汽車涂裝線前處理除雜質系統

崔德源，王雪，陶禹，郭昂，曲銀燕

（中國汽車工業工程有限公司，天津 300000）

引言

車身涂裝的主要目的是提高車身的防護性和裝飾性，增強車身防腐蝕能力，改善車身外觀；另外國內外對環保的要求越來越高，為了更有效地減少汽車制造過程中造成的污染，更好地保護環境，車身涂裝致力于各種新工藝、新技術、新材料、新設備的研究與應用，不斷提升轎車車身涂裝質量[1]。為了增強車身底材鋼板與涂層間的附著力，提高車身底材的抗腐蝕能力，在涂漆之前要對白車身進行表面處理。轎車車身材料一般是鋼板，車身在進入涂裝車間之前，經過貯藏、沖壓拉延、焊接、修磨甚至烘烤等處理過程。在這些處理過程中，不可避免地帶人大量的防銹油、拉延油等油脂類物質，而在壓延和焊裝過程中又產生大量的鐵粉、鐵屑以及殘膠等雜物，脫脂工序是清除這些油脂、雜物的重要工序。前處理就是在噴涂油漆之前對尚未著漆的車身進行徹底的清潔，消除面上存在的塵埃、油污等一切雜質。而前三道工序是除渣、除鐵屑的主要工序。

近年來，我國汽車行業發展迅速，國內涂裝已經達到世界頂級水平，本文根據現有的國內涂裝線應用的幾種前處理除雜質系統進行介紹，反映了目前汽車涂裝線前處理脫脂除雜質的設備配置水平[2]。

1　除渣系統流程

1.1　旋液分離器+磁性過濾器+紙袋過濾機系統（圖1）

車身經過噴淋處理后，鐵屑、焊縫膠等雜物進入槽體，槽體設計成帶錐的迷宮結構，雜質等沉淀在錐斗中，通過錐底的循環泵將沉積的雜質源源不斷的抽出，首先進入旋液分離器，旋液分離器利用固體顆粒物自身的重力在離心加速運動下分離出來，從根本上說，較重的物質（平均比重較大的物質）被分離出來，通過底部的排渣口，定時排放到紙袋過濾機中，進行進一步的處理，同時清液繼續循環進入磁性分離器，鐵性雜質受到插在過濾器中密集排列的高磁感應強度的磁棒的作用，鐵性雜質被吸附在磁棒套管壁的表面上，不含鐵性雜質的液體則經由輸送管道被輸送走。經過予先設定好的時間后，磁棒自動升起，過濾器自動進行反沖洗，失去磁棒吸力的鐵性雜質落入濾器底部，由排污管道排出。隨后，磁棒下落，重新開始過濾。清液回工藝槽，排渣口定時排放至紙袋過濾機。含有濃渣的液體進入紙袋過濾機，需要過濾的液體通過過濾紙，固體顆粒被截留在過濾紙上面，清潔的液體回送到干凈的水槽。當濾紙上面的固體顆粒堆積到一定的高度，液體也無法通過濾紙了。濾紙上的液位慢慢升高，此時開動上部的觸點開關，啟動馬達，過濾機走紙，過濾紙隨著履帶走動，把固體顆粒排到濾渣箱里。

圖1　旋液分離器+磁性過濾器+紙袋過濾機系統

此種配置的前處理除渣系統特點設備投資適中，操作簡單，占地面積較小，不足之處是濾紙消耗大。是近年來在涂裝線上應用較多的除渣系統類型，在商用車、轎車涂裝線上都有應用。

1.2　組合過濾器+緩沖槽+常壓過濾器系統（圖2）

圖2　組合過濾器+緩沖槽+常壓過濾器系統

此系統采用全通量處理形式，槽體中的含鐵屑、焊縫膠和纖維等雜質的液體，通過連通管路全通量通過組合過濾器，組合過濾器分六個區（如圖3），首先進入初效過濾區，通過大孔徑的濾籃分離出較大顆粒的雜質。其次進入一級磁棒區，在磁棒的吸附作用下，將大顆粒的鐵屑和鐵粉等吸附。然后進入二級過濾區+二級磁棒區，對較小顆粒的鐵屑等雜質進行進一步的分離，最后通過斜板沉淀區將細小顆粒的纖維等雜質除去。清液通過高度差溢流到緩沖槽，由水泵提供動能進行加熱循環和噴淋。吸附的雜質由預先設定好的程序，定時在進行排放，設備內部設有反沖洗和壓縮空氣增壓排放等功能，進而提高排放效率和縮短排放時間。

圖3　

此種配置的除渣系統特點設備集成度高，全自動程度高，不足之處是占地面積較大，對主槽和緩沖槽的壓差要求大，適合中檔的涂裝生產線。

1.3　HRVC全自動過濾器+紙袋過濾機系統（圖4）

圖4　HRVC全自動過濾器+紙袋過濾機系統

系統運行過程中，水泵將槽體中的含鐵屑、焊縫膠和纖維等雜質的液體抽出，輸送到HRVC中，通過多個高強度的過濾元件并聯，對各種類型的雜質同時進行過濾和分離，清液回到工藝槽進行循環或者噴淋。隨著時間的延長，HRVC濃縮的雜質越來越多，在壓差傳感器的實時監測下，由程序自動判定進行脈沖震動反吹和清水反沖洗，將分離出來的雜質排到紙袋過濾機中進行進一步處理。

此系統對雜質特性無要求，可以除去磁性分離器系統無法除去的非鐵粉類雜質和膠體類雜質，同時可以完全代替后續的袋式過濾器。不足之處是設備投資較大，供貨周期長，也存在濾紙等一定的耗材。

1.4　迷宮式槽體+旋液分離器+組合磁輥過濾器系統（圖5）

由圖5可以看出，工藝槽體本身具備初步分離功能，利用迷宮結構，將較大顆粒的雜質進行攔截和沉降，集中收集到錐底，在程序的控制下，定時將濃渣排放到組合磁輥過濾器中。另外，大部分較為干凈的液體由水泵抽出輸送到旋液分離器中進行分離，底部定時排渣到組合磁輥過濾器中。組合式分離裝置采用永磁材料，產生強磁場，磁性雜質被吸附在大直徑不銹鋼磁輥上。加之箱體內安裝有與滾筒成同心圓的液體導流板，二者的結合使被分離液體中的磁性雜質最大程度的吸附到磁輥上，達到良好的分離效果。緩沖水箱用來存儲液體，滿足連續性或者間歇性進液要求。經過磁輥之后的液體采用過濾袋過濾掉非磁性雜質，然后清液返回到工藝槽體。

圖5　迷宮式槽體+旋液分離器+組合磁輥過濾器系統

此系統簡單便捷，對鐵屑類物質分離效果好，占地面積小，設備投資小，幾乎無耗材的損耗，不足之處是對非鐵粉類的雜質去除率不高。非常適合投資相對較小的汽車廠。

1.5　旋液分離器+MHD+ Q-mag+ Q-filter+ Suparator系統（圖6）

圖6　旋液分離器+MHD+ Q-mag+ Q-filter+ Suparator系統

整個除渣系統由：旋液分離器、Q-filter、Q-mag、MHD組成。液體經過旋液分離器和MHD串聯組合進行全通量過濾，濃縮的雜質排放至Q-mag進行進一步分離，細微的鐵粉類物質被吸附排出，清液進入終端工序Q-filter，Q-filter分為污水槽和清液槽2部分，污水槽的污水通過篩板1支持的濾材2過濾，清液進入B腔，其中真空發生器產生高達200mbar的真空壓提高過濾效率；泵將過濾后的清水輸送回工藝槽，當到達最大液位設定值時，濾材通過旋轉輪6向前送出（如圖7所示）。

圖7　Q-filter工作原理

此系統將前處理前三道工序高度集成，可以在多種模式下使用，如生產模式、大循環模式、非生產模式、降級模式、轉移模式等。系統靈活性大，除雜質效率高，但設備投資大，占地空間大，適合大規模高端汽車生產線。

2　結語

總結了近年來國內比較有規模的汽車涂裝生產線，前處理前三道工序的除渣系統主要分為上述幾種基本類型。隨著轎車市場競爭日益加劇，質量和成本成為兩大備受關注的主題，國家對環保也越來越重視，也促使了節能型、環保型新工藝、新材料、新設備不斷投入應用。不同的生產線可以選擇不同的組合，進行不斷的優化和創新。

[1] 汪業生.涂裝前處理工藝設計中的幾個問題[J].電鍍與環保.2009年06期.

[2] 鄭海林.汽車白車身前處理線除渣系統設計[D].南京理工大學.2013年.