Wissenschaftsbasis

Innovative Lösungen in den IR - Vulkanisierungsöfen

06.03.2013

Die durch die Firma Zamak Mercator bearbeitete innovative Herstellungslinie ermöglicht die Durchführung des Vulkanisierungsprozesses von Gummi und Silicon im Infrarotstrahlungsfeld. Die neue Technologie besteht in der Verwendung von speziellen Öfen, die mit IR-Strahler ausgestattet sind  und im Vergleich zum traditionellen Heißluftofen effektivere Vulkanisierung zusichern. Es geht hier um die Vulkanisierung im Verhältnis zu der Zeit der Vernetzung, zu der Produktqualität und zu den Prozesskosten.  

Es existieren viele Vulkanisierungsmethoden, unter denen die Technologie, die an die Konvektionsöfen angelehnt wird, am populärsten ist. Die Konvektionsöfen benutzen heiße Luft als den Träger der Wärmeenergie. Gummi und Silicon sind keine guten Leitmateriale. In diesem Fall wird die Verteilung der Wärme ungleichmäßig. Deswegen ist die Erlangung eines einheitlich und gleichmäßig vulkanisierten Produkts kompliziert, besonders im Inneren des Profils. Die Konvektionserwärmung braucht gewöhnlich viel mehr Energie, um die niedrige Effektivität zu kompensieren.  Im Verhältnis zu der Qualität des Produkts, bleiben sehr oft auf seiner Fläche Spuren des Transportbandes, sowie andere Gestaltdeformationen. Das wird mit der zu langsamen Erwärmung der Schichten des gepressten Profils verursacht. Um diese Probleme zu eliminieren bearbeitete die Firma Zamak Mercator eine Produktionslinie zur Vulkanisierung des Gummis und des Silicons.  Die Bestandteile dieser Produktionslinie bilden folgende Einheiten:  der Extruder, das Abnahmesystem mit dem IR -Schockofen und den IR - Tunnelöfen.  Diese Öfen ermöglichen die Führung des Vulkanisierungsprozesses mit Hilfe der Strahler, die die infrarote Strahlung emittiert. Die Öfen können vor allem zur Herstellung von Profilen mit sehr verschiedenen Formen verwendet werden.


Die Infrarotstrahlung sichert hohe Effektivität der Übertragung der Wärme ohne Benutzung des indirekten Mediums für das vulkanisierte Material zu. Die absorbierte IR-Infrarotstrahlung verursacht Schwankungen der Polarteilchen des Materials und generiert die Entstehung der Wärme. So eine Lösung minimalisiert die Wärmeverluste, die für die Erwärmung der Medien, die in anderen Vulkanisierungsmethoden verwendet werden (z.B. Wasser, Wasserdampf, Luft, Inertgase), nötig sind.
Der Schlitzofen der Herstellung unserer Firma Zamak Mercator ist mit IR-Strahler großer Leistung ausgestattet. Aufgabe dieses Ofens ist die einleitende Haltbarmachung der Form der gepressten Profile. Schlitzöfen besitzen die Möglichkeit der Erlangung einer Temperatur von bis 700oC, deswegen sind sie sehr effektiv, besonders im Prozess der einleitenden Vulkanisierung. Das im Kopfstück geformte Profil wird an die Kammer des Schlitzofens übergeben, wo unter Einfluss der infraroten Strahlung die einleitende Vernetzung seiner Fläche stattfindet. Die durchgehende Konstruktion des Ofens und die Möglichkeit der Regulierung des Kammerwinkels ermöglicht die Einstellung der entsprechenden Position des Ofens hinsichtlich des durch die Kammer durchdringenden Profils . Die Kammer wird mit einem „easy start-up”- Mechanismus ausgestattet, der die einfache und schnelle Umrüstung der Linie zusichert. Die innovative Konstruktion erlaubt die flüssige Regulierung der Kammerlage im Bereich von  –150 ÷ +900 und zu einer Höhe bis 2000 mm. Indem die Kammer in der Stellung +900 aufgestellt wird, ist die Befestigung der Form der gepressten Profile mit niedriger  Viskosität in der vertikalen Position möglich. In der traditionellen horizontalen Position würden die Profile einer Deformation unterliegen. Die mobile Konstruktion des Ofens sichert das System der Führungselemente und der Wagen, der mit den Radsätzen ausgestattet ist, zu. 

Die IR - Tunnelöfen, die von der Firma ZAMAK MERCATOR bearbeitet wurden, sichern eine kurze Erwärmungszeit und die Vulkanisierung im ganzen Volumen des gepressten Profils zu. Die Verwendung von Infrarot-Strahlern ermöglicht schnellere Vulkanisierung und bessere Verteilung der Temperatur im ganzen Durchschnitt, indem sie die Stabilität der Produktausmaße und so die höhere Qualität zusichert. Dank der optimalisierten Konstruktion des Reflektors können wir den Energieverbrauch reduzieren. Im Ofen sind die Erwärmungszonen abgesondert. Die Erwärmungszonen ermöglichen die Anpassung der individuellen Parameter des Vulkanisierungsprozesses, die von der Form der vulkanisierten Abdichtung und von der Extrusionsgeschwindigkeit abhängig sind. Die Regulierung des Vulkanisierungsprozesses findet mit Hilfe der Steuerung der Strahlerleistung oder der Temperaturstabilisierung im Tunnel statt. Die geteilte Ofenkonstruktion erlaubt die Öffnung der einzelnen Segmente und so ermöglicht sie die einfache Umrüstung des Transportbandes in der Tunnelkammer und die Prozesskontrolle während der Linienarbeit. Das Tunnelsegment ist mit einem Transportsystem ausgestattet, das sich wiederum aus folgenden Elementen zusammensetzt: Trommel- und Rollensystem, System der Positionierungs- und Bandaufzugskorrektur, Getriebemotor und Transportband. Das eingebaute System des Zwangsumlaufs der Luft sichert die Temperaturstabilisation im Inneren der Kammer, sowie die Beseitigung aus der Vulkanisierungszone des während des Prozesses entstandenen Dunsts und chemischen Verbindungen zu. Der auf Infrarot reagierender Tunnel ist in der Segmentversion mit einer Modullänge von 3000 mm mit Befestigungsgriffen für die Montage und ihre Zusammenstellung in größerer Anzahl in ein Tunnelzug zugänglich. Die mehr effektive Zuführung der Energie zum gepressten Profil im Vernetzungsprozess im IR-Milieu bedürft der entscheidend kürzeren Offenlänge im Verhältnis zu den konvektionsweise erwärmten Öfen. In Abhängigkeit von der Profilform kann die Vulkanisierungsgeschwindigkeit in den auf Infrarot reagierenden Öfen sogar drei Mal größer sein als die in den traditionellen in heißer Luft vulkanisierenden Öfen. Die von der Firma Zamak Mercator angebotenen IR - Öfen ermöglichen die Vernetzung der Profile mit komplizierten Formen beim gleichzeitigen Erhalt der großen Ausmaßgenauigkeit. Die mit dieser Technologie erzielten Produkte zeichnen sich durch glatte Fläche und Stabilität der Ausmaße sogar bei den Mischungen mit niedrigen Viskosität aus. Einen großen Vorzug dieser auf Infrarot reagierenden Öfen bildet ihre sehr kurze Zeit (unter 3 Minuten), die für die Erlangung der vollen Arbeitsbereitschaft nötig ist. Dank dessen werden bedeutend die Verluste der Energie, die für die Erwärmung der Kammer nötig ist, reduziert. Die effektive Isolierung des Ofens minimalisiert die Wärmeemission in die Umgebung, indem sie die zusätzlichen Verluste der elektrischen Energie begrenzt. Die Verwendung von IR - Öfen vergrößert entscheidend die Leistungsfähigkeit der Herstellungslinie, was über schnelle Generierung der Energie geschieht. Das sichert auch die größere Stabilisation des ganzen Venetzungsprozesses zu. Das von der Automatikabteilung der Firma ZAMAK MERCATOR bearbeitete, fortgeschrittene und hoch intuitive Steuerungssystem ermöglicht die Steuerung der einzelnen Strahler und Paneele, ihres teilweises Auslöschen und ihre teilweise Aktivierung in Abhängigkeit von den Profilformen. Der Benutzer besitzt auch die Möglichkeit der Erzeugung von Rezepturen der Vulkanisierungsprozesse, wodurch die Umrüstung der Öfen für das gegebene Produktionsprofil auf schnelle und einfache Weise stattfindet.

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