紅外輻射加熱在汽車(chē)鋼圈丙烯酸罩光漆烘烤中的應(yīng)用

丙烯酸罩光漆的吸收光譜如下圖所示。圖中，縱坐標(biāo)為透過(guò)率，透過(guò)率為100%時(shí)材料的吸收率為零，相反的，透過(guò)率最小的峰值吸收率最大。

丙烯酸罩光漆的吸收光譜

由維恩位移定律可知，對(duì)應(yīng)于最大單色輻射力的波長(zhǎng)與熱力學(xué)溫度T之間有如下關(guān)系：

因此，根據(jù)丙烯酸罩光漆光譜圖中，透過(guò)率最小的峰值對(duì)應(yīng)的波數(shù)，可換算出對(duì)應(yīng)的溫度，如下表所示。

丙烯酸罩光漆的波長(zhǎng)、溫度關(guān)系表

由吸收光譜圖及波長(zhǎng)、溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系表可知，丙烯酸罩光漆在600~750℃有強(qiáng)烈吸收峰，有利于漆面溶劑的蒸發(fā)及油漆的固化。而了解到，我國(guó)烘道設(shè)計(jì)中以往常選用λ=3.4~5.7μm的較多，因而大都是中溫烤漆，化學(xué)反應(yīng)速率慢，固化時(shí)間長(zhǎng)，雖然比起蒸汽干燥節(jié)能，但是仍然有很大提升空間。

有學(xué)者采用表面溫度為773℃的石英板式高溫定向輻射器，對(duì)汽車(chē)鋼圈的丙烯酸罩光漆表面進(jìn)行烘烤，烘烤距離100mm，烘烤時(shí)間2min，簡(jiǎn)圖如下圖所示。

鋼圈烘烤實(shí)驗(yàn)示意圖

烘烤過(guò)程記錄鋼圈表面A、B、C、D四點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)及濕度數(shù)據(jù)，并與某工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，整理得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

汽車(chē)鋼圈丙烯酸罩光漆烘烤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

其中，編號(hào)3的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是某工廠現(xiàn)有生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，該廠的烘爐中使用電阻帶輻射器，裝機(jī)功率為256kW，干燥周期為30min，烘道長(zhǎng)30米，烘烤后合格工件表面濕度為6.0%~7.0%。由編號(hào)1、2的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可知，加熱距離H為100mm，加熱時(shí)間為2min，干燥后漆面溫度為113~151℃，干燥后測(cè)試工件表面濕度為6.0%~6.8%，干燥效果良好。

該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，結(jié)合丙烯酸罩光漆的特征紅外吸收波長(zhǎng)，選用高溫石英板式紅外線輻射器進(jìn)行定向照射加熱，當(dāng)漆面受熱到140℃~150℃時(shí)，可加快干燥過(guò)程。該研究為進(jìn)一步降低生產(chǎn)設(shè)備的能耗、提高生產(chǎn)效率提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。