Toz ve Yaş Boyama Tesislerinde Gazlı Tip İnfrared Uygulamalar

Toz ve Yaş Boyama Tesislerinde Gazlı Tip İnfrared Uygulamalar
  • Teknoloji
  • Ziyaret: 7253
  • Son Güncelleme: 14-08-2013
Ülkemizde 1985 yılından itibaren uygulanan elektrostatik toz boyama tesislerinde kullanılmakta olan; sprey yüzey temizleme sonrasında kurutma fırını (100 - 110 °C), toz boya pişirme fırını (200 °C) ve ayrıca yaş boya kurutma (80 - 120°C) fırınlarında endirekt termobloklu tip ısıtma üniteleri kullanılmaktadır. Endirekt ısıtmalı tip (duman borulu) tip termobloklarda yanma gazlarının bacadan atılması sırasında % 25 - 30 civarında bacadan enerji kaybı olmaktadır. Baca gazlarının atmosfrere çıkış sıcaklığı yaklaşık 280 – 320 °C’ dir. Ayrıca termoblokta ısıtılan havanın boyanan parçayı ısıtması sırasında, havanın ısı transfer katsayısı (k: 0,29) düşük olduğu için, parçanın ısınma süresi uzamakta ve fırında enerji kayıpları olmaktadır.

Günümüzde enerji maliyetleri sürekli yükselmektedir. Globalleşen dünyamızda ise artan rekabet şartları nedeniyle firmalarımızın karlılığı ise sürekli düşmektedir. Bu nedenle her işletme üretim maliyetlerini minimum seviyelere çekmeye çalışmaktadır. Gazlı tip katalitik infrared sistemler; ülkemizde toz ve yaş boyama tesislerinde 2003 yılından itibaren kullanılmaya başlanmıştır. Uygulamada görülen avantajları nedeniyle, günümüzde gazlı tip infrared sistemlere talep her geçen gün artmaktadır. Gazlı infrared sistemlerin çalışma prensibi; infrared panellerde doğalgaz, lng, cng ve lpg gazları sorunsuz olarak kullanılmaktadır. İlk çalıştırmada sabah 8 - 10 dakikalık bir sürede panel içerisindeki elektrik rezistansı, panelin önündeki katalitik battaniyeyi (platinyum emdirilmiş) 250°C sıcaklığa getirmektedir. Bundan sonra panelin üzerinde bulunan termoswich veya termokupl yardımıyla ısınmanın tamamlandığı sinyali alınır ve gaz tesisatındaki selenoid valfe sinyal gönderilir. Gaz selenoid valfi açıldıktan yaklaşık 5 dakika sonra katalitik battaniyenin yüzeyinde , gaz ve oksijenin birleşimiyle ekzotermik reaksiyon başlar.

Bu reaksiyon sırasında, katalitik battaniyede alevsiz bir yanma oluşur. Bu yanma enerjisinin % 85 ‘i platinyumun etkisiyle infrared ışınım enerjisine (orta – uzun infrared dalga) çevrilir. Diğer % 15 enerji ise ortamda havayı ısıtır. Oluşan infrared enerjisi hızla boyanmış parça yüzeyine enerjisini transfer eder. Parça yüzeyine ulaşan infrared enerjisi (ışınımdan ısıya dönüşür) parçanın dış yüzeyini ve boyayı (içten dışa doğru) hızla ısıtır. Metal malzemelerde 1 mm. kalınlık için 1 dakikalık sürede sıcaklık 160-180°C ulaşmaktadır. İnfrared paneller toz ve yaş boyama tesislerinde 2 şekilde kullanılmaktadır; 1. Mevcut konvansiyonel (tünel tip) fırınların girişine ön ısıtma infrared sistem olarak kullanılabilir. Boya tesisinin konveyör hızı (kapasitesi) minimum % 25 – 40 artar. 2. Yeni bir fırın yatırımı durumunda, konvansiyonel fırın yerine komple infrared fırın yapılarak; boyanın pişirilme süresi kısaltılmakta, fırın yerleşim yeri boyutları küçültülmekte ve enerjiden tasarruf sağlanmaktadır.

İnfrared sistemlerin konvansiyonel sistemlere göre avantajları:
• Konvansiyonel fırınlarda toz boyanın (1mm. Metal) 18 dakika fırında kalması gerekirken, komple infrared fırınlarda 6 dakikada aynı kalitede toz boyanın pişirilmesi sağlanmaktadır.
• Yakıt tüketimi olarak; komple infrared fırınlar konvansiyonel fırınlara göre % 25 daha düşük yakıt tüketir.
• Fırın sabahları çalıştırırken; infrared fırınlar 15 dakika içerisinde,konvansiyonel fırınlar ise (yaklaşık) 45 dakikada devreye girerler. Her iş günü ½ saat üretim artmaktadır.
• Yerleşim yeri boyutları; komple infrared fırınlar, konvansiyonel fırınlara göre 1/3 oranında yere yerleşir ve tesisin toplam konveyör hattı kısalır.
• Fırın çalışırken; infrared fırınlar kısa dik asılan parçalarda fırındaki panellerin üst ve alt kısımları ayrı ayrı bölgeler halinde çalıştırılarak fırında yakıt tasarrufu sağlanır. Konvansiyonel fırınlarda sürekli olarak tüm fırının iç hacmi ısıtılmak zorundadır.
• Çevreye verilen atık gazlar; infrared sistemler çalışma sırasında çevreye zararlı gazlar vermezler, konvansiyonel fırınlarda brülör yakma işlemi yaparken az miktarda (CO, SO,
SO2, vb.) Atık gazlar çevreye verilir.
• Yanıcı ve patlayıcı ortam; gazlı tip katalitik infrared sistemler çalışma sırasında reaksiyon sonucu CO2 ortaya çıkarttıkları için; solvent bazlı yaş boya, barut, tiner vb. Parlayıcı ve patlayıcı malzemelerin olduğu ortamlarda bile ex-proof özellikleri nedeniyle, yangın ve patlama riskleri yoktur.
• Boya tesisindeki konveyörün zinciri; sürekli olarak fırın içerisinden geçer ve fırın dışına çıkar. İnfrared sistemlerde paneller, parça odaklı ısıttıkları ve zincir fırında daha kısa süre kaldığı için, konveyör zincirinin ısınma sıcaklığı düşüktür. Konvansiyonel fırınlarda ise, fırınlama süresi uzun olduğu ve fırının her yerinde ısı homogen olduğu için zincir sıcaklığı 200 °C çıkar ve fırının dışında zincir tekrar (20 °C) ortam sıcaklığına düşer. Konveyör zincirinin (yaklaşık 6 - 10 kg/ metre ağırlıkta) olduğunu düşünürsek infrared sistemlerin enerji tasarrufunu hesaplayabiliriz.
• İnfrared sistemlerde; gazın basıncı, konveyör hızına bağlı olarak fırınlama süresi ve panelle parça arasındaki mesafe ayarlanarak, boyanan parçada istenen sıcaklık değerleri
rahatlıkla elde edilebilir. Konvansiyonel fırınlarda, boyayan parça küçük veya büyük olsa da fırının iç hacmi heryerde eşit ısıtılmak zorundadır.

İnfrared sistemler; standart ürünlerde (alüminyum profil, beyaz eşya, otomotiv yan sanayi, metal eşya, vb.) rahatlıkla kullanılabildiği gibi; özel uygulamalarda da (mdf üzeri toz boya, astarlı 2 kat toz boya uygulamaları, ağır metal ürünler, tekstil, ayna üretimi, gıda sektörü, proses ısıtma uygulamalarında) deneme yapılarak olumlu sonuçlar gözlemlendikten sonra, yatırım yapılmasını ve üretim maliyetlerinin düşürülmesini öneririm. Globalleşen dünyamızda yaşanan yoğun rekabet içerisinde; seri ve ekonomik üretim maliyetleriyle çalışan firmalar başarılı olacak ve pazar paylarını büyütecektir. Yeni yılda ülkemize ve firmalarımıza; başarılı ve kazançlı bir yıl geçirmelerini temenni ederim.

Engin Polat
Genel Müdür
Mep Teknik Ltd.