1、立项的研制的重大意义

1.1挤压筒温度控制在铝挤压过程中的重要作用

铝及铝合金在挤压前，挤压工具特别是挤压筒的预热及挤压过程中的温度控制直接影响挤压产品的质量、生产效率。挤压工具的使用寿命和生产成本的高低以及能耗和劳动生产环境。如果能有效精确地控制挤压筒的梯度加热，实现等温挤压，则对铝挤压过程提高产品质量，节省操作时间，提高生产效益和节能减时等具有更加重大的意义。

1.2传统的挤压筒加热与温度控制存在的重大问题

铝挤压筒的预加热方式很多，其中常见的使用方法是采用在挤压筒外壳加“C”型电阻丝进行加热或用环形（哈佛）式回热管环抱在挤压筒内胆与外胆之间，利用电能产生热能，来保持挤压过程所需的温度，传统加热方式的主要弊端是加热效率低，加热时间长，能耗大，加热管使用寿命短，而且加热不均，易产生应力集中，损伤挤压筒，控温效果差，不能形成挤梯度加热与实现等温挤压，不能保证产品质量，有时还会严重产生鸣声，恶化环境，出现事故，生产和安装也比较麻烦。并且安装和检修影响环境。由此可见，传统的挤压筒加热方式已成为高速发展铝挤压生产和技术的障碍，必须另辟新径研发新一代先进的挤压筒加热与温控系统以满足铝挤压高速发展的需求。针对上述问题，XX公司引入智能化零部件管理系统与SolindWorks、ERP集成，建立了10万个以上3D模型数据库。拿到客户新图就开始匹配搜索，提高了产品评审科学性、加快了模具开发效率，实现了产品评审、模具开发、模具报废数据智能化管理。

1.3立项的过程与研制成果应用的重大意义

张家港市东航电热电器厂，是研制各种金属管状电热元件产品的制造者，也是国内外铜、铝挤压筒加热系统的主要供应商。长期的生产与使用经验对传统挤压筒加热方式的弊端及其产生的原因有了深刻的认识，根据国外的发展趋势和国内用户的迫切要求，响应国家“十二五”节能减排的号召，公司董事长兼总经理为首成立了研究攻关小组，于2005年立项研制并开发新一代挤压筒加热与智能高效节能直插式加热管系统，以产、学、研、用等形式，组 织国内有关学者和专家开展了小试、中试、大试到产业化的漫长的艰苦卓越的研究试验与试制工作，经过了十多年的努力，终于首创了我国第 一套铝挤压筒智能高效长寿命节能直插式金属加热管系统，并产业化推广应用到国内外上千台铝挤压机生产线上，为我国乃至世界挤压机生产技术的发展做出了贡献。

2、主要研制内容及关键技术难点的解决方案

2.1项目的目标是针对传统方式的弊端研制出新一代铝挤压筒智能高效长寿命节能直插式金属加热管及温控系统，主要任务指标是：

（1）节能；与传统加热相比节能30%以上。

（2）高效；加热速度快，与传统加热方式相比，从室温加热到500℃，可缩短一半以上时间。

（3）长寿命；与其他加热方式相比，加热管使用寿命可延长3-5倍，可达2年以上。

（4）智能温控；可分区分段加热，形成梯度加热，实现等温挤压，提高产品质量。

2.2主要研制内容及关键技术难点解决方案

（1）开发或改造一套新型的挤压筒加热系统，结构设计与尺寸及热传导计算是难点，解决方法是根据节能、高效和智能温控的要求，新设计制造或将现有的挤压筒加热系统进行改造。为了节约成本，节省能源和时间，较好利用现有的设备按要求进行改造。

(1）现有旧挤压筒；

（2）金加工挖槽；

（3）钻深孔(直插加热管）；

（4）安装直插式加热管；

（5）改造好新型挤压筒加热装置。

尺寸设计根据挤压筒的大小和热传递方式以及有关要求进行设计计算，确定优佳电功率和直插加热管的热负荷与布置位置。

（2）新型直插式长寿命节能金属加热管的研制

新型直插式金属电加热管的结构材料选择和尺寸设计是保证新一代加热管高效长寿命节能及成本的关键技术，材料选择及制作工艺又是关键中的关键，既要保证耐热又要快速传热，防烧损、防绝缘击穿、不变形、长寿命、又要物美价廉便于加工制作，经过上千次的试验对比，汇同全国的相关学者专家的研究成果，并参考了国外的有关资料，终于研制成功了一种特殊的不锈钢材料，达到了长寿命，高效节能的目的。

（3）智能铝挤压机温控装置的研发与操作

智能铝挤压温控，即是在铝材挤压过程中均匀精 确的控制温度，形成梯度加热，实现等温挤压，确保产品质量和提高生产效率，是本项目的关键技术之一,通过研发一种智能铝挤压过程的精密温控装置来实现，该温控装置能适用于8MN-150MN铝材挤压筒，是专业铝材挤压产生的温控系统，温度可分多区（2-4区）进行智能调节控制。根据不同的铝型材合金 牌号各挤压温度参数设定后，可达到400-700℃的自动整定梯度加温，减少了挤压冷热应变力的变化，延长了挤压筒及电加热管的使用寿命。本装置与直插式“波德”牌电热管组合成一个完整的智能加热系统，能提高节电效率，减少了更换电加热管的工作量，提高了生产效率和产品质量的目的，与传统的加热系统相比，节省了25%——38%耗电能，实现了节能降本，提高生产效率和产品质量的目的。

装置由电脑触摸控制屏与PLC组成对加热系统的智能逻辑控制，另外还有智能数字电力调整器，温度自动整定，温度场控制精度±1%。自动记录温度，在线修改各参数，观察加热系统的在线工作状况。挤压筒升温梯度控制，闭环等温挤压，使挤压模不会超载并大大提高生产率及产品质量。控温操作步骤如下：

1）送上电源，电源指示灯亮，各仪表均有指示。

2）登入电脑控制屏，显示用户名“USER”，点密码，输入密码“****”点击确定，点击进入系统。

3）进入系统后，点开关设置，分别点“1＃、2＃，运行”，运行后1#、2#加热指示灯亮。

4）点“运行”系统开始按程序运行。

5）当正常生产结束后，需要保温。点保温后，系统一直开始保温到下次生产时，再点“恢复加温”。

6）修改程序，在用户名输入“admin”密码“123”，就可以修改设定参数。

7）可查询历史记录数据和故障数据。

8）关机。选点“停止”“否、是”，点“是”加温停止，再点开关设置上的“停止”，系统停止运行，切断电源。

3、取得的主要成果及其先进性、创新性分析

3.1研发（改造）成功一套新型的铝挤压筒高效节能直插式加热与温控系统，彻底改变通常的“C”型电阻丝(从挤压筒外层往内层进行传递加热，时间长，效率低，热损大。）加热或原旧环形（哈佛式）加热管环抱在内层与外层之间，利用电能产生热能并保温的低效率高能耗的传统方法。为了节约资源，节省成本和时间，可用原有挤压筒进行改造。