固化和干燥作业：红外线烘干加热的优缺点
2017-05-22 14:21阅读：
用红外线固化和干燥
红外（IR）辐射通常用于干燥纺织品和纸制品，热金属和塑料，以及干燥和固化油漆。
对于干燥和固化操作，红外加热比对流加热提供了几个潜在的优点。
1.IR与对流加热对比：
中波长电IR加热特别适用于涂层的固化和干燥，因为这些波长与大多数涂层所含的水的吸收带很好地对应。
另外，由于红外线加热不会非常深入地穿透表面，而且通常仅加热外表面，所以适用于干燥涂布和印刷产品。
事实上，许多涂料和油墨现在被专门设计成用IR加热器固化，通过改变涂层的吸收特性以匹配加热器发出的波长。
使用红外加热还可以促进使用水性而不是溶剂型涂料，从而减少挥发性有机化合物的排放。
但是红外加热对对流加热的最大优点是，IR发射器可以将精确量的热量直接传递给特定的点。
红外辐射是一种视觉技术，意味着它只能将热量传递到从IR发射器直接观察到的物体表面。
取决于产品，这可能是一个优点或缺点：平坦部件最好吸收能量; 复杂的弯曲部件需要更多的IR发射器或补充对流加热技术。
另外，由于红外线加热只能加热材料的表面，所以当干燥和固化涂料和涂料时，会导致显着的节能：在底层材料上不会浪费热量。
表1总结了IR与对流加热的对比。
伊利诺伊州Belvidere的克莱斯勒汽车装配厂已经使用标准的气体对流烤箱进行了油漆干燥过程。
克莱斯勒转向电动红外烤箱，发现干燥过程的能源消耗不仅降低了50％，而且成品的质量得到改善。
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2.气体与电红外线加热对比：
红外辐射一般被用于一下三种技术：电气，气体催化或辐射气体（辐射气体系统主要用于空间加热而不是加热加热）。
电气和气体催化IR技术具有特定的特性，使它们或多或少适合取决于材料和工艺类型。
燃气催化IR系统通常需要比其他两个更大的资本投资，但是它们具有较低的运营成本。
要确定哪种技术适用于特定的产品或过程，必须考虑许多参数，包括产品质量，运行成本和生产率。
在需要织物和纸张干燥的工艺中，气体催化技术由于其辐射强度和产品在烘箱中的花费时间而具有稍微优异的加热效率。
一般而言，气体催化红外线系统对于需要大量能源的材料（如一些纺织品）来说是一个很好的选择，因为其燃料成本低于电IR（基于$ /
Btu）。 电IR更适合于需要较不强烈热量的敏感材料或需要快速响应时间或来自加热设备的较短辐射强烈辐射的过程。
气体催化IR技术具有固定的功率密度，其取决于燃料 - 氧反应的温度; 通常不超过每平方英尺2千瓦（kW /
ft2，即每平方米22千瓦[kW / m2]）。 相比之下，电红外烤箱可以快速，轻松地改变发射强度，同时实现高达37 kW /
ft2（400 kW / m2）的功率密度 - 这一特点使其在快速加热金属方面具有优势。
3.热流烘干：
对于一般的加工加热操作，最常见的技术是对流烘箱，其将封闭的空气加热并循环到烘箱内，主要通过传热流体（在这种情况下为空气）的运动将热量传递到部件。
该技术在诸如退火或热处理的许多应用中是非常有效的，其中整个部件需要被加热并保持在特定温度。
对于干燥和固化操作，对流烤箱最适合具有复杂形状的产品。
由于对流炉通过空气传递热量，暴露在空气中的任何表面均匀地吸收热量，这导致均匀的加热。 这是不可能的线视觉加热技术，如红外线。
而且，在对流式烘箱中，现有的颜色或表面涂层对部件吸收热量的能力没有影响，但是在IR装置中，可以通过具有反射特性的涂层来抑制有效的热传递。
只要产品在尺寸或密度上不具有显着差异，这将在烤箱中需要不同的温度或长度的时间，对流烤箱一旦运行和编程就相对容易控制。
然而，在一些情况下，涂漆和 - 固化应用通常仅需要将热量转移到部件的表面以获得期望的结果。
对于这些应用，IR或混合加热系统通常是更好的选择。
4.混合对流/ IR系统：
混合系统利用燃料对流烤箱和红外加热来为许多工艺创造最有效的系统。
许多干燥应用特别适用于混合系统，因为所谓的“边界效应”：当水性涂料干燥时，在产品表面附近形成一层潮湿的饱和空气。
该空气层倾向于阻碍干燥过程。
在混合系统的一种配置中，在初始干燥阶段中，对流烘箱中的空气的运动有助于迫使该湿空气层远离产品，从而允许IR加热器在第二干燥阶段中对该部件进行完整的干燥。
对流和红外技术的这种组合适用于干燥油墨，涂料，表面处理剂或应用于敏感材料（如薄膜，离型纸或某些类型的织物）的粘合剂，其中最后阶段的受控IR干燥有助于避免
材料过热会损坏。
混合技术的另一个广泛应用的应用是与对流烘箱串联的IR预热阶段。
由于IR技术的占地面积非常小，所以在生产线开始时可以轻松添加一个小型烤箱。 该预热阶段允许涂层一旦进入对流烘箱即开始固化。
没有IR区域，部件在对流烘箱中需要更多的时间。
这种做法使得隐藏区域的部件在对流阶段均匀地干燥和固化，而红外线阶段有助于提高生产线的生产速度和生产率。
如果没有额外的地板空间，红外加热器甚至可以添加到线的前几英尺内的对流烤箱的内部。
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