유연한 회로에서 구리 및 니켈을 연속 증착하는 릴{0}}투{1}}도금 라인에서 스트립 폭에 따라 증착 두께가 일관되지 않는 것으로 보고되었습니다. 웹의 바깥쪽 가장자리는 중앙보다 낮은 도금율을 나타냈습니다. 컨트롤러 디스플레이에서 수조 설정점은 55도로 유지되었지만 탱크 전체의 5개 지점에서 측정한 휴대용 열전대 판독값은 9도 확산을 보여주었습니다. PTFE 침지 히터는 최대 정격 전력을 제공하고 있었으며 사용 기간은 불과 11개월이었습니다.
릴{0}}간-도금에는 배치 탱크에는 없는 가열 문제가 있습니다. 스트립은 욕조를 통해 지속적으로 이동하여 차가운 곳으로 들어갔다가 따뜻한 곳으로 나옵니다. 열은 탱크 부피 전체에 걸쳐 균일하게 소비되지 않고 스트립 경로를 따라 소비됩니다. 스트립 궤적을 고려하지 않고 배치된 히터는 증착 두께 변화로 직접 변환되는 열 구배를 생성합니다.-전류 밀도만으로는 수정할 수 없는 결함입니다.
연속 스트립 도금이 방향성 열 수요를 생성하는 이유
배치 탱크에서 가공물은 모든 방향에서 균일하게 열을 흡수합니다. 릴{1}}투{2}}도금에서 스트립은 주변 온도에서 유입되고 정의된 체류 시간 동안 수조를 통해 이동한 후 나옵니다. 열 전달은 히터가 아닌 탱크 벽을 향하는 스트립 표면을 통해 주로 발생합니다.
그 결과 방향성 열 수요가 발생합니다. 스트립이 욕조에 들어가는 영역은 들어오는 스트립이 주변 유체로부터 지속적으로 에너지를 끌어오기 때문에 출구 영역보다 더 많은 열 입력이 필요합니다. 히터가 탱크의 한쪽 끝에 위치하면-일반적으로 공간이 있는 출구 근처-입구 영역이 더 시원해집니다. 침전물 두께는 온도 프로파일을 따르며, 수조가 더 차가운 곳에서는 침전물이 더 얇아집니다.
| 스트립 진입 온도 | 목욕 설정값 | 탱크 전체의 온도 확산 | 증착물 두께 변화 | 히터 위치 효과 |
|---|---|---|---|---|
| 20도 | 55도 | 8~12도 | ±12–18% | 출구 구역의 히터 |
| 20도 | 55도 | 4~6도 | ±6–9% | 중앙에 히터 |
| 40도(예열) | 55도 | 2~4도 | ±3–5% | 중앙에 히터 |
| 20도 | 55도 | 10~15도 | ±15–22% | 구석에 히터 |
연성 회로 릴-대-동 도금 라인, 1,200리터 탱크의 온도 및 두께 데이터
히터 레이아웃이 스트립 궤적과 상호 작용하는 방식
스트립 경로에 대한 PTFE 침지 히터의 위치에 따라 발생하는 열이 가장 필요한 유체 영역에 도달하는지 여부가 결정됩니다. 릴-대-설치에는 세 가지 일반적인 레이아웃이 나타납니다.
종료-마운트된 레이아웃일반적으로 스트립 입구 반대편인 탱크의 한쪽 끝에 히터를 배치합니다. 이는 가장 간단한 구성이며 개조 시 가장 일반적입니다. 가열된 유체는 상승하여 탱크 표면을 따라 이동하지만 열이 탱크 전체 길이에 도달하려면 열이 이동해야 하기 때문에 스트립 입구 영역은 더 차가운 상태로 유지됩니다.
측면-마운트 레이아웃히터는 일반적으로 웹에서 80~120mm 떨어진 스트립 경로와 평행하게 작동합니다. 이는 스트립 길이를 따라 더 균일한 가열을 제공하지만 히터 바로 반대쪽에 뜨거운 밴드를 생성할 수 있습니다. 히터에 가장 가깝게 지나가는 스트립 부분은 더 많은 열을 받아 국부적인 과도금이 발생합니다.
분산된 다중{0}}영역 레이아웃탱크를 따라 서로 다른 지점에 위치한 두 개 이상의 짧은 히터를 사용하며 각각 독립적으로 또는 그룹으로 제어됩니다. 이는 스트립 입구 근처에 더 많은 전력을 공급하고 출구 근처에 더 적은 전력을 공급함으로써 방향성 열 수요를 보상합니다.
층화 및 부력 효과
뜨거운 유체가 상승합니다. 단일 히터가 있고 강제 순환이 없는 탱크에서 가열된 유체는 표면으로 올라가 수평으로 퍼지는 기둥을 형성합니다. 스트립이 자주 작동하는-탱크의 하부 부분은-더 시원하게 유지됩니다.
스트립 자체가 자연 대류를 방해하기 때문에 이 층화는 릴{0}}대-탱크에서 증폭됩니다. 움직이는 웹은 수직 혼합을 억제하는 경계층을 생성합니다. 그 결과 안정적인 온도 프로파일이 형성됩니다. 위쪽은 따뜻하고 아래쪽은 시원하며 스트립은 더 차가운 구역을 통과합니다.
55도 설정점에서 교반되지 않은 릴-대-탱크에서 6~10도의 수직 온도 차이가 일반적입니다. 하부 구역을 통과하는 스트립은 컨트롤러 판독값보다 몇 도 낮은 수조 온도를 경험합니다. 증착물 두께는 표시된 설정점이 아닌 실제 스트립-표면 온도를 반영합니다.
흐름 패턴 및 국지적 냉각
스트립 진입점은 지속적인 방열판 역할을 합니다. 들어오는 웹에 인접한 유체는 빠르게 냉각되고 밀도가 높아지며 가라앉습니다. 이는 차가운 유체를 탱크 바닥쪽으로 끌어당기는 국부적인 하강 전류를 생성하여 성층을 더욱 강화합니다.
순환이 부적절한 탱크에서는 냉각 구역이 입구 지점에서 200~400mm 확장됩니다. 반대쪽 끝에 위치한 히터는 자연 대류 경로가 스트립과 탱크 기하학적 구조에 의해 방해되기 때문에 보상할 수 없습니다.
표적 순환-스트립 경로를 따라 향하는 이덕터 노즐 또는 웹 아래의 살포 파이프-는 차가운 경계층을 분해하고 열을 더욱 고르게 분산시킵니다. 흐름이 강할 필요는 없습니다. 0.1~0.2m/s의 국부 속도는-탱크 전체 온도 확산을 9~12도에서 2~4도로 줄이는 데 충분합니다.
교정 도구로서의 와트 밀도 분포
총 전력량을 늘려도 고르지 못한 난방이 완전히 해결될 수는 없습니다. 단일 지점에서 더 높은 전력을 사용하면 근본적인 분배 문제를 해결하지 않고도 더 뜨거운 기둥이 생성됩니다. 어떤 경우에는 전력량을 늘리면 층화가 강화되어 경사도가 악화됩니다.
보다 효과적인 접근 방식은 열 수요 프로필에 맞게 배치된 여러 가열 구역에 동일한 총 전력량을 분배하는 것입니다. 8kW가 필요한 릴{1}}대{2}}탱크는 3개의 히터(스트립 입구 근처의 3.5kW, 중간-탱크의 3kW, 출구 근처의 1.5kW)를 사용할 수 있습니다. 각각은 낮은 와트 밀도에서 작동하며 결합된 출력은 공간 열 수요를 한 위치에 집중시키지 않고 일치시킵니다.
| 난방 구성 | 온도 확산 | 예금 균일성 | 단위당 와트 밀도 | 개조 복잡성 |
|---|---|---|---|---|
| 단일 엔드-장착형, 8kW | 9~12도 | ±12–18% | 1.4W/cm² | 낮은 |
| 단면-장착, 8kW | 6~9도 | ±8–12% | 1.4W/cm² | 낮은 |
| 이중-구역, 4+4kW | 4~6도 | ±5–8% | 1.1W/cm² | 보통의 |
| 삼중-구역, 3.5+3+1.5kW | 2~4도 | ±3–5% | 0.9W/cm² | 더 높은 |
1,200~1,500리터 탱크를 사용한 릴{0}}도금 라인과-릴 도금 라인의 구성 비교
릴-대-릴 서비스에 대한 실제 사양 단계
히터를 선택하기 전에 열 수요를 파악하세요. 스트립 입구 구역은 출구 구역보다 더 많은 열을 소비합니다. 히터 배치 및 구역 전력 분배는 해당 프로필을 반영해야 합니다.
컨트롤러 센서가 아닌 스트립 경로에서 실제 수조 온도를 확인하십시오. 탱크 벽 근처에 위치한 열전대는 스트립 표면의 유체보다 3~5도 더 높게 판독될 수 있습니다.
히터 피복과 스트립 경로 사이에 최소 40mm의 간격을 유지하십시오. 간격이 더 가까우면 뜨거운 밴드가 생성되고 움직이는 웹과 기계적으로 접촉할 위험이 있습니다. 간격이 넓을수록 국부적인 가열 효과는 줄어들지만 균일성은 향상됩니다.
교반이 스트립 진입 구역에 도달하는지 확인하십시오. 들어오는 웹을 가로질러 흐름을 유도하도록 배치된 살포 파이프 또는 이덕터는 냉각 경계층을 줄이고 전체 탱크 전체에 걸쳐 온도 균일성을 향상시킵니다.
표준 히터가 수요 프로필을 일치할 수 없는 경우
스트립 경로가 길고 처리량이 높은 릴{0}}투{1}}탱크는 단일 표준 PTFE 침지 히터로는 균일한 가열을 달성할 수 없는 경우가 많습니다. 공간적 열 수요에는 단일 장치가 사용 가능한 탱크 공간 내에서 제공할 수 없는 분산 출력이 필요합니다.
탱크 길이를 따라 배치된 다중-영역 가열 섹션을 갖춘 맞춤형 PTFE 침지 히터 구성은 고르지 못한 가열의 근본 원인을 해결합니다. 각 섹션은 낮은 와트 밀도에서 작동하며, 결합된 출력은 스트립 경로의 열 수요 프로필과 일치합니다. 사양 프로세스에는 탱크 크기, 스트립 폭 및 라인 속도, 입구 온도, 수조 화학 및 목표 온도 균일성이 필요합니다. 스트립 형상과 생산 속도가 다양한 여러 릴{4}}대{5}}릴 라인을 실행하는 시설의 경우, 이 애플리케이션별 접근 방식은 용착 두께 변화를 줄이고 전체 웹 폭에 걸쳐 수율을 향상시킵니다.
