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摘 要：介绍了工程机械涂装车间烘干室的分类及各自特点，并对烘干室的设计原则、参数选择等进行了详细论述。
关键词：烘干；辐射；对流
中图分类号：O432
近年来，随着工程机械产能的不断扩大以及客户对产品表面质量的要求越来越高，烘干已经成为涂装生产线不可或缺的一道工序，烘干设备也是涂装生产线的关键设备之一，占有重要的地位。烘干设备的选型、设计至关重要，直接关系着生产成本与产品质量，本文主要就工程机械涂装车间的烘干室的选型及设计进行分析、介绍。
1.烘干室的分类
1.1按设备用途分类
从设备用途上来分：烘干室可分为水分烘干、漆膜烘干、腻子烘干、电泳烘干、粉末固化等。
水分烘干又称水分干燥，顾名思义，是蒸发工件表面的水分的意思。在前处理或者清洗后，工件表面上残留有大量的水分，需要充分干燥后，才能进入下一个工序进行喷涂作业。一般我们理解水的沸点为100℃，所以工件加热到100℃以上，即可去除表面的水分，而实际上，工件表面的水分在50℃的条件下已经增发了一半，所以不需要加热那么高温度去干燥水分，一般选择在60-80℃，且加大烘干室的通风，保证水蒸气能及时排出。
漆膜烘干是指强制干燥覆盖在工件表面的涂料，让涂料从液态涂膜转变成固态的过程。通过烘干，涂料中的非挥发性成分保留在工件上，而挥发性成分释放到空气中，通过排风机引至废气处理设备。现在常用的双组分涂料，是靠双组分之间的化学反应交联成膜，一般只需在80℃下烘干30分钟，聚酯腻子（原子灰）也属于这一类型。
粉末固化室及电泳烘干室所需温度一般较高，又称为烘烤炉。热固性粉末涂料及电泳涂料在常温下不能干燥成膜，必须加热到规定的温度及时间（通常需在180℃以上保温30min左右），才能发生反应并形成稳定的涂层。
1.2按结构形式分类
按结构形式上来分烘干室大致可分为直通式烘干室、桥式烘干室、π式烘干室。
直通式烘干室结构形式较为简单，工件一般通过地面平车输送的方式或者悬挂方式输送，设备两端设置有大门或者风幕，防止热量外溢。此类设备多用于烘干温度较低的工况。
桥式烘干室及π式烘干室基本原理相似，将烘干段设置在设备顶部，下部开口，工件通过输送系统爬升至烘干段烘干，利用热空气密度比冷空气轻的原理，减少热量的外溢，从而达到节约能源的目的。此类烘干设备多用于烘干温度較高的工况。
1.3按烘干方式分类
按烘干方式分类，大致可分为对流烘干室、辐射烘干室、电感应烘干室三种：（1）对流烘干是以热空气为介质，将热量传递给涂层和工件进行加热。其优点是空气流动后加热比较均匀，温度控制精度高，适用于结构复杂的工件，是现阶段工程机械行业中最常见的烘干方式，但是对流烘干的升温速度相对较慢。（2）辐射烘干通常是使用红外辐射管、辐射板等，辐射出来的红外线照射到工件表面后，工件直接吸收转换成热能，使工件与涂层同时升温，升温速度快，热效率高，但是要求工件外形要相对单一、平整，对于大小不一的工件要上同一条生产线的情况，红外就很难适用。（3）电感应烘干是利用电感应作用，使电能转换为热能。工件放置在线圈内，通过电磁感应加热工件，其特点是加热效率高，涂层从工件本体往外热，使涂料中的溶剂充分挥发，但是仅用于外形简单的小件，常用在实验室中，工程机械中很少采用。
1.4按烘干热源分类
按烘干热源来分大致有蒸汽、电、天然气、燃油等。由于涂层的烘干需要较长的时间，同时也是涂装线耗能的最主要工序，因此合理选择加热能源对成本有很大影响。
蒸汽的运行成本低，系统简单，但是适用的温度不高，一般小于90℃；天然气直接加热适用于装饰性要求不是很高的工件，间接加热适用于大多数工件，但热能利用率要低于直接加热，天然气的运行成本低，但控制系统比较复杂，对控制及管理的要求较高；燃油的适用性与天然气一致，成本比天然气高；电加热适用于大多数工件，且电的运行环境清洁，控制精度高，缺点就是运行成本比较高。
2. 烘干室的设计要点
2.1设计原则
无论什么形式什么能源的烘干室，首要的目标是温度均匀，必须保证温度的均匀性，才能烘干的效果以及涂层的质量。温度波动范围一般控制在10℃以内。对于对流烘干室，温度均匀性靠出风口与抽风口的合理布置及风量调节来达到目的；对于辐射烘干室而言，均匀性就靠合理布置辐射器以及分组控制电压来获得。
其次应尽量缩小烘干室的升温时间，以减少刚上班时工人的等待时间，升温时间应控制在30分钟以内。在设计室体时，应尽量减少不必要的热量损失，比如在门洞处加空气幕，使用保温效果好的材料作为室体保温层及门板等。为保证涂层的质量，烘干室内的空气必须保持洁净，对流加热烘干室须在热风循环系统中加入过滤系统。
2.2设计参数选择
烘干室的设计参数由以下这些因素决定：室体尺寸、结构形式、热量计算、循环风量、排气量等；在设计时应根据工艺要求、输送方式、工件特点来设确定室体的基本尺寸及结构形式。在烘干室热量计算时应充分考虑加热系统的效率并留有余量。循环风量计算时应充根究加热量以及工件的外形尺寸、重量选取合理的循环次数，且不可生搬硬套。排气量的计算应根据工件烘干室产生的溶剂量来确定。
2.3加热方式的选用
热源的选择可以因地制宜，一般选择天然气和电，这两种能源都可以用于对流及辐射加热。对于同一条生产线上工件种类较多，重量及外形不统一，或者生产线工件单一但形状复杂，光线照射有死角的情况，一般采用对流烘干，方便使用与管理，减少运行费用。辐射烘干通常适用于加热温度200℃一下，壁厚均匀、形状简单的工件，用于形状复杂、壁厚大而且不均匀、照射阴影严重的工件时，可能会引起干燥不均匀的或者加热不均匀的现象，使用时一定要慎重。对于筐装重叠的小工件，烘干效果差，一般不采用。
实际应用中一般把辐射烘干与对流烘干结合起来，在升温段布置辐射加热，使工件迅速升温，在保温段转为对流加热，保证了复杂工件受热的均匀性。这样结合既综合两个加热方法的优点，又扩大了适用的范围，目前使用最为广泛。
2.4施工、电气、环保等
从结构上讲，烘干室的设计应便于运输、安装和检修，有利于施工、日常使用及维护。从规范上讲，设备用电应考虑防火防爆的要求；烘干室产生的废气应通过废气处理系统处理达标后方可排放。
3.结束语
现在，工程机械行业已经从粗放式生产转向精益化生产，对产品的质量要求也越来越高，而烘干工艺对产品外观质量影响至关重要，烘干设备的合理选择也显得越发重要。另外，随着国家对节能、环保的重视，针对烘干后的废气处理以及高温废气的余热回收要求也越来越高。目前，国外已普遍采用TNV、TAR等废气焚烧炉，能够有效处理烘干室有机废气并可回收利用废气中的余热。随着我国工程机械行业的不断发展，烘干室的废气处理与余热回收相结合将是大的发展方向。
关键词：烘干；辐射；对流
中图分类号：O432
近年来，随着工程机械产能的不断扩大以及客户对产品表面质量的要求越来越高，烘干已经成为涂装生产线不可或缺的一道工序，烘干设备也是涂装生产线的关键设备之一，占有重要的地位。烘干设备的选型、设计至关重要，直接关系着生产成本与产品质量，本文主要就工程机械涂装车间的烘干室的选型及设计进行分析、介绍。
1.烘干室的分类
1.1按设备用途分类
从设备用途上来分：烘干室可分为水分烘干、漆膜烘干、腻子烘干、电泳烘干、粉末固化等。
水分烘干又称水分干燥，顾名思义，是蒸发工件表面的水分的意思。在前处理或者清洗后，工件表面上残留有大量的水分，需要充分干燥后，才能进入下一个工序进行喷涂作业。一般我们理解水的沸点为100℃，所以工件加热到100℃以上，即可去除表面的水分，而实际上，工件表面的水分在50℃的条件下已经增发了一半，所以不需要加热那么高温度去干燥水分，一般选择在60-80℃，且加大烘干室的通风，保证水蒸气能及时排出。
漆膜烘干是指强制干燥覆盖在工件表面的涂料，让涂料从液态涂膜转变成固态的过程。通过烘干，涂料中的非挥发性成分保留在工件上，而挥发性成分释放到空气中，通过排风机引至废气处理设备。现在常用的双组分涂料，是靠双组分之间的化学反应交联成膜，一般只需在80℃下烘干30分钟，聚酯腻子（原子灰）也属于这一类型。
粉末固化室及电泳烘干室所需温度一般较高，又称为烘烤炉。热固性粉末涂料及电泳涂料在常温下不能干燥成膜，必须加热到规定的温度及时间（通常需在180℃以上保温30min左右），才能发生反应并形成稳定的涂层。
1.2按结构形式分类
按结构形式上来分烘干室大致可分为直通式烘干室、桥式烘干室、π式烘干室。
直通式烘干室结构形式较为简单，工件一般通过地面平车输送的方式或者悬挂方式输送，设备两端设置有大门或者风幕，防止热量外溢。此类设备多用于烘干温度较低的工况。
桥式烘干室及π式烘干室基本原理相似，将烘干段设置在设备顶部，下部开口，工件通过输送系统爬升至烘干段烘干，利用热空气密度比冷空气轻的原理，减少热量的外溢，从而达到节约能源的目的。此类烘干设备多用于烘干温度較高的工况。
1.3按烘干方式分类
按烘干方式分类，大致可分为对流烘干室、辐射烘干室、电感应烘干室三种：（1）对流烘干是以热空气为介质，将热量传递给涂层和工件进行加热。其优点是空气流动后加热比较均匀，温度控制精度高，适用于结构复杂的工件，是现阶段工程机械行业中最常见的烘干方式，但是对流烘干的升温速度相对较慢。（2）辐射烘干通常是使用红外辐射管、辐射板等，辐射出来的红外线照射到工件表面后，工件直接吸收转换成热能，使工件与涂层同时升温，升温速度快，热效率高，但是要求工件外形要相对单一、平整，对于大小不一的工件要上同一条生产线的情况，红外就很难适用。（3）电感应烘干是利用电感应作用，使电能转换为热能。工件放置在线圈内，通过电磁感应加热工件，其特点是加热效率高，涂层从工件本体往外热，使涂料中的溶剂充分挥发，但是仅用于外形简单的小件，常用在实验室中，工程机械中很少采用。
1.4按烘干热源分类
按烘干热源来分大致有蒸汽、电、天然气、燃油等。由于涂层的烘干需要较长的时间，同时也是涂装线耗能的最主要工序，因此合理选择加热能源对成本有很大影响。
蒸汽的运行成本低，系统简单，但是适用的温度不高，一般小于90℃；天然气直接加热适用于装饰性要求不是很高的工件，间接加热适用于大多数工件，但热能利用率要低于直接加热，天然气的运行成本低，但控制系统比较复杂，对控制及管理的要求较高；燃油的适用性与天然气一致，成本比天然气高；电加热适用于大多数工件，且电的运行环境清洁，控制精度高，缺点就是运行成本比较高。
2. 烘干室的设计要点
2.1设计原则
无论什么形式什么能源的烘干室，首要的目标是温度均匀，必须保证温度的均匀性，才能烘干的效果以及涂层的质量。温度波动范围一般控制在10℃以内。对于对流烘干室，温度均匀性靠出风口与抽风口的合理布置及风量调节来达到目的；对于辐射烘干室而言，均匀性就靠合理布置辐射器以及分组控制电压来获得。
其次应尽量缩小烘干室的升温时间，以减少刚上班时工人的等待时间，升温时间应控制在30分钟以内。在设计室体时，应尽量减少不必要的热量损失，比如在门洞处加空气幕，使用保温效果好的材料作为室体保温层及门板等。为保证涂层的质量，烘干室内的空气必须保持洁净，对流加热烘干室须在热风循环系统中加入过滤系统。
2.2设计参数选择
烘干室的设计参数由以下这些因素决定：室体尺寸、结构形式、热量计算、循环风量、排气量等；在设计时应根据工艺要求、输送方式、工件特点来设确定室体的基本尺寸及结构形式。在烘干室热量计算时应充分考虑加热系统的效率并留有余量。循环风量计算时应充根究加热量以及工件的外形尺寸、重量选取合理的循环次数，且不可生搬硬套。排气量的计算应根据工件烘干室产生的溶剂量来确定。
2.3加热方式的选用
热源的选择可以因地制宜，一般选择天然气和电，这两种能源都可以用于对流及辐射加热。对于同一条生产线上工件种类较多，重量及外形不统一，或者生产线工件单一但形状复杂，光线照射有死角的情况，一般采用对流烘干，方便使用与管理，减少运行费用。辐射烘干通常适用于加热温度200℃一下，壁厚均匀、形状简单的工件，用于形状复杂、壁厚大而且不均匀、照射阴影严重的工件时，可能会引起干燥不均匀的或者加热不均匀的现象，使用时一定要慎重。对于筐装重叠的小工件，烘干效果差，一般不采用。
实际应用中一般把辐射烘干与对流烘干结合起来，在升温段布置辐射加热，使工件迅速升温，在保温段转为对流加热，保证了复杂工件受热的均匀性。这样结合既综合两个加热方法的优点，又扩大了适用的范围，目前使用最为广泛。
2.4施工、电气、环保等
从结构上讲，烘干室的设计应便于运输、安装和检修，有利于施工、日常使用及维护。从规范上讲，设备用电应考虑防火防爆的要求；烘干室产生的废气应通过废气处理系统处理达标后方可排放。
3.结束语
现在，工程机械行业已经从粗放式生产转向精益化生产，对产品的质量要求也越来越高，而烘干工艺对产品外观质量影响至关重要，烘干设备的合理选择也显得越发重要。另外，随着国家对节能、环保的重视，针对烘干后的废气处理以及高温废气的余热回收要求也越来越高。目前，国外已普遍采用TNV、TAR等废气焚烧炉，能够有效处理烘干室有机废气并可回收利用废气中的余热。随着我国工程机械行业的不断发展，烘干室的废气处理与余热回收相结合将是大的发展方向。