effettuare preventivamente la manutenzione e sostituire. Le temperature dell'aria in un forno a infrarossi sono tipicamente più basse di quelle di un forno a convezione, con conseguente minore usura della struttura del forno e dell'involucro. Le basse temperature dell'aria si traducono in meno tempo per entrare e risolvere un problema. I sistemi a infrarossi possono essere costruiti in modo modulare. Se e quando i riscaldatori si guastano o sono danneggiati, possono essere rimossi e sostituiti con un ricambio per ridurre al minimo i tempi di fermo impianto.

Nella maggior parte delle zone termiche a infrarossi o dei forni non è necessario spostare l'aria. Questo aiuta a minimizzare o eliminare il trasferimento dello sporco o delle vernici in polvere precedentemente lavorate ai prodotti appena verniciati in corso di lavorazione. Ciò contribuirà a migliorare la qualità del prodotto e a ridurre al minimo le rilavorazioni.

Una migliore produttività può tradursi in una riduzione del costo del lavoro. La maggior parte dei sistemi di riscaldamento a infrarossi, essiccamento e polimerizzazione e dei forni combinati a raggi infrarossi/convezione forniscono una maggiore produttività, facilitando la capacità di eseguire velocità più elevate della linea di trasporto e una maggiore densità dei pezzi su una linea di produzione.

L'infrarosso aiuta ad accorciare i requisiti di tempo di permanenza nel forno riscaldato - spesso in modo significativo. Sia che venga aggiunto come potenziamento di una linea esistente o come parte di un nuovo sistema, il tempo di permanenza più breve richiesto per un sistema combinato a infrarossi o a infrarossi/convezione si tradurrà nell'utilizzo di meno spazio a pavimento di quanto richiederebbe un forno a convezione da solo. Nelle applicazioni su nastro, ad esempio su carta e film, l'essiccazione o l'indurimento dei rivestimenti superficiali con l'aggiunta di infrarossi o infrarossi con riscaldatori ad aria può consentire a un produttore di funzionare più velocemente o di sostituire completamente un forno a convezione con una soluzione di riscaldamento di processo paragonabile in un ingombro molto più piccolo.

Mentre le aziende si sviluppano, crescono e cercano di introdurre nuovi prodotti, i nuovi requisiti spesso spingono i limiti delle capacità di un sistema di forni industriali esistenti. Non è raro che l'apertura di lavoro di un forno o il raggio di rotazione di un nastro trasportatore sia troppo piccolo, diventando un fattore limitante per un impianto di verniciatura o altro sistema di produzione automatizzato che utilizza forni industriali. In molti casi, questi vincoli possono essere risolti con l'aggiunta di infrarossi per ottenere una maggiore altezza, lunghezza, ecc. (Se lo si desidera, il calore aggiuntivo può essere controllato con un processo fotocellulare, permettendo al sistema di attivare il calore aggiuntivo solo quando necessario per parti o pacchetti di lavoro specifici.) L'infrarosso può consentire di ridurre il fabbisogno complessivo di tempo di riscaldamento, al punto che una configurazione di forno multi-passaggio può essere cambiata in una configurazione di forno a passaggio diretto, in modo da poter lavorare pezzi più lunghi di quanto fosse possibile in precedenza. La modularità, la flessibilità e la capacità di risposta rapida di Infrared è fondamentale per superare le sfide della produzione.

I cambiamenti di gestione o di proprietà possono alterare le filosofie di produzione di un'azienda. Supponiamo che la vostra azienda abbia storicamente lavorato i prodotti da stoccare e distribuire, ma ora preferisce un'operazione di lavorazione, imballaggio e spedizione just-in-time. Oppure, forse tutti i vostri prodotti sono stati trattati in un unico sistema principale, ma ora saranno prodotti in sistemi di produzione più piccoli, specifici per prodotto, appena a destra. L'utilizzo dell'infrarosso per fornire un risparmio di tempo e un'impronta molto più piccola può aiutare la vostra azienda ad evolvere per soddisfare queste esigenze.

In molte applicazioni, l'infrarosso sarà utile per aiutare la vostra azienda a tenere il passo con la concorrenza in un mercato in continua evoluzione.

Implementazione dell'infrarosso

Metodi di attuazione elettrico e gas infrarosso può includere:

Riscaldamento a infrarossi per aumentare rapidamente la temperatura del prodotto verniciato davanti o nella prima zona di un forno a convezione ad aria calda esistente.

In un forno a infrarossi, il processo calore/asciutto/asciutto/cura può sfruttare la conducibilità del substrato del prodotto.

L'introduzione di movimenti di ricircolo dell'aria non volutamente riscaldati per facilitare l'asciugatura e l'indurimento nelle zone nascoste o incassate delle parti.

L'introduzione della vera convezione (aria di riscaldamento) per aiutare a terminare l'essiccazione e l'indurimento dei rivestimenti sui prodotti, sia in una zona successiva o nella zona del forno a infrarossi.

Rotazione del prodotto attraverso la zona del forno riscaldato.

Molteplici zone di controllo della temperatura in verticale, orizzontale e in direzione del nastro trasportatore o della macchina, a seconda delle necessità, per gestire efficacemente le diverse miscele di pezzi.

L'utilizzo corretto di queste tecniche di progettazione di forni a infrarossi consentirà alla vostra azienda di soddisfare i requisiti di processo in modo economico, efficiente dal punto di vista energetico e con un ingombro ridotto che si tradurrà in un'installazione di apparecchiature di successo.

Test, Test, Test, Test, Test

È importante notare che se state pensando di utilizzare il riscaldamento a infrarossi, i test sono solitamente necessari. Si raccomanda vivamente di eseguire i test in modo realistico per determinare se l'infrarosso è adatto e, in caso affermativo, il tempo necessario per svolgere correttamente il lavoro. Entrambi i criteri sono necessari per determinare se un sistema di riscaldamento a infrarossi di processo sarà una soluzione di successo. Ci sono molte variabili in termini di dimensioni del prodotto, come i prodotti saranno presentati al forno, quali tipi di rivestimenti vengono applicati e le loro specifiche specifiche specifiche secco/tempra, ecc.

Allo stesso tempo, ci sono molti tipi diversi di riscaldatori elettrici e a gas a infrarossi tra cui scegliere. I punti di forza e di debolezza del riscaldatore sono: l'energia richiesta in ingresso e la quantità di energia utilizzata, il tempo di risposta necessario per accendere, spegnere e modificare le temperature, la longevità, le esigenze di manutenzione, la facilità d'uso e il costo del capitale.

I test di fattibilità sono fondamentali per determinare se l'infrarosso funziona bene o meno per qualsiasi processo. Si consiglia di eseguire i test in linea con (o con la configurazione del prodotto/riscaldatore per il processo o il riscaldatore che si intende acquistare. In caso contrario, si può ottenere una serie di risultati con alcuni buoni e alcuni non buoni, compresi alcuni erroneamente buoni o cattivi.

L'esecuzione di test di fattibilità aiuterà anche a determinare quando l'infrarosso non è una buona scelta per il vostro processo. Ad esempio, la tecnologia a infrarossi potrebbe non essere una scelta valida se non si risparmia tempo di processo. (Quando si confrontano le tecnologie a convezione con quelle a infrarossi, il costo di un'unità a infrarossi può essere un po' più caro di un forno a convezione della stessa dimensione) Questo può accadere quando c'è un pezzo tridimensionale difficile, quando c'è un difficile scenario di scaffalature tridimensionali o quando pezzi con spessori di metallo o tipi di metallo diversi vengono lavorati contemporaneamente. Può accadere anche quando il substrato o il rivestimento non assorbono bene l'energia infrarossa (per esempio, quando sono lucidi, lucidi o riflettenti) o più velocemente della convezione.

Sulla base dell'arte di utilizzare l'infrarosso sia per migliorare i processi che per soddisfare nuove esigenze, è una buona pratica trovare un'azienda esperta che produce forni e sistemi a convezione ad infrarossi e ad aria calda, il cui interesse primario è trovare e consigliare le migliori soluzioni per i vostri miglioramenti di processo e nuovi progetti, indipendentemente dalle loro dimensioni.

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