金屬工業的壓縮空氣

金屬行業包括金屬製造和金屬加工。這意味著,鋼和有色金屬的製造、鑄造廠以及金屬加工都隸屬金屬行業。

該行業是深度耗能型行業。金屬加工和金屬製造公司將壓縮空氣作為一種靈活的介質用在很多生產流程中。壓縮空氣能夠降低能源消耗量並相應提升能效,但是其這方面的潛力往往被低估。

除了壓縮空氣在能效方面的潛力外,正確的壓縮空氣品質也是避免生產時出現問題和最終產品出現缺陷的一個決定性因素。通過按需製備壓縮空氣這種方式,金屬製造和加工公司可降低成本、提高能效以及避免廢品和停產。

金屬行業應用

制鋼

在高爐中制鋼分兩個步驟,第一步是通過還原反應從鐵礦石生成生鐵,第二步是在轉爐中進一步加工成原鋼。第一步會用到壓縮空氣。從上方往高爐中裝料時,確保交替向高爐中進行焦炭和鐵礦石層裝料。從下部風口吹入熱風。熱風是指經過加熱且富含氧氣和碳氫化合物燃料的壓縮空氣。其對於有效融化鐵來說是必須的。

冷卻空氣時,也會用到壓縮空氣。冷卻會影響鋼的特性,因此對鋼的冷卻和所使用的介質有著特殊的要求。其中一個例子便是加速冷卻,這在流動空氣中進行(空氣下落)。

噴砂

金屬和金屬部件的生產過程中,必須徹底將表面上的沉積物和顆粒清理掉,否則會影響後續加工流程,例如: 可能會對表面處理產生負面影響。噴砂是一種工藝,也稱為壓縮空氣噴流。該技術用於將材料上的塗層殘留物、髒汙以及鐵銹等清理掉,這些都會導致工件變形,並用於加工表面特性。

壓縮空氣用於將噴射介質從噴嘴中加速噴出。因為在處理的時候必須將高速噴射介質噴到表面上。

表面技術

粉末塗層也被稱為粉末噴漆,是一種面向金屬和非金屬物品的塗層工藝。可分為兩種工藝:靜電粉末塗層 (EPS) 和回轉燒結工藝。

壓縮空氣用於吹淨工件、輸送粉末或進行流態化。此外,壓縮空氣還可以在塗層間裡用作定量空氣和噴射空氣。壓縮空氣品質對最終產品有一定影響,含油的壓縮空氣會導致諸如塗層中出現敞開位置(凹坑)或者液體容器中出現氣泡/凹坑之類問題。

另一種壓縮空氣起到了重要作用的工藝便是所謂的直流硫酸,這是一種製造鋁的常用電解工藝。進行電解氧化時,需要有電解質運動,為此將吹入不含油的壓縮空氣。

此外,還有進行表面處理的熱噴塗工藝。談到壓縮空氣,就不得不提到火焰噴塗和電弧噴塗。對於這種應用,壓縮空氣用作霧化空氣,其將噴塗料噴到表面上。

切割和焊接

切割和焊接金屬時,通常採用的是鐳射工藝。鐳射焊接工藝和鐳射切割工藝都要用到壓縮空氣。對於這種應用,需要使用不含油、乾燥、乾淨的壓縮空氣,從而可以避免流程和最終產品出現問題。

鐳射焊接時使用最高壓力為 8 bar 的壓縮空氣,旨在避免材料顆粒、材料蒸汽偏離焊接對象,並防止發生損壞現象。借助所謂的交叉噴射單元來執行該過程。

鐳射切割時,根據具體工藝使用壓縮空氣沖洗鏡面通道,並將熔體吹出。對於這種切割過程,壓縮空氣也可以用作切割氣體。乾淨的清潔空氣冷卻材料表面,並提高切割品質。壓縮空氣也可以將需要被蒸發掉的材料和其他材料清理掉。

氣動工具

金屬行業也會用壓縮空氣驅動和控制多種工具。需要具有適當的壓縮空氣品質,從而避免機器和設備中存在過多的水蒸汽,也可避免因管路腐蝕而導致頻繁停產。

壓縮空氣驅動工具的一個示例便是用於擠芯和將高爐和盛鋼桶中的物質打碎的氣錘(也請參見制鋼)。氣動夯實機和氣動研磨機中也會使用。

3D – 金屬粉末印刷

較之於傳統工藝,3D 金屬列印工藝具有下列優點:使用增材製造可以製造複雜的部件,從而節省材料、縮短生產時間並減少錯誤源。選擇性鐳射熔化 (SLM) 時將逐步構建部件。通常在有保護氣體的情況下進行該過程。通常將氮氣用作保護氣體,有些氮氣是通過氮氣發生器從壓縮空氣中生成。壓縮空氣必須具有特定品質,從而避免元件和流程受到污染的不利影響,並導致因停機、清潔和更換等造成的成本。

應用案例

ThyssenKrupp Steel Europe, Duisburg (Germany)

蒂森克虜伯歐洲鋼鐵公司(ThyssenKrupp Steel Europe AG)於杜伊斯堡設有工廠,其壓縮空氣網絡長達十多公里,而現場的壓縮空氣用量相對較高。渦輪壓縮機需要採用特殊的 BEKOMAT 冷凝液排放裝置,才能排出大量冷凝液。

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作為運輸和操作介質的壓縮空氣

GF汽車公司採用輸送空氣運輸沙。由於水分會導致管道內出現結塊的情況,而且操作控制閥也需要壓縮空氣作為控制用空氣,因此GF汽車公司使用貝克歐科技公司的 DRYPOINT RA冷凍乾燥機確保空氣乾燥。

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壓縮空氣製備作為製程鏈的概念

位於德國慕森(Mussum)的Flender公司需要使用完全無油的乾燥壓縮空氣,尤其是在進行複雜的聯軸器生產時,空氣必須滿足每種應用對製程用空氣和阻隔空氣的要求。

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使用壓縮空氣冷卻雷射切割機

位於費爾的Horstmann公司採用 BEKOKAT 製備的壓縮空氣冷卻雷射切割機。作為製程用空氣的壓縮空氣與雷射應用直接接觸。

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