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1、我国涂装生产线概况及其发展探讨中国兵器工业第五设计研究院胡铸生【摘要】：较详细地叙述了我国涂装生产线在前处理工艺、喷涂工艺、涂层烘干固化 以及三废处理等方面的发展现状。结合目前国内涂装生产线在引进、自产应用中的一些弊 端，提出了今后的发展方向、具体措施及建议。关键词：涂料；涂装线；环境保护；投资；操作规范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
2、国的 涂装工艺可以简单归纳为；前处理T喷涂T干燥或固化T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
3、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
4、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
5、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）/R0（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
6、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
7、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35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，仍赖于煤的利用和 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
8、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土 15C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（见图1）。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烘道 2煤粉燃烧器 3燃烧室4 烟道 5余热热管6换热热管7换热室 8过滤器 9风机图1.燃煤热风炉结构图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
9、气粉尘含量<10 mg/m3等要求；但对比较简易的涂装生产线，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 C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
10、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
11、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，降低有机溶齐帔气的处理量，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。水性中涂涂料的喷漆室及清洗产生
12、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
13、改进，要求控制系统越来越可靠。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。2. 我国涂装生产线存在的问题目前我国涂装生产线已成规模的估计有几千条，引进的大型涂装生产线几乎占了一半左右。从我国现有
14、的涂装生产线来看，主要存在以下问题：设计水平不高。其一是我国在涂装设备研制方面投入不多，很少有先进成熟的涂装设备占领市场，即便是国内自行建设的涂装生产线，生产线上的一些关键设备也是引进为多。 其二是我国一些基础元器件及控制元件质量不过关，经受不住长期考验。因此，尽管生产线 设计先进，但却无设备的充分保证。同时国内对生产线的投资盲目降低，不能按要求选取设 备。由于诸多原因反映出生产线水平不高，牵涉到设计水平变化。实际我国自行设计制造的 一些生产线结合国情，工艺及设备水平也不逊于国外的一些生产线，但常为元器件的可靠性和寿命所困扰。制造水平粗糙。国内行业布局分散，企业规模一般比较小，综合实力薄弱，在
15、很大程 度上依赖于手工操作，所以制造工艺粗糙、技术落后、设备外观拙劣，直接影响了设备的性 能指标和使用可靠性，也导致了国内涂装生产线价位低下的局面。使用水平低下。操作人员对涂装知识欠缺，不按操作规程，不按工艺条件，无视操作 环境，对环境保护不重视。安全水平堪优，我国一些涂装生产线由于一次性投资的限制，以及对安全问题的不够重视，有大量的涂装生产线不符合涂装作业安全规程，对照国家涂装作业安全规程系列标准，在防毒、防尘、防火、防爆等方面存在诸多隐患，如何达到综合防护，促进涂装生产线 向有利于工人健康、保证安全的方向发展不够重视、不下功夫。1. 一些国外涂装技术水平不高的生产线鱼龙混杂地流入中国市场。
16、2. 引进无序，重复引进同类型的生产线。3. 引进的先进涂装生产线没有很好地消化吸收。4. 国内自行设计研制的一些自动涂装生产线未能广泛地交流和推广。5. 近年来国内一些单位对涂装生产线所用的设备、新技术的研制虽有一定重视，并取得一定成果，但由于研制投入受到人力、资金等限制，往往模仿多，独立开发少，创新少，所以成效不显著。3. 对我国涂装生产线发展的建议我国涂装生产线设备自 70年代开始不断发展，特别是改革开放之后发展迅速，但基本 上是处于一种“自发”状态，国产涂装设备也不适应市场需求，不少关键喷涂设备还是以引进为多。估计目前我国现有涂装生产线数千条以上，且每年还要投资新建数百条生产线，全 国
17、每年投资约为十几亿人民币之多，国外销售产品及合资公司所占份额达30% 40%我国涂装设备厂合计千家左右，国产产品种类现在几乎覆盖了涂装行业的各部门。我国涂装生产线发展前景十分诱人，但发展中确实存在不少问题，因此提出下述建议供商榷。要重视涂装专业人员的培养。大专院校应按市场需求设立相关专业；加强对现有人员培训，提高技术素质；加强涂装生产线技术开发的投入，对涂装生产线制造企业优胜劣汰， 建立现代化涂装行业的管理体制。由于涂装生产线在国民经济中所占的比例及所起的作用，故应营造必要的舆论，弓I起国家职能部门和行业管理部门的重视，进行必要的宏观规划和专业指导，并对行业的发展给予必要的支持。尽快建立全国涂
18、装行业信息网，提高涂料质量和加强技术交流，组织协调对引进项目 的参观、研讨、消化吸收、创新，共同为涂装设备国产化而努力。加强涂装安全技术的管理，贯彻执行涂装作业安全规程有关国家标准，建议执行涂装生产线设计和制造许可证制，改进和完善安全防护措施，保证生产安全、人员安全，符合环 保要求。采用新技术、推广采用新涂料，积极对原有技术落后的涂装生产线进行技术改造，使 涂装生产线设备的非标准设计和生产改为标准化、系列化设计和生产，提高涂装生产线设备的技术水平和生产水平。采用新工艺、新设备、新材料，积极采用节能措施，采用线上检测， 推广计算机在涂装生产线上的应用，提高生产线的机械化、自动化水平，提高涂装工件
19、的防腐和装饰质量，保证涂装生产线设备的质量。占领市场需要深谋熟虑的策划、营销、服务，要做到科学的管理、先进的技术、优良 的服务，涂装行业的设计和制造单位要同心同德加强合作，更好地为用户服务。生产出结构紧凑、可靠、高效、低噪音、低能耗、低维护要求和使用寿命长的涂装生产 线，并用合格的涂装生产线涂装出优良、合格、满足防腐和装饰要求的涂层是我们的目标。 我们要持续地研究和开发涂装设备，确保涂装生产线的技术不断完善，力争领先地位，为我 国涂装事业的发展作出应有的贡献仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not
20、for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymrnflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMUCnO 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxue 贝 ex.以下无正文