邯鄲宏大化纖機械有限公司 楊楠/文

由于結構上的相似，本文將維尼綸纖維生產(chǎn)中的干熱處理設備干燥機（YL401）、預熱機（YL411）、熱牽伸機（YL421）、熱收縮機（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備，其用途是對維綸絲束進行干熱處理。通過熱處理，消除由拉伸產(chǎn)生的分子內(nèi)應力，減少其收縮力，保持取向結構，增大分子間的斂集密度，提高結晶度和耐熱水性，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中進行熱松弛定型的處理方式。其熱氣介質是通過電加熱空氣介質間接給熱。

烘箱在結構上主要由機架、倉體、電加熱裝置、溫控系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)組成。如圖1所示。

圖1 烘箱立面外形圖

機架的中間安裝有電熱板，下面裝電熱絲給倉內(nèi)空氣加熱。上倉蓋和下倉蓋也安裝在機架上，并通過一對嚙合的扇形齒輪做同步開合。上蓋、電熱板、下蓋形成二層絲束運行通道，絲束在這個通道里運行。內(nèi)部示意見圖2。

圖2 烘箱斷面結構

對烘箱進行改進，原因在于未改進前，傳統(tǒng)烘箱在生產(chǎn)中出現(xiàn)了許多問題，相關情況如下：

1、傳統(tǒng)烘箱的上下開合蓋是整體式的，其保溫材料為耐熱磚或者玻璃巖棉，在實際生產(chǎn)的高溫狀態(tài)下，由于上下蓋是整體結構，熱延伸量大，變形嚴重，導致上下蓋基本都無法閉合到位，倉內(nèi)熱空氣外泄。

2、上下蓋材質為鍍鋅板，使用一段時間后腐蝕嚴重，同樣使熱空氣外泄。

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

上述三點所表現(xiàn)出來的問題在各個維綸廠都是長期以來想要解決而無法解決的。這三個問題其實只是表象，由這三個問題所導致的能源、物資的巨大浪費及生產(chǎn)線操作環(huán)境的惡劣才是大家關心的重點。雖然近些年有些嘗試來拋棄烘?zhèn)}，比如使用懸臂輥的連續(xù)烘房，利用循環(huán)熱空氣進行干熱處理等，但目前在產(chǎn)業(yè)化方面仍然沒有關鍵性的突破。而且，對于大量的老舊生產(chǎn)線來說，設備長度約束了其更換改造的可能性。

針對上述情況，我們經(jīng)過多次試驗，對烘箱的一些關鍵部位進行了設計改造，具體如下：

1、老式烘箱結構只有上蓋和下蓋，改進設計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，外殼受到的熱傳導影響很少。

2、內(nèi)膽的結構在烘箱長度方向上呈分塊形式，每塊之間預留有間隙，適應高溫下材料線膨脹，工作時保證整體直線度，不會變形。

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。卡扣式安裝方便快捷，且使得電源線遠離熱區(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高強纖維生產(chǎn)線上相繼開車運行，該設備外形美觀漂亮，閉合嚴密，保溫效果好，受到了用戶的好評。

改進前后效果的對比，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法接觸外殼表面，稍不注意碰到就會燙傷。新型烘箱開車穩(wěn)定生產(chǎn)后，操作工人可以將手放在烘箱表面，也就是說，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。

再從電負荷經(jīng)濟指標來看，以水溶生產(chǎn)線為例，以前使用老式烘箱時每個單面（六個紡位，四臺烘箱）正常穩(wěn)定工作時的實測單相電流為210A，其電功率為：

則其整條生產(chǎn)線總功率為 138.6×2=277.2 kW。

再來看看新型烘箱，其每個單面（六個紡位，四臺烘箱）正常穩(wěn)定工作時的實測單相電流為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。

依照這個數(shù)據(jù)，每條線相比以前下降的電功率為：

每年按照300個工作日計算，每條生產(chǎn)線可節(jié)電將近一萬多度。同時，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。