全新烤焙工艺的开发.doc

烤焙新工艺的开发 李振华（安彩照明） 摘 要 本文对德国引进的紧凑型节能灯生产线的烤焙工艺进行了分析。针对其不足之处，介绍了一种全新的烤焙工艺。 关 键 词 紧凑型节能灯 烤焙工艺 聚乙二醇 问题的提出和分析 我公司于1999年从德国全套引进了两条紧凑型节能灯生产线，经过持续不断的改进，已经能够生产具有国际先进水平的紧凑型节能灯，充分满足国内市场对高档节能灯的需求。 作为成套引进的技术中的一个重要环节——荧光粉悬浮液的配制及相应的水涂粉工艺，其技术优势及其领先水平是相当突出的，对产品的高光效和低光衰有着很重要的作用。 遗憾的是，对荧光灯品质有着至关重要的影响的涂粉管烤焙工艺，德国引进的技术却解决的并不彻底。2001年5月至2002年7月，仅仅因为涂粉管烤焙不完全造成灯管点燃后粉层放气引起闪烁就有8次之多，直接造成25848枚以上的产品封存，无法使用。另外还有近10000枚涂粉管因为烤焙时炉膛温度过高引起灯管变形，无法投入下道工序被封存于现场。 工艺介绍 德国引进的紧凑型节能灯生产线的烤焙工艺是在烤焙炉完成的。烤焙炉共有： 短波长石英管加热体 1000W 50个 长波长陶瓷加热体 800W 20个 长波长陶瓷加热体 600W 28个 长波长陶瓷加热体 400W 18个 长波长陶瓷加热体 300W 21个 长波长陶瓷加热体 250W 14个 烤焙炉总加热功率为99.8KW。 涂粉管经烤焙炉高温加热，将荧光粉中的黏结剂聚乙二醇完全氧化为二氧化碳、一氧化碳和水蒸气并散发出去，只剩下比较纯净的荧光粉。烤焙炉共分19个加热段，前7个加热段为短波长石英管加热体加热，第8—19加热段为长波长陶瓷加热体加热，对灯管进行温度保持和缓慢冷却。这19个加热段分为四个加热区。在2-9加热段加热通道内，还同时布置有助燃空气吹嘴，为灯管内的荧光粉黏结剂聚乙二醇提供足够的氧气参加反应，使之能充分氧化，散发出去。 分解过程的机理分析 荧光粉黏结剂聚乙二醇的分子式为： …（ -CH2-CH3-O- ）n… 2（ -CH2-CH3-O- ）n＋2n2←→2nCO＋ 2n2＋5nH2① 从上式可知，充足的氧气和足够的温度是使反应能迅速有效向正方向进行的必要条件，两者缺一不可。 3、分析结果 分析认为，造成涂粉管不易烤焙的根本原因就在于我们生产的这种外型独特的无接桥式的灯管的结构。 相对应于传统的接桥式的灯管，我们的灯管生产具有工艺路线短，设备工艺简化，产品结构牢固，灯管无放电死区等优点。但是这种无接桥式结构也造成一个的问题，就是产品的涂粉和烤焙工艺很难解决。德国人花了相当的精力，设计制造了一台三个自由度旋转的涂粉机，解决了涂粉的问题。但是，对于烤焙的问题，并没有彻底解决。 传统的接桥式的灯管，不存在产品的涂粉和烤焙工艺的问题。因为它的涂粉和烤焙都是在弯管后的单U管时进行的，不存在难度。而我们的无接桥式的灯管的结构要求必须在成型和涂粉后才能进行烤焙，也就是必须3个U形弯管（四管生产线）或7个U形弯管（八管生产线）连接到一起后再进行烤焙。这样就导致一个问题，因为空气中的氧气与聚乙二醇反应后产生的一氧化碳、二氧化碳、水蒸气等气态物质在较曲折的灯管内逸出较慢，直接导致未氧化的聚乙二醇处的氧气浓度偏低；同时，限于已干的荧光粉在管壁上的附着力有限，助燃空气或氧气的压力和流量不能太高。这样，只有通过加高外界温度的办法来维持①式的反应向正方向进行。 对于四管产品而言，以上方法基本可以满足工艺要求。但是，对于较大的八管产品而言，困难较大。特别是25W产品的烤焙，其工艺参数的设置基本在工艺带的边缘。 各加热区设定温度（℃）如下 加热区号 1 2 3 4 设定温度（℃） 16W 600±10 600--730 200--500 25--50 20W 615±10 200--500 25--50 25W 615±10 200--500 25--50 按照表中工艺参数生产时，对涂粉管的粉重要求特别严格。粉重偏工艺上限极易导致烤焙不彻底，引起灯管闪烁。但是，为保证灯管有足够的光通量输出，粉重又不能偏轻。此时，如果粉重偏重，为保证烤焙彻底，只有加高1区和2区的温度设置。结果引起灯管烤焙变形，无法在下工序导入。 2、解决方案 按以上分析，我们一方面立足于现有工艺和设备条件，加严相关工艺要求，加强对各相关设备的工艺状态的