[发明专利]用于热风炉铝/不锈钢热交换管的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于热风炉铝/不锈钢热交换管的制备方法，包括以下步骤：(1)内管热挤压：将温度为420‑500℃的热铝锭热挤压产生塑性变形的铝管，铝管出模成型的温度为440‑520℃；(2)外管加热：靠近挤压成型铝管的模具出口端处，设有加热至700‑850℃的不锈钢管；(3)装配：挤压产生塑性变形的铝管在移动过程中嵌套于外层的热不锈钢管中；(4)冷却：将嵌套复合的铝管和不锈钢管冷却，得到铝不锈钢热交换管。本发明用于热风炉铝/不锈钢热交换管的制备方法，铝锭和不锈钢管能实现一次性成型，工艺简单。铝/不锈钢复合管具有高热导率、良好的耐高温性能以及界面结合紧密，用于热风炉的热交换管，显著提高热交换管的热导率和寿命，提高热风炉的工作性能。

技术领域

本发明涉及热交换管技术领域，特别涉及一种用于热风炉铝/不锈钢热交换管的制备方法。

背景技术

随着节能减排的提出，我国经济发展进入新常态，产业结构优化明显加快，能源消费增速放缓，资源性、高耗能、高排放产业发展逐渐衰减，做好节能减排工作迫在眉睫。热风炉是利用燃料燃烧生成的热和空气进行换热，生产热风的设备，广泛应用于粮食、经济作物、食品、木材、制药、冶金、纺织等的加热和烘干。研制高效节能的热风炉是烘干行业的重要课题。热风炉种类多、系列全，已经被广泛使用，成为很多行业电热源以及传统蒸汽热源的替代产品。按输送形式分类，热风炉可分为间接式燃气热风炉和直接式燃气热风炉。列管式热风炉是间接加热式热风炉中的一种较为常用的结构形式，换热器由换热管按一定次序排列组成，烟道气与空气在管外和管内流动以实现烟道气与空气热交换的列管式换热器。热交换系统是热风炉的最主要的部分，换热器是热风炉热交换系统的核心，是实现两种不同温度流体(冷，热流体)互相换热的装置，热风炉的热效率主要取决于换热器的结构和材质性能。

根据市场调查，可以发现大多数热风炉的换热器由碳素钢、不锈钢、铝、铜、铝合金、陶瓷等制成。在换热器结构一样的情况下，换热效率主要取决于材料的热导率系数，换热管的热导率系数越高，换热效率越高，热风炉的热效率也越高。除了热导率，实际应用中还要考虑材料的高温强度、抗氧化性、寿命及成本等方面。碳素钢的热导率只有66w/(m·K)，碳素钢管的热交换效率低，而且碳素钢抗氧化性差，服役寿命短。不锈钢的高温抗氧化性和强度都较好，但高温热导率系数平均只有20～30w/(m·K)，单独的不锈钢管热交换率较低。纯铝虽然热导率系数高(237w/m·K)，但是熔点低，高温强度低，容易高温软化，只能用于列管式热风炉分体式结构，导致热风炉热效率也不高(低于70％)。纯铜虽然有很高的热导率系数，但是铜的抗氧化性很差，使用寿命很短，并且价格昂贵，无法实现大规模使用。铝合金与纯铝的优缺点相似。陶瓷材料虽然耐高温性能优异，价格低廉，但是热导率系数不高(20-40w/(m·K)，导致热交换器的换热效率较差，无法满足高效节能型热风炉要求。综上所述，目前用于热风炉热交换管的材料都存在众多问题，无法同时达到高热导率、高换热效率、高温高强度、低成本、长寿命的要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于热风炉铝/不锈钢热交换管的制备方法，制备得到铝/不锈钢热交换管，从而克服现有热交换管导热率与耐热性能不能兼得的矛盾，以及复合界面结合不紧密的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于热风炉铝/不锈钢热交换管的制备方法，包括以下步骤：

(1)内管热挤压：将温度为420-500℃的热铝锭热挤压产生塑性变形的铝管，铝管出模成型的温度为440-520℃；

(2)外管加热：靠近挤压成型铝管的模具出口端处，设有加热至700-850℃的不锈钢管；

(3)装配：挤压产生塑性变形的铝管在移动伸长过程中嵌套于外层的热不锈钢管中；

(4)冷却：将嵌套复合的铝/不锈钢复合管冷却，得到铝不锈钢热交换管。