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张家港东航—首创我国第 一套铝挤压筒智能高效长寿命节能直插式金属加热管系统

张家港市东航电热电器厂（以下简称 张家港东航 ）成立于1971年，是研制各种金属管状电热元件产品的制造者，也是国内外铜、铝挤压筒加热系统的主要供应商。公司于2005年立项研制并开发新一代挤压筒加热与智能高效节能直插式加热管系统，经过了十多年的努力，终于首创了我国第 一套铝挤压筒智能高效长寿命节能直插式金属加热管系统，并产业化推广应用到国内外上千台铝挤压机生产线上，为我国乃至世界挤压机生产技术的发展做出了贡献。该系统获得中国有色金属工业科学技术奖三等奖。

铝挤压筒智能高效长寿命节能直插式金属加热管系统由三部分组成，铝挤压筒加热系统、直插式金属加热管以及智能控温装置。该系统具有以下四个方面的特点：

1、直插式加热系统与控温装置与传统加热方式相比，高效加热速度快，从室温加热到450℃可缩短一半时间，节能30%以上。

2、直插棒寿命长与其它相比加热管使用寿命可延长3 5倍，可达2年以上，维修方便，可维修，降低维修的工作量，提高产量。

3、智能温控，可分区，分段加热，形成梯度加温，实现等温挤压提高了2% 3%的成品率，提高了挤压速度10% 20%，大大节约生产成本，提高产品质量和效益。

4、具有明显经济效益和社会效益，值得大力推广应用。

一、产品的特点及优势

1.新型的挤压筒加热系统

根据节能、高效和智能温控的要求，张家港东航新设计制造挤压筒加热系统或将现有系统进行升级改造。为了节约成本，节省能源和时间，zui好利用现有的设备按要求进行改造。

图1 现有挤压筒加热系统改造成新型高效节能型

加热系统

新研制开发（改造）的挤压筒加热与温控系统在国内属首创，已批准申报三个发明专利，二个实用专利。其具有以下特点：

1、由于新型加热管分布均匀合理，直接加热内胆，热量损失小，在铝合金型材挤压中与传统相比可省电30%以上，zui高节电能可达40%左右。

2、加热器分布均匀合理，温度控制精 确，电功率较低（能耗小）挤压筒和模具不易超温，冷热压力减少，使其使用寿命大大提高（提高20%-30%左右）性能稳定可靠。

3、由于热效率的提高，挤压筒的升温速度也大提高。

2.新型直插式长寿命节能金属加热管

张家港东航研制成功了一种特殊的不锈钢材料，满足了新型直插式长寿命节能金属加热管长寿命、高效节能的要求。

图2 新型直插式金属加热管

张家港东航首创 波德 牌直棒式加热管创新了铝挤压筒的加热方式和温控系统。其具有以下特点：

1、由于选用新型的特殊薄壁不锈钢管，具有导热性优良，耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能。所以插入式电热管的使用寿命比传统的环形（哈佛式）加热管高倍，可达2年以上。

2、直插式加热管采用管状设计，选择特殊的薄壁不锈钢管，与经过改造的新型挤压筒加热系统相配合，直接插入挤压筒外层的纵向开孔中，分布均匀，保温效果好，热效率高，在同等条件下（如加热到450℃）时比传统的加热管可节电30%以上，zui高可达40%左右。

3、直插式加热管由于热效率高，分布均匀，可用做低功率加热，可降低挤压筒和模具冷热应力，提高挤压筒和模具的使用寿命。

4、 波德 牌直插式加热器与新型的经过改造的挤压筒加热系统配合使用，由于分布均匀，热效率高，可大大提高挤压筒升温速度，缩短加热时间，提高生产效率。

5、 波德 牌直插式电加热管和新开发的挤压筒加热与控温系统配合使用，由于分布均匀合理，控制效果好，可实现均匀精密控温，通过分区、分段控制，可形成梯度加热，实现等温挤压，大大提高挤压产品的质量和生产效率。

6、挤压筒分区分段按程序进梯度升温，实现等温挤压。铝挤压运行开始之前，使挤压筒在zui适当的状态下升温保温，一旦挤压筒从冷却状态一下子突然升温的话由于挤压筒内套和外周的温度差可能导致热嵌松动。挤压筒自身也可能产生巨大残留应力，由此挤压运行中会出现内胆脱离或挤压筒产生裂缝等问题，为了规避此类问题的发生，挤压筒各区域根据程序独立自动地对挤压筒进行梯度升温。

7、 波德 直插式加热管选材物美价廉，加工容易，安装与检修简便，热效率高加热时间短，生产效率高，使用寿命长，所以成本大大降低，而且节能环保。

3.新型智能铝型材热挤压专业控温系统

张家弹簧螺钉港东航自主研发设计的新型智能铝型材热挤压专业控温系统，即是在铝材挤压过程中均匀精 确的榆林控制温度，形成梯度加热，实现等温挤压，确保产品质量和提高生产效率。该温控装置能适用于8MN-150MN铝材挤压筒，是专业铝材挤压产生的温控系统，温度可分多区（区）进行智能调节控制。根据不同的铝型材合金 牌成型周期为14秒号各挤压温度参数设定后，可达到℃的自动整定梯度加温，减少了挤压冷热应变力的变化，延长了挤压筒及电加热管的使用寿命。本装置与直插式 波德 牌电热管组合成一个完整的智能加热系统，能提高节电效率，减少了更换电加热管的工作量，zui终提高了生产效率和产品质量的目的，与传统的加热系统相比，节省了25% 38%耗电能，实现了节能降本，提高生产效率和产品质量的目的。

图3 智能温控装置

新型的智能铝型材热挤压专业控温系统，与改造后的挤压筒加热系统相配合，可形成梯度加热，实现等温挤压，大大提高挤压制品的质量和生产效率，降低生产成本。

新型的智能温控系统内PLC电脑触摸屏，智能控制器，智能电力调整，SCR-M3，SCR-M2直插式加热棒等组成，对一区、二区、三区、四区温度的闭环温度控制，实时记录和军事装备监控运行的工况的温度和加热电流的动态值。

新型智能热挤压温控系统，采用了挤压筒升温梯度控制，闭环等温挤压的智能控制。使挤压生产率可提高10%左右，成材率将提高2%-3%，挤压型材的质量更加均匀，挤压模不会超载，对于挤压硬质合金等，其尺寸精度可得到时更加精 确，并能延长加热元件的使用寿命。

二、产品验证/测算数据

表1是以1天为计量单位，采用产量相对等同进行对比，从对比值观察，产量越高单吨耗电的差异值越小，9T/天时，差异值为13Kwh/T,产量越低单吨耗电的差异值越大,T/天时，差异值为21Kwh/H。表2是国内外实验器材同用途产品检测指标对比，张家港东航 波德 牌直插管具有节能、使用寿命长、开温时间段、可智能控制等特点。

表1 挤压筒加热方式改变前后电耗变化情况对比

表2 国内外产品质量检测指标对比

三、节能改造测算数据与改造实例

表3测算数据选用吨位1650T、长750mm、外径700mm、内径185mm盛锭筒加工改造实际数值。改造成本24200元，改造后每天节约电费612元，40天后即可收回改造费用；改造后检修成本大大降低，直插式更换更简易，升温快，加热均匀，延长盛锭筒使用寿命；改造后每年节约电费（以1.0元/度计算）=183600元，节能比40.15%；直插式加热管使用寿命高于环形管，大大降低了企业检修成本。表4为铝挤压机盛锭筒节能改造实例。

表3 波德牌直插式电加热可喜的是管改造测算

表4 铝挤压机盛锭筒节能改造实例