| 品牌 | 三進(jìn) |
|---|---|
| 型號(hào) | 650*50 |
汽車涂裝線常用磷化除渣系統(tǒng)
金屬材料表面涂裝前經(jīng)磷化處理可以顯著提高涂層的附著力和耐腐蝕性，因此在各行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，特別在汽車行業(yè)中，磷化膜作為電泳涂漆的底層，得到了幾乎100%的應(yīng)用。伴隨磷化處理的過(guò)程，磷化沉渣的產(chǎn)生不可避免。過(guò)多的磷化渣如果不及時(shí)從槽液中清除，不但會(huì)污染磷化液，縮短其使用壽命，同時(shí)還會(huì)附著在車身表面影響磷化膜質(zhì)量和整車的涂裝質(zhì)量；對(duì)于噴射系統(tǒng)，磷化渣過(guò)多，容易造成噴嘴堵塞、管路堵塞，降低換熱系統(tǒng)的傳熱效率，造成整條生產(chǎn)線無(wú)法正常運(yùn)行，因此，必須采取可行的辦法把槽液中的磷化渣含量控制在一定范圍內(nèi)，由此，各種磷化除渣系統(tǒng)（裝置）應(yīng)運(yùn)而生。
近年來(lái)，伴隨著我國(guó)汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)已興建了近四十條具有國(guó)際先進(jìn)水平的、現(xiàn)代化的轎車車身涂裝線，更為可喜的是，其中數(shù)條高檔轎車涂裝線完全是由中國(guó)人自己設(shè)計(jì)、制造的，代表了國(guó)內(nèi)涂裝線設(shè)計(jì)水平已經(jīng)達(dá)到了新的高度。筆者作為涂裝專業(yè)設(shè)計(jì)人員，多次參與了各種類型涂裝線的設(shè)計(jì)工作，對(duì)我國(guó)涂裝技術(shù)的進(jìn)步感觸頗深，本文將就近幾年中在汽車涂裝線應(yīng)用較多的幾種磷化渣除渣系統(tǒng)進(jìn)行介紹，文中也反映了目前汽車涂裝線磷化除渣系統(tǒng)的設(shè)備配置水平。
斜板沉淀槽過(guò)濾系統(tǒng)
1、斜板沉淀槽＋紙帶過(guò)濾機(jī)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖1）
圖1 斜板沉淀槽＋紙帶過(guò)濾機(jī)
工作時(shí)，磷化渣在磷化槽的錐形槽內(nèi)初步沉淀濃縮，由泵P1輸送至磷化沉淀槽內(nèi)，通過(guò)專設(shè)的導(dǎo)液管開(kāi)口進(jìn)入磷化沉淀槽底部，然后以極低的流速緩慢上升，流過(guò)斜板區(qū)域，磷化渣在重力沉降和斜板擋壓雙重作用下，快速沉入錐底，上部形成的清液通過(guò)溢流管流回磷化槽。沉淀槽底部的富渣槽液由自動(dòng)閥控制流至紙帶過(guò)濾機(jī)的鏈板上，鏈板上放置有濾紙，磷化液通過(guò)重力沉降，透過(guò)濾紙流至鏈板下部的儲(chǔ)液槽，由回收泵P2輸送回磷化槽；磷化渣由濾紙截留，并在鏈板上不斷增厚，達(dá)到一定厚度后，液面上升，傳感器發(fā)出信號(hào)，指令氣動(dòng)閥自動(dòng)切斷磷化渣供應(yīng)，鏈板啟動(dòng)，濾紙前移，磷化渣連同濾紙落入廢料桶，新濾紙自動(dòng)鋪設(shè)到鏈板上，液面下降，傳感器指令鏈板停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。
此種配置的磷化除渣系統(tǒng)的特點(diǎn)是設(shè)備投資相對(duì)較小、操作簡(jiǎn)單、占地面積小，如果磷化槽底部設(shè)置多個(gè)磷化錐，由自動(dòng)閥控制輪換打開(kāi)，能進(jìn)一步提高除渣效率。不足之處是濾紙消耗量過(guò)大，得到的磷化渣含水量較高，磷化液損失大。此種配置的磷化除渣系統(tǒng)過(guò)去曾經(jīng)應(yīng)于汽車涂裝生產(chǎn)線，由于過(guò)去的生產(chǎn)線產(chǎn)量不高，基本能滿足生產(chǎn)要求，但隨著近幾年汽車涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的提高和產(chǎn)量的不斷加大，此種配置的除渣系統(tǒng)已基本不再使用。
2、沉淀槽＋板框壓濾機(jī)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖2）
圖2 沉淀槽＋板框壓濾機(jī)
由圖2可見(jiàn)，此種除渣系統(tǒng)的配置與“沉淀槽＋紙帶過(guò)濾機(jī)”的配置基本相同，只不過(guò)紙帶過(guò)濾機(jī)更換成了板框壓濾機(jī)。工作時(shí)由泵P2將富渣磷化液打入板框壓濾機(jī)，由濾布進(jìn)行過(guò)濾，清液由暗管流出返回磷化槽。磷化渣被截留在板框內(nèi)，不斷積累，達(dá)到一定程度，阻力變大，壓力升高，由壓力傳感器PG控制泵P2停止供液，人工關(guān)閉閥門(mén)V1，打開(kāi)壓縮空氣閥門(mén)V2，進(jìn)行脫水吹干，減少濾餅中磷化液的含量。吹干后關(guān)閉閥門(mén)V2，人工打開(kāi)板框的壓緊螺栓，清除板框內(nèi)的磷化渣，洗凈板框后重新裝好、壓緊板框，準(zhǔn)備開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。
與紙帶過(guò)濾機(jī)相比板框壓濾機(jī)具有過(guò)濾面積大、獲得的磷化渣含水少的優(yōu)點(diǎn)，避免了磷化液的無(wú)謂浪費(fèi)。由于目前國(guó)產(chǎn)的板框壓濾機(jī)多數(shù)采用人工操作，自動(dòng)化程度低，雖然也有自動(dòng)壓緊、自動(dòng)排渣的自動(dòng)型板框壓濾機(jī)，但是可靠性不高，限制了該除渣系統(tǒng)的大范圍使用。由于自動(dòng)化程度低，處理能力受到了很大限制，“沉淀槽＋板框壓濾機(jī)”除渣系統(tǒng)目前在大型的、連續(xù)式生產(chǎn)的汽車涂裝線上基本不再使用，一般只使用于小批量的、間歇式生產(chǎn)的汽車涂裝線。
3、沉淀槽＋FK磷化壓濾機(jī)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖3）
圖3 沉淀槽＋FK磷化壓濾機(jī)
由圖3可見(jiàn)，此種除渣系統(tǒng)與前兩種相比也是除渣機(jī)的變化，F(xiàn)K系列壓濾機(jī)的基本工作流程如圖4所示。
圖4 FK系列壓濾機(jī)的基本工作流程
“沉淀槽＋FK磷化壓濾機(jī)”除渣系統(tǒng)一般為進(jìn)口。FK系列壓濾機(jī)是全自動(dòng)型的壓濾機(jī)，加壓過(guò)濾、通氣脫水、渣餅排出等全部工作過(guò)程采用PLC自動(dòng)控制，得到含水量很低的渣餅，過(guò)濾過(guò)程采用過(guò)濾時(shí)間和壓力限制兩方面控制，整套系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，與磷化沉淀槽配合使用效果很好，是近年在汽車涂裝線上應(yīng)用較多的除渣系統(tǒng)類型，在商用車、轎車涂裝線上都有應(yīng)用。
但是此套系統(tǒng)也存在一定缺點(diǎn)，F(xiàn)K系列除渣機(jī)濾紙不能自動(dòng)清洗反復(fù)使用，只能一卷濾紙用完后人工清洗，再次利用；系統(tǒng)長(zhǎng)期工作后，在管道、過(guò)濾腔等部位會(huì)粘附部分磷化渣，系統(tǒng)不能整體自動(dòng)酸洗，需要人工拆開(kāi)清洗，清理比較麻煩；另外受除渣機(jī)處理能力限制，一般只用于產(chǎn)量不很大的汽車涂裝線（年產(chǎn)量少于10萬(wàn)輛）。
4、雙沉淀槽＋濃縮靜置槽＋FK壓濾機(jī)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖5）
圖5 雙沉淀槽＋濃縮靜置槽＋FK壓濾機(jī)
由圖5可知，磷化除渣系統(tǒng)的此種配置是在“沉淀槽＋FK磷化壓濾機(jī)”的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，目的是為了加大磷化渣的處理量，兩個(gè)斜板沉淀槽由自動(dòng)閥控制輪換排渣，增加沉淀時(shí)間，提高磷化渣的濃度，排入濃縮靜置槽進(jìn)一步沉淀濃縮，清液從上部溢流到副槽內(nèi)由回收泵打回磷化槽。磷化壓濾機(jī)從濃縮靜置槽內(nèi)供液，濃度很高，提高了壓濾機(jī)的除渣效率，整套系統(tǒng)的除渣效率很高，一般用于產(chǎn)量較大的轎車涂裝線（年產(chǎn)量為15～20萬(wàn)輛）。
全量過(guò)濾型除渣系統(tǒng)
1、ALSI全過(guò)濾壓濾機(jī)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖6）
圖6 ALSI全過(guò)濾壓濾機(jī)
該壓濾機(jī)由美國(guó)Air and Liquid Systems Inc.制造，基本的除渣原理與FK系列除渣機(jī)相同，但設(shè)備功能比FK系列有很大提高：處理能力大，系列產(chǎn)品中處理能力為20～1500GPM，用戶可根據(jù)需要選擇不同處理能力的產(chǎn)品；不需要設(shè)置磷化沉淀槽就可以滿足工藝對(duì)除渣能力的要求，磷化液全量過(guò)濾，除渣比較徹底，能保持磷化槽內(nèi)較低的渣含量；通過(guò)程序可以設(shè)定濾紙?jiān)谂磐暝笞詣?dòng)回卷，濾紙可自動(dòng)多次重復(fù)使用；管道和過(guò)濾腔內(nèi)粘附的磷化渣可以通過(guò)酸洗的方式很方便的清除，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由于設(shè)備整機(jī)進(jìn)口，投資較大，一般用于產(chǎn)量較大的轎車涂裝線（年產(chǎn)量在20萬(wàn)輛以上）。
2、逆向（PS）過(guò)濾系統(tǒng)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖7）
圖7 逆向（PS）過(guò)濾系統(tǒng)
該裝置是由日本帕卡設(shè)計(jì)工程公司推出的過(guò)濾系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要設(shè)備有逆向（PS）過(guò)濾器、濃縮槽、壓濾機(jī)等。含渣的磷化液由泵P1從PS過(guò)濾器底部打入，過(guò)濾器內(nèi)部有70個(gè)過(guò)濾袋，過(guò)濾袋安裝方式與傳統(tǒng)的安裝方式相反，裝在金屬支撐網(wǎng)外面，澄清的磷化液透過(guò)過(guò)濾網(wǎng)袋返回磷化槽，磷化渣則附著在過(guò)濾網(wǎng)袋的外表面，經(jīng)2h的運(yùn)轉(zhuǎn)后，磷化渣附著使得過(guò)濾器壓力上升，濾液量開(kāi)始減少，此時(shí)逆洗程序自動(dòng)開(kāi)始。濾液出口閥關(guān)閉，逆洗壓縮空氣閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，經(jīng)10s后過(guò)濾袋表面附著的磷化渣被壓縮空氣吹落，排入濃縮槽內(nèi)，約3～6min后程序自動(dòng)返回過(guò)濾行程。
濃縮槽內(nèi)的漿液被泵P2打入壓濾機(jī)進(jìn)行加壓過(guò)濾，然后再通壓縮空氣進(jìn)行脫水，澄清的磷化液透過(guò)濾紙返回磷化槽，磷化渣被壓成固體渣餅排出。
該裝置由電腦自動(dòng)控制，控制程序可根據(jù)需要調(diào)整，即使磷化液含渣量為100～200ppm時(shí)也能有效除渣，是一種全量過(guò)濾型磷化除渣系統(tǒng)。由于其單向流動(dòng)的特點(diǎn)，操作十分簡(jiǎn)單，且處理量大，可達(dá)到70m3/h ，與壓濾機(jī)配合使用可得到含水量很低的渣餅。不足之處是PS過(guò)濾網(wǎng)袋拆卸較麻煩，多用于大型轎車涂裝線，國(guó)內(nèi)由帕卡公司設(shè)計(jì)建造的涂裝線上應(yīng)用較多。
3、板框壓濾機(jī)全過(guò)濾系統(tǒng)（系統(tǒng)配置見(jiàn)圖8）
圖8 板框壓濾機(jī)全過(guò)濾系統(tǒng)
由圖8可見(jiàn)，此種除渣系統(tǒng)設(shè)備配置比較簡(jiǎn)單，關(guān)鍵設(shè)備是板框壓濾機(jī)（如圖9所示），一般采用全進(jìn)口設(shè)備。工作時(shí)，自動(dòng)閥AV2、AV3打開(kāi)，AV1關(guān)閉，含渣磷化液由泵P1打入板框壓濾機(jī)，進(jìn)行加壓過(guò)濾，清液透過(guò)濾布回流磷化槽；工作一段時(shí)間之后磷化渣在過(guò)濾腔內(nèi)不斷聚積，阻力增大，管道壓力升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，壓力傳感器PG發(fā)出信號(hào)，AV1打開(kāi)、AV2關(guān)閉；然后自動(dòng)閥AV4打開(kāi)，自動(dòng)開(kāi)始通壓縮空氣脫水過(guò)程，脫水一定時(shí)間后，閥AV3關(guān)閉，然后AV4關(guān)閉、AV5打開(kāi)，壓濾機(jī)內(nèi)部泄壓；接著開(kāi)始自動(dòng)卸渣程序，全自動(dòng)卸餅裝置發(fā)揮作用，保證了磷化渣餅?zāi)茼樌麖陌蹇蛑星宄淙爰P(pán)，然后自動(dòng)壓緊板框，開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。
由于設(shè)備自動(dòng)化程度很高，設(shè)備開(kāi)機(jī)后可以無(wú)人值守自動(dòng)工作，另外壓濾機(jī)還可配備濾布自動(dòng)清洗裝置，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
由于國(guó)產(chǎn)的板框壓濾機(jī)普遍技術(shù)比較落后、自動(dòng)化程度低、處理量較小、工作可靠性較差，所以用于磷化除渣的全過(guò)濾壓濾機(jī)基本全部是進(jìn)口產(chǎn)品，設(shè)備投資較大，一般用于對(duì)設(shè)備配置要求較高的轎車涂裝線。
圖9 板框壓濾機(jī)
總結(jié)
對(duì)比近年國(guó)內(nèi)新建的比較有規(guī)模的汽車涂裝線，除渣系統(tǒng)基本是上述幾種類型，基本可以歸結(jié)為“斜板沉淀槽＋壓濾機(jī)”和“全過(guò)濾除渣系統(tǒng)”兩種類型，一般建設(shè)方會(huì)根據(jù)資金狀況、設(shè)備產(chǎn)能、設(shè)備配置檔次等因素來(lái)選擇合適的除渣系統(tǒng)配置。隨著技術(shù)的進(jìn)步可能會(huì)有更先進(jìn)、使用效果更好的除渣系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，作為涂裝專業(yè)人員必須時(shí)刻加以關(guān)注。
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