高对流Vortex气流涡流喷射铝卷退火炉

西科沃克的Vortex铝卷材退火系统采用先进的气流涡流喷射技术，结合旁路冷却器和SeCoil模拟控制软件，使铝卷材生产商能够显著缩短其热处理的加工时间，从而节省能源，提高生产率，并且能提高表面质量。不同于传统的仅靠铝卷外层向内（径向）导热，该系统的关键技术体现在：通过高速气流冲击铝卷材两个端侧面来提高传热系数，通过铝卷的边缘向内（轴向）传递热量。

铝卷材退火的挑战在于：在保证整个工件满足冶金性能需求的同时，尽量缩短工艺时间来优化工艺流程。西科沃克的铝卷退火炉所使用的组件可显著提高生产效率，提升产品质量。

Vortex涡流喷射式加热系统

因为铝带卷的轴向有效热导率远高于径向，因此，加热铝卷材比较有效方法是通过边缘传递热量。两个方向导热系数的差异是由于铝带层之间气体和轧制油层的隔热作用造成的。涡流喷射式加热系统是由指向多个角度的圆形喷嘴阵列组成，这些喷嘴阵列产生空气的螺旋涡流运动，从而确保在铝箔中不产生局部热点的情况下完成高速的热传导。喷嘴陈列系统产生的大流量气流与独特的半轴或离心式风扇设计相结合，使卷材能被在更大流量的循环气流中更加均匀地加热。

红外热成像分析表明，采用新型涡流喷射加热系统可以获得更均匀的表面温度。卷材表面温度均匀性曲线证明了整个加热循环的温度均匀性。这些剖面图表明，使用涡流喷射系统可以获得更好的表面均匀性，这是因为负载表面被气氛“冲刷”，而不是局部过热。涡流系统允许更快的负载加热，这是因为该系统的传热系数高达150W/m2K，而常规直喷嘴系统的传热系数只有约为110W/m2K。

旁路冷却器

西科沃克的退火炉旁路冷却器可以提供在保护气氛下的冷却。在该系统中，冷却对于冶金和转运过程都非常重要。冷却器采用内部旁路布置，可将通过热交换器的气氛温度控制在不超过175℃。这可以防止挥发性油脂在热交换器的散热片上烤干。冷却器的设计用于实现快速冷却、可调节或用于辅助冷却，可提供标准和定制等不同尺寸。冷却器可以根据空间要求安装在炉子后部或侧面。此外，客户现有的退火炉也可以搭配Bypass Cooler旁路冷却器。

西科沃克的众多铝带卷和铝箔卷的退火炉已经配置了此旁路冷却器，并且新型旁路冷却器的设计不再需要地坑。

Secoi过程控制和模拟软件

Secoil是一个用于模拟在Vortex炉子中加热铝卷材的模拟器，它基于一个数学模型，该数学模型是使用众所周知的数学原理（简而言之：现象学建模）从著名的物理定律推导而来的。Secoil模拟器可以由使用人工智能方法（行为建模）的元模型进行补充。现象学模型的优点在于它基于已知的物理定律，应用广泛。已建立的数学模型参照了各种参数的变化，如加热介质的温度和出口速度、合金类型、板厚和卷材尺寸。利用现代数值计算技术，可以对在加热铝卷横截面的温度场进行了解。使用Secoil模拟器，您可以模拟位于铝卷纵向部分的任何点（虚拟热电偶）的加热曲线。Secoil模拟器可实时为我们反馈加工过程中的铝卷材加热状态。因此，该模拟器可适应多种应用，包括预测不同类型铝卷和工艺条件（炉温、循环风机效率）的加热曲线，以及在不使用工件热电偶（控制器）的情况下，实现对退火过程的持续监控。元模型是使用人工智能方法（行为建模）创建的，可以作为基于现象学建模的模拟器的替代或补充。

从冶金的角度来看，工艺参数的重点是最终的批量处理温度和均热时间，这两个参数务必精确，因为他们决定了再结晶退火工艺。因此，SeCoil自动调节和控制系统有两项重要任务：尽可能长时间保持足够的工作气氛温度，以尽量减少加热时间；在达到负载温度设定点后，降低扬程温度，以避免负载设定点的任何超调。

从经济角度看，工艺参数的重点是总加工时间，它直接影响能源消耗。由于西科沃克的独特系统，可以在不存在负载过热风险的情况下缩短处理时间。操作员输入工艺和线圈参数后，系统可以模拟该过程，其收集的数据最终可以用于微调工艺和优化加工开始前的准备时间。

/ 工艺效率高：

与传统退火系统相比，工艺效率可提高30% - 无局部过热

/ 工艺质量高：

提高材料性能的均匀性，减少局部开裂和油脂残留

/ 低成本运行：

为气体循环的用电较少

/ 系统设计灵活：

适用于不同直径、宽度、厚度卷材

/ 退火

/ 均质化

/ 提高生产率，降低能耗和成本

/ 使用带有自动换热器的燃烧器，效率高达约86%

/ 使用创新的SeCoil®工具以实时设计，优化，控制和缩短铝卷的加热过程，节省能源和介质消耗

/ 利用废气中的热回收来加热氮气

/ 使用高效自动换热器燃烧器（输出率高达86%）

/ 使用生态、生物可降解保温材料，厚度选择适当，可降低通过墙壁流失的热损失