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铸铁散热器魅力依然-创新成就蜕变

2018/10/31 来源:鸿威电子散热器 标签:铸铁散热器魅力依然-创新成就蜕变 阅读:4608次
     铸铁散热器在我国已有百年的使用历史,由于它耐腐蚀,使用寿命长,不需特殊防护,价格低,曾经在我国长期占据着70%以上的市场。但面对当前激烈竞争的散热器市场,传统的铸铁散热器工艺设计和外观设计已不适应市场的要求。近年来,铸铁散热器生产企业审时度势,精准把握铸铁散热器发展脉络,以技术创新为核心,在内腔无砂、外表喷涂等方面转变传统的工业技术和设计理念,使铸铁散热器有了革命性的飞跃,焕发出了新的生命力。

    一、铸铁的材质特性决定了铸铁散热器的不可替代性

    铸铁散热器具有以下特点:

    1、耐腐蚀性强

    在现有的供热系统中,由于我国各地供暖水质千差万别,氧、氯、硫含量超标,酸、碱度不均衡,极易对金属材质产生氧化腐蚀和电化学腐蚀。而铸铁散热器特有的材质成分和金相组织,使其具有优良的抗氧化、耐酸碱和抗电化学腐蚀性能,可长期适用于各种复杂水质。再加铸铁散热器壁厚较厚,一般都在3到4mm,所以铸铁散热器使用寿命一般超过30年。铸铁散热器这种特有的主动防腐能力,是因为在电解质溶液中,铸铁材质中的硅可使铁进入钝化区,而铸铁中硅的含量一般是低碳钢材质中硅含量的数十倍,因此铸铁比钢的抗氧化腐蚀能力强,并且有较高的耐酸碱能力。同时铸铁材质中的碳是以片状石墨状态存在,铁碳分子间距大,所以其电阻率也比较大,一般(为80微欧姆•厘米,)约是钢的8倍、铝的28倍、铜的47倍,因此铸铁发生电化学反应的速度大大低于其他材质。综上分析,铸铁散热器的高度耐腐蚀性能,符合我国供暖水质复杂的国情,铸铁材质是制造散热器的最佳材料,其它材料难以比肩。关于铸铁耐腐蚀的材质特性,可以从以下有关资料找到相关佐证:

    根据试验,将壁厚3mm铸铁散热器切割后置于同等水质中(PH值在6-8),经5个月(4-6月份)室内开放性气氛环境下试验,经测量看不到任何腐蚀。即使在海洋性气氛中铸铁的腐蚀速度也在0.1mm/每年以下。据查,在一些古旧的建筑中,解放初期安装的铸铁散热器具至今仍在完好无损地运行,说明了铸铁散热器超强耐腐蚀的特性。

    2、热舒适性好

    铸铁分子间距较大且晶体结构特殊,使铸铁具有良好的吸湿性,在散热过程中,水分子可透过散热器壁散发到空气中,在散热的同时保持室内稳定的湿度,有益于人体健康;铸铁散热器金属热容量大、热惰性好,散热舒缓、稳定、持久,温度升降柔和,人体感觉舒适。

    3、低耗能

    从金属材料的冶炼方面讲,根据国家统计资料电解一吨铝耗电1.4万—2万度。而得到一吨钢材从→烧结→炼铁→炼钢→精炼→开胚初轧,平均耗能为标准煤1365kg/t,折合一吨耗电11110.42度,而炼一吨铸铁消耗标准煤为750kg/t,也就是说铸铁比其他金属材料耗能小的多。从产品生产工艺方面讲,生产铸铁散热器只要把铸铁加热化铁后,就可以浇铸成型,经简单加工即成为散热器,而不像钢制或铜铝散热器一样,还需要经过加热轧制成型,然后加工、复合、锯切、焊接、防腐处理等一些列工序产生巨大能耗。铸铁的低能耗特性,非常符合国家十二五规划关于行业节能减排的要求。

    二、铸铁散热器工艺技术的革新

    传统铸铁散热器虽然有诸多优点,但落后的工艺技术已经无法满足当前的市场需求和人们的生活需要,比如内腔积砂容易造成管道堵塞,无法适应分户计量。传统的外表喷涂银粉漆技术不仅降低散热量而且在外观上显得色彩单调缺乏装饰性。种种弊端表明,技术革新势在必行,于是内腔无砂和静电喷涂技术应运而生。

    1、内腔无砂技术的应用

    传统铸铁散热器残留芯砂在投入使用前通过工艺手段可以去除,但在在采暖系统中,却需要8-20年的时间才能冲刷掉,而且传统工艺生产的铸铁散热器内腔飞边、毛刺密集,冲刷掉的芯砂受这些飞边、毛刺的阻力沉积在散热器内部或系统中,很容易造成散热器甚至采暖系统堵塞。此外,由于铸铁散热器芯砂在锅炉内部大量沉积而造成的事故也屡见不鲜,据统计由于传统铸铁散热器残留芯砂而造成散热器堵塞或系统事故比为5-7%。内腔粘砂的沉积堵塞,容易对热计量采暖系统中的精密的计量仪表造成阻塞,而影响计量精度,甚至影响系统运行。

    圣春公司FJ内腔无砂技术的发明,改变了传统铸铁散热器内腔粘砂的问题。圣春公司从1999年就开始致力于内腔无粘砂技术的研究,通过5年的潜心研究,发明了国内独有的制芯工艺和砂芯表面喷涂处理工艺,并通过采用先进的芯盒射砂设备和精密的芯盒工装,淘汰了传统的人工制芯和毛坯芯盒工装,保证了砂芯的紧实度、平滑度和光洁度,提高了砂芯的尺寸精度;在制芯粘结剂的选择上,抛弃传统的渣油、合脂油等原料,采用圆形的天然硅砂按比例配加自主研发且获得国家发明

    专利的新型FJ制芯粘结剂,这一技术保证了砂芯的紧实度、干强度、耐火性、溃散性和光洁度。同时,在下芯前将活性有机粉末喷涂在砂芯表面提高砂芯的表面光洁度,进一步保证了浇铸后散热器的内腔平整光滑,从根本上克服了化学粘砂和机械粘砂。

    2、静电喷涂技术的应用

    过去传统铸铁散热器表面涂料一般用银粉漆,但国内外对银粉漆早有非议。国外文献强调:“含金属涂料会使辐射散热器散热能力有很大的降低”。清华大学曾做过“散热器表面涂装对散热量的影响”的实验,实验采用圣春公司生产的四柱760型铸铁散热器为样片,实验结果表明:将铸铁散热器表面涂料由传统的银粉漆改变非金属涂料,可提高散热能力13%至16%,这是一种简便易行的节能措施。只要散热器表面为非金属涂料,不管颜色如何,均可提高散热能力,这就使得散热器的颜色选择范围扩大,适应室内的色彩要求,更富装饰效果。使用非金属表面涂料,取代沿用已久的银粉漆,这对节约采暖投资,减少原材料的消耗,减轻建筑的采暖设备负荷都具有明显的经济效益。

    在此基础上,圣春公司成功将静电喷涂技术引入到铸铁散热器的表面处理,开创了铸铁散热器精品化、装饰化的新阶段,使铸铁散热器外观有了一个质的飞跃。与传统表面处理技术不同,浇铸前对潮模砂型进行活性炭表面喷涂,保证了铸造表面光滑、无粘砂,铸造粗糙度在25µMM以下。采用了机械和化学双重表面处理工艺对铸铁散热器进行表面处理,保证了铸铁散热器表面光滑、洁净,静电吸附能力强,充分满足了静电喷塑工艺对基体表面的质量要求,相对于传统的只是简单的机械喷砂,有了巨大的进步! 
    三、铸铁散热器设计思维的革新

    1、铸铁散热器装饰多元化发展的趋势

    铸铁散热器除了在工艺设计上有了巨大的革新,更在设计理念和外观上有了长足的突破。产品设计从美学入手,充分考虑了散热器的装饰性和个性化,突出人本主义设计理念,使产品完全适应各种不同家居格调的要求,突出装饰性,合理利用室内空间,使采暖设备成为一种室内装饰品,既美观又节能。

    从经济适用的柱型、椭柱型普通产品,到卉艺、圆管柱型等系列高档精品;从节约空间的窄系列、矮系列,到散热性能优异的高、宽系列。从窗式、板式、T型管、橄榄柱翼等新型号到底进底出、内置温控阀等特殊结构形式。铸铁散热器从不同方面、不同角度满足了不同建筑风格、不同结构类型、不同消费层次的采暖需求。日益完善的产品线,使铸铁散热器有了更广阔的应用空间。铸铁散热器在外观与装饰性方面与钢制、铜铝散热器不相上下,提高了铸铁散热器的市场竞争力。

    2、从手工生产到半自动化、自动化流水线的发展

    设计理念的革新不仅仅表现在外观上,还表现在工艺改进上,传统的铸铁散热器以手工为主,不仅效率低下,更造成大量的人力物力的浪费。

    2006年,圣春公司累计投资1300万元,采用PLC多模柔性自动控制系统,对铸造过程的混砂、型砂传输、气压造型、轨道传输、液压推动、清砂等各项工艺进行了全面的自动化改造,首创了一箱多模造型技术,产品性能极大提高;清除了散热器片表面粘砂现象,内腔粘砂全部清理,提高了外表光滑度和内腔清洁度,产品质量稳定,成品率提高。浇铸烟气回收率达到90%以上,基本消除了砂尘、烟气对周边环境的污染,大大改善了工人的工作条件。单片节约焦炭0.24公斤,比改造前节能了20%。日产量达到1万片,比改造前提高4倍以上,用工人数仅为原来的三分之一,有效降低了工人的劳动强度,在业内最早实现了铸铁散热器的自动化和机械化生产。

    尾语

    从中国现状来看,在国内地缘辽阔水质复杂和不规范的采暖系统管理运行背景下,铸铁散热器具备钢制、铝制散热器所不具备的性能特点,是目前最适合各种供暖系统的散热器。在国外,市场经济较为成熟的发达国家里,铸铁采暖散热器一直被视为高档采暖用品,占据着较大的市场份额。

    综合可见,铸铁散热器是目前最安全、最可靠、最放心、最经久耐用的工程及家装采暖首选产品,未来发展无论从经济效益还是社会效益来看,仍将绽放持久的生命力!

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