涂装生产线概况及其未来发展探讨

所谓涂装即指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层。随着工业技术的发展，涂装已由手工向工业自动化方向发展，而且自动化的程度越来越高，所以涂装生产线的应用也越来越广泛，并深入到国民经济的多个领域。

1 我国涂装生产线的发展概况

我国涂装生产线的发展经历了由手工到生产线、到自动生产线的发展过程。我国的涂装工艺可以简单归纳为；前处理→喷涂→干燥或固化→三废处理。我国的涂装工 业真正起源于50年代苏联技术的引进之后。一些援建的项目中开始建立了涂装生产线，但这些生产线一般是钢板焊的槽子加钢结构的喷（涂）漆室和干燥室（炉） 组合的，由电葫芦手工吊挂工件（少数用悬挂输送机）运行。当时的酸洗槽一般均为钢板衬铅，随着时代的发展，出现了衬玻璃钢或全部采用玻璃钢的槽子。从60 年代开始，由于轻工业的发展，首先在自行车制造行业出现了机械化生产的流水线和自动化生产的流水线，以及在原有槽子流水线生产的基础上加上程序控制的小车 形成的程控流水线，这些主要是在上海和天津地区。这期间我国涂装工业的主要任务还是以防腐为主。但随着我国经济的发展，以及国外涂装技术的发展，通过技术 引进和与国外技术的交流，我国涂装技术开始飞速的发展，在涂装自动化生产方面，静电喷涂和电泳涂漆技术的推广应用、粉末喷涂技术的研制及推广，特别是我国 家电行业、日用五金、钢制家具，铝材构件、电器产品、汽车工业等领域的蓬勃发展，使涂装事业有了明显的进步，在涂装生产线中还出现了智能化的喷涂机器人。

1.1 前处理工艺发展概况

作为前处理技术来说，最初前处理的传统方式为槽浸式，按工艺流程逐槽浸渍。随着工艺的改进和发展，出现了二合一（即除油、除锈）和三合一（即除油、除锈、 钝化）工艺。目前，国外及国内的家电行业多采用喷淋式前处理，其特点是生产效率高，操作简便，易于实现生产自动化或半自动化，脱脂效果好，磷化膜致密均 匀。但是不管怎么发展，表面处理的前处理工艺都是必须的，针对不同的涂层要求及对抗腐蚀的要求，除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。 当然，在前处理工艺中，喷砂、抛丸或打磨工艺也在不同行业的不同部门按需要选择应用。时代的发展，表面处理工艺在发展，就水洗来说最初一般使用自来水，但 是随着工艺要求及发展，现在水洗已采用蒸馏水或纯净水；前处理也有采用超声波的处理工艺。

1.2 喷涂工艺发展概况

从80年代开始，我国开始引进一些喷涂器械或单台设备，国外一些喷漆漆雾处理装置也通过引进开始消化吸收研制，如旋杯喷漆、水帘喷漆、水旋除漆等一系列喷 涂及漆雾处理的方法，使喷漆技术前进了一步，特别是80年代电泳涂漆的漆液处理技术。60年代中期刚开始搞电泳涂漆时，漆液处理采用尼龙纱巾，温度控制采 用加冰袋降温。随着时代的推进，80年代至90年代，电泳槽液的处理已有超滤等一系列装置。近年来使用的UF（超滤）/RO（反渗透）系统将是今后新建阴 极电泳涂装线不可缺少的设备；对于温度的控制不仅采用冷却器，有的还专门设置了冷水机组用于生产线的循环冷却。

1.3 固化工艺的发展概况

作为干燥固化工艺来说，一般有热风循环式和辐射加热式。在五六十年代主要用蒸汽或电加热器作热源来干燥固化，从60年代开始出现红外线干燥，70年代出现 远红外干燥和微波干燥，1994年出现了高红外快速加热技术。随着对干燥温度的控制要求和温度控制均匀性的要求，出现了在炉内进行热风循环，80年代后期 出现了燃油（气）热风循环的干燥炉（固化炉），而且燃油（气）热风干燥（固化）的应用渐趋广泛；一般来说，目前国内采用电加热热风干燥炉较多，但用电作为 烘烤热源往往不是一种经济的方法，特别是增容费的负担，使建设投资增大；但电加热的设计与运行管理较简便，操作比较方便，所以在较小的干燥炉中应用仍然较 多。采用燃油（气）加热取代电烘烤的方法是一项重大节能技术，随着国内工业发展，燃油（气）的供应已基本解决或便于解决，如额定供热每小时达到几十万至上 百万大卡的大型干燥炉设计中，用电加热与用燃油加热的干燥炉运行成本相差达3-5倍，故在涂装生产线设计中，可以加以推广应用。但是由于我国的能源结构以 煤为主，决定了我国有相当一部分地区和产业在今后的能源使用上，仍賴于煤的利用和开发，特别是地理环境及经济不发达的地区，故我们采用煤粉燃烧为热源，采 用热管新技术作为换热器，研制开发煤粉加热的干燥（固化）炉。炉窑采用全封闭结构及独特的燃烧器，设置烟尘排放除尘器，因而煤粉燃烧基本不影响工作环境， 炉窑周围空气干净，几乎没有灰尘，大大改善了操作环境。各项指标完全符合城市环境保护要求。

因此对于煤粉燃烧的炉窑来讲，如果采用措施得当，其对环境的影响较小，可以做到环保排尘浓度的预测与实际监测结果接近。采用可调旋风式煤粉燃烧器对于煤粉 的燃烧是十分合适的，同时煤粉的燃烧对炉温的控制也能较好地实现。如果控制方法及各项参数选择准确，炉窑温度可以控制在±15℃以内。另一种方法是利用高 温烟气加热热管，再用热管加热干燥由烟气余热加热的热风，再通过过滤网直接送入到干燥炉烘道中。由于热管换热效率高，热风经过过虑，故干燥（固化）炉的温 度易于控制，保证了工件干燥固化的质量。

1.4.涂装线的环境保护

对于现代化的涂装线，一般都能满足恒温、恒湿和洁净的空气（空气粉尘含量<10 mg/m3）等要求；但对比较简易的凃装生产线，却很难保证恒温、恒湿和洁净的空气，使涂装的工件达不到满意的涂装效果，易使漆膜产生针（缩）孔、桔皮、 颗粒等漆膜弊病.为了避免漆膜产生针孔和桔皮、首先应改善喷涂室内的温度和湿度，使喷涂室内的温度和湿度达到工艺要求；其次，应根据不同的温度和湿度调整 施工涂料粘度和稀释剂的成分；一般在喷漆施工中必须将喷涂室的温度控制在35℃以下，湿度控制在80%以下。

为了使涂装生产线内的空气粉尘量得到有效控制，首先应改善生产线外的环境状况，将打磨、擦净工序与喷漆工序分开，避免打磨产生的粉尘进入生产线喷涂室或干 燥(固化)炉,消除打磨灰尘对喷涂的影响；其次，应定期更换空气滤布，保证空气中的粉尘能有效除去。近年来随着环保要求的严格，水性涂料、高固体分涂料、 粉末涂料等环保型涂料得到迅速发展。据报道，我国粉末涂料年产量已达6万t，仅次于美国、意大利和德国，跃居世界第4位。我国从80年代以来，已先后引进 500多条粉末涂装生产线、按当前状况来看，应该说基本已达到饱和。而如何加快粉末涂装设备国产化已成为我国涂装行业迫在眉睫的课题。

涂装生产线的污染一般有废气、废水、废渣和噪声。目前我国涂装生产线废气主要来自前处理、喷漆室、流平室、干燥炉的排放废气，所排放的污染物大体有如下几 类；能形成光化学烟雾的有机溶剂、排出恶臭的涂料挥发分、热分解生成物和反应生成物、酸碱雾、喷丸时产生的粉尘和漆雾中的粉尘。使用不含有机溶剂或有机溶 剂含量低的涂料，是解决有机溶剂污染的最有效方法，尽量减少有机溶剂的用量，降低有机溶剂废气的处理量，将含有高浓度有机溶剂的废气集中处理 ，采取稀释后向大气排放；对于生产线中的干燥固化炉排放的高浓度、小风量的有机溶剂废气，通常使用燃烧法、催化燃烧法、吸附法进行处理；喷漆室排出的低浓 度、大风量废气，以前大多使用漆雾絮凝剂或表面活性剂处理，但现在推广使用活性炭吸附法，还有使用活性炭纤维蜂轮法处理有机废气。

废水主要来自涂装前处理产生的脱脂、磷化、钝化废水、阴极电泳产生的含电泳漆的废水。水性中涂料的喷漆室及清洗产生的废水，面漆喷漆室循环用水定期排放的 废水。一般将全部废水集中在地下室根据污水种类分别进行治理。对于含酸碱废水进行中和，沉淀、过滤、排放；对含6价铬（Cr6-）的废水，使用电解法和化 学还原法处理；对喷漆室废水，无论是水性漆还是溶剂型漆的废水，都添加絮凝剂进行处理，漆渣被自动排出，处理过的废水，继续循环使用，漆渣烧掉或与其他工 业废料一起处理掉。

废渣主要是漆渣、处理废水产生的沉淀物，一般可用板框压滤机脱水质，运到专用废渣存放地。

噪声源主要来自风机和运输装置，故我们在生产线上必须选用符合噪声要求的风机和运输装置，涂装车间内部最好设置吸音材料。涂装生产线的控制系统随着时代的 发展而得到不断改进，要求控制系统越来越可*。故现在涂装生产线电器控制一般均为复控，可由各电器柜控制，也可由中心室进行全线控制，中心控制室和烘道一 般均设有微机，能精确地控制干燥固化炉体各区温度，中心控制室可设电视监视器显示、记录升降温度曲线、亦能随时设定、修改参数，以便根据各种工件大小和涂 装颜色不同调整温度。槽液可由热电偶控制。目前，涂装生产线上所有电机一般均为设有双重保护，并与主控联锁，任一电机出现故障，分控柜和中心控制室均能报 警，若设备出现故障，全线能自动停机，以确保运行安全。

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