[发明专利]带的热处理方法和装置

说明书

本发明是有关对易弯曲的细长材料进行热处理的方法和装置，比如带或其他细长物，诸如：线、纱（单纤丝、连续丝、细纱等）、纤维（织成的或未织的）、连续丝束、胶丝以及长丝（特别是用做织物原料的）等。处理一般是加热，但也可以是冷却。

一项应用是用于合成纤维（例如聚丙烯）带。其热处理一般分为两段，先是将挤压出来的带拉伸，然后将被拉伸的带退火。

以前，带的热处理是对其拉伸，并通过一个热风炉。炉子一般为几米长，消耗功率可为40KW，加热的费用很高。此外，温度控制很困难并且很慢，炉内温度变动几乎是不可避免的。第二种已知的热处理方法是利用红外线辐射加热。第三种已知的热处理方法是使带通过充油加热的辊子或热的转筒。这些方法需要复杂的轴承、加热油路的旋转密封和仔细地控制温度，因而费用是很高的。此外，辊子或转筒上的热量，仅有一小部分施到带上。

上述三种热处理方法都有如下所述的能源利用率低和其他缺点。

热风炉靠被处理材料表面上的附面空气层传热。为获得可以接受的传热速度，循环空气的温度必须提高到比材料所需的温度高很多。此外，循环空气的温度变化造成产品不均质，甚至于出现缺陷和破损。热风炉还向周围环境泄漏热风，并因为炉子结构的传导和辐射而损失热量。热风炉还占用相当可观的厂房面积。

红外线辐射加热装置的设计简单而且造价低，但耗能大。辐射热要穿过装置本身的所有实起物，而不是只施于被处理的材料。另外，随着装置的使用，辐射元件衰变（辐射热量减少）和破损，从而使加工温度不均匀。不同聚合物组成的材料，甚至同一批材料对辐射能的吸收也很不相同，从而会导致产品物理性质的波动。

一般而言，利用若干个加热的缸体（其表面速度不断增高）可以得到良好的温度分布和均质的产品。但是，缸体的表面辐射造成很大的能量损失，只有有限的表面对材料进行加热。

本发明提出的用于对易弯曲细长材料进行热处理的方法，包括材料在两个相对布置的、加热或冷却的并做成一定形状的构件中通过。两构件充分靠紧，使得材料的两侧能在多个位置上和构件接触。

本发明提出的用于对易弯曲细长材料，如带之类进行热处理的装置，包括两个相对布置的并做成一定形状的构件，材料可在其中通过，两个构件靠得很紧，使得材料在它们之间通过时，能在许多位置与每一构件接触。该装置还包括有加热或冷却构件的手段。

构件外形最好为峰-谷状，并与被处理材料的通过方向横切。所谓“横切”包括任何非零的角度，最好在90°范围之内。最好是一个构件的峰与另一构件的谷相对。构件间距应足够大，使材料可以在其间通过，而偏折程度不超过本身厚度，最好不超本身厚度的1/4。通常，构件的峰与材料接触部分是光滑的，峰可为平台状或半球隆起状。如果锐利的峰与材料相接触，则可能阻碍材料的运行或将其划伤，因此在大多数应用中应当避免。

每一个构件最好至少有10个峰与材料接触。

材料上任何一点在两构件间的停留时间应为0.01～0.2秒，最好是0.02秒～0.1秒。

被处理材料可为人造纤维（例如，聚酯或聚烯烃）带。对于这类带，最好将构件加热到125～145℃。拉伸（热固）带时，带离开构件速度与进入构件速度之比为2∶1～30∶1，最好是5∶1～10∶1。松弛（退火）带时，构件可加热至135～155℃，带离开构件速度与进入构件速度之比为0.90∶1～0.97∶1。当连续进行拉伸和松弛作业时，松弛用构件的温度可比拉伸用构件温度高5～20℃。

可采用并排的办法处理复数带，这些带是在拉伸前对宽料进行纵剪而成;在松弛作业后可以纺在一起。为了对所得丝束进行膨化，可以采用至少横向分开一个构件的方法，对某些带施以不同的温度（纺前）。构件的峰可为平行的，但不必一定是平行的;峰间距及高度可恒定的，也可有变化。两个构件的安装要使它们之间的距离能够调节，调节范围应为从两构件外轮廓面相重合处直至该两面相距达0.1mm处;并可在进口端和出口端分别调节。构件应有高的导热率（即是说，可用金属，例如黑色金属制成），并具有冷却和（或）加热的设施，比如通入热液体的钻孔或加热器（可带恒温器），能将温度设定为125～155℃。构件可具有与带运行方向相平行的倒棱的边部（通常是凸形的），以便于重新穿带。

通常，本装置包括有使材料在构件间隙之间、并与峰横切而运动的手段，能将材料从构件中拉出，其速度为材料进入构件速度的0.9～10倍。为了实现前面所述的方法，速度比范围为（0.90～0.97）∶1，或（5～10）∶1。