大型選礦設備涂裝一體化環保平臺設計

孫述

摘 要：隨著大型選礦設備的廣泛應用及選礦設備行業涂裝技術要求不斷提高，為了解決大型選礦設備涂裝技術難題，北礦機電科技有限責任公司自主研發設計了一種大型選礦設備涂裝一體化環保平臺。本文主要闡述該平臺的設計依據和工藝參數，介紹平臺涂裝工藝流程，分析平臺工作原理，并對系統組成進行詳細論述。

關鍵詞：大型選礦設備;涂裝一體化;環保平臺

中圖分類號：TD45文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）26-0090-03

隨著國民經濟的快速發展，對礦產資源的需求日益增加，選礦廠的生產規模也日益擴大。大型選礦設備具備高效節能、自動化程度高的特點，可顯著提高選礦處理能力和技術指標，降低消耗，獲得更高的經濟效益，因此，其具有廣闊的市場前景。涂裝不僅能對產品起到防護作用，而且能反映產品的外觀裝飾性能，是構成產品價值的重要因素。隨著大型選礦設備的廣泛應用，對大型化選礦設備的涂裝技術提出了更高的要求。

為了解決大型選礦設備涂裝技術難題，北礦機電科技有限責任公司自主研發設計了一種大型選礦設備涂裝一體化環保平臺。本文就該大型選礦設備涂裝一體化環保平臺的設計進行論述與介紹。

1 設計依據和目標

涂裝一體化環保平臺的設計必須滿足如下要求[1，2]：①具備噴砂拋丸除銹作業能力;②噴砂除銹和噴漆等工藝要一氣呵成，形成涂裝流水化作業能力，提高自動化技術水平;③實現涂裝設備機械化、自動化運行;④實現涂裝作業過程環保化和全天候作業能力，實現無害處理和零污染;⑤工藝設備能滿負荷長時間無故障運行;⑥滿足工藝設備系統操作簡單、自動化程度高的要求。

2 設計技術工藝參數

2.1 噴砂技術參數

噴砂設備工作尺寸（長×寬×高）：9 500mm×7 500mm×7 000mm;最大工件尺寸：9 000mm×4 500mm×4 500mm;工件材質：鑄鐵、碳鋼、不銹鋼;工件最大重量：5～6t;壓縮空氣壓力：0.6～0.8MPa;除銹等級：Sa2.5;表面粗糙度：20～50μm;磨料種類：鋼砂、不銹鋼丸;工作方式：機器人自動噴砂;工件運轉：工作平車輸送;磨料回收方式：砂地板氣體輸送形式;環保要求：設備噪聲：≤85dB;粉塵排放濃度：≤70mg/m3;工作環境溫度：0～45℃。

2.2 噴漆技術參數

噴漆設備工作尺寸（長×寬×高）：9 500mm×7 500mm×7 000mm;最大工件尺寸：9 000mm×4 500mm×4500mm;工件材質：鑄鐵、碳鋼、不銹鋼;工件最大重量：5～6t;漆霧過濾方式：干式折流方式;室內光照度：≥500Lux;系統運行噪音：≤85dB（A）;噴漆方式：機器人自動噴涂。

2.3 工藝流程

基本工藝流程：沖砂→清砂→自檢→結構修理→復沖砂→清砂、清潔→表面處理報檢→清理、刮第一道膩子→膩子烘干→打磨、清理→刮第二道膩子→膩子烘干→打磨、清理→刮第三道膩子→膩子烘干→打磨、清理、屏蔽→噴中涂漆→流平→中涂漆烘干→修整→噴面漆→流平、去屏蔽→面漆烘干→檢查→下件。

3 涂裝一體化平臺工作原理

3.1 噴砂系統工作原理

噴砂系統的工作原理是：砂料儲存在噴砂罐內，噴砂罐上的組合閥動作，噴砂罐充壓。與此同時，噴砂罐下面的砂閥和助推閥打開，砂料從砂閥的進砂口壓出到出砂口，通過助推氣流，將砂閥出砂口的砂料加速，加速后的砂料氣流混合流通過噴砂管至高速噴砂槍，被加速的砂料以很高的速度噴射到被處理工件的表面，實現噴砂作業的表面清理及強化。砂料回收、分離及除塵部分的工作原理：噴砂房外的氣流經噴砂房頂部的粗效過濾器進入噴砂房內，之后通過噴砂房頂部的勻流板進入噴砂內的噴砂工作室，在噴砂房的橫斷面形成自上而下的氣流，把噴砂房內的砂料、粉塵、清理物等通過蜂窩式吸砂地板進入磨料分離系統中，通過磨料分離器，將磨料及粉塵污物分開，有用的砂料進入噴砂罐內繼續循環使用，粉塵及污物則隨氣流進入除塵系統內。經過除塵系統的過濾，干凈空氣排入大氣，粉塵及污物則儲存在粉塵筒中等待定期清理。噴砂系統工作原理如圖1所示。

3.2 噴漆系統的工作原理

根據設備的長度及寬度，采用2組送排風機組，置于設備的1側。噴漆室工作溫度為20℃，每套送排風機組采用4臺風機，其中2臺為送風，2臺大葉片風機為排風。噴漆時，啟動所有送排風機，室外新風由此進入風道，經初效過濾、送風系統，再經送風道送至均壓室。均壓室將風量均勻分布于室頂，經頂部過濾后，以有載大于0.3m/s左右的截面風速均勻地送入室體內，自上而下，將工件置入具有一定風速的均流層中。室內噴漆、漆霧和噴涂過程中揮發的有機廢氣（二甲苯），被迅速吸入格柵下部的活性炭漆霧處理系統，通過活性炭漆霧處理后的空氣符合國家標準排入大氣。

4 涂裝一體化平臺設備組成

4.1 噴砂系統

噴砂系統由噴砂房房體、吸砂風機、煙筒、除塵器、砂塵分離器、粉塵筒、噴砂主機支架、噴砂主機、工作臺車、蜂窩式吸砂地板、吸塵除塵器和電控系統等13部分組成。噴砂主機采用高效大容量噴砂機，噴砂罐裝料位檢測開關，可實現砂料的限位報警。噴砂房體具有消音功能和保溫隔熱功能。噴砂房頂部裝空氣均流室，均布初效過濾器，保證噴砂作業時噴出的砂料不會通過進氣口飛濺到噴砂設備體的外面，還起到進氣消音的作用。在噴砂房兩側裝電動卷簾大門，用于工件進出，大門上留有觀察窗。

采用蜂窩式吸砂地板，地板的底部均勻布滿了蜂窩式的小斗，與小斗下的分氣管路連接，分氣管路與風機的主管路連接，分氣管路與主管路的風速均大于砂料的懸浮速度;當噴砂作業時，噴出來的砂料全部落到蜂窩式的小斗中，再從小斗落入分氣管中，最后通過主管路回到磨料分選器中。

砂塵分選器選用多級分離型，第一級為獨特的慣性分離器，第二級為氣流清洗，第三級為篩網式分離器，能有效地將回收系統中不滿足工藝要求的異物、磨料、粉塵分離，分離后的完整砂料回到噴砂機主機繼續循環使用，粉塵及碎砂則被送到除塵器中經過濾后儲存在除塵器中等待定期清理。

除塵系統包括吸、排塵管道、沉降室、除塵器、風機等，其核心是除塵器。選用濾筒式結構，采用脈沖反吹清灰方式的除塵器。

電控系統設有過載、反向、缺相、漏電保護功能。

選用可調溫式工作服，由呼吸過濾器、呼吸調溫器、防護頭盔、工作衣組成。可調溫式噴砂防護服的呼吸過濾器能過濾空氣中的油霧、水分、粉塵等。

4.2 噴漆系統

噴漆系統主要由噴漆室室體、加熱送風系統、排風系統、空氣凈化系統、漆霧處理系統、廢氣處理系統、安全檢測報警系統和電控系統等組成。

噴漆室室體保溫、隔熱、隔聲性能優良，熱傳熱系數小;室頂設有靜壓室，從供風系統送來的新鮮風進入靜壓室，經過高效型空氣過濾棉，氣流流向操作間更平穩，避免了紊流現象的產生。在室體縱向設置向外開啟的人行門，以方便人員進出及緊急情況時人員的疏散撤離。人行門尺寸（寬×高）為800mm×1 800mm。安全門帶機械壓力鎖及自動閉門器，當室內壓力超過100Pa時能自動往外打開人行門泄壓，起到泄爆的作用。

送風系統由空調機組、送風風管等組成。空調機組中設有新風段、初效過濾段、中效過濾段、風機段和送風段。送風管采用鍍鋅鋼板制作，空調進風口設置金屬擋網，以防止異物進入產生故障。風機采用雙聯FSW型離心風機，共2組。送風機座采用槽鋼、角鋼工焊接成框架，承載1臺送風機重量及工作時的振動。送風管路均采用厚度為1.2mm的優質鍍鋅鋼板制作。噴漆室頂部動壓室進風口設計均流擴散裝置，這可以讓風量充滿整個動壓室。

排風系統由排風機、風管和排風塔等組成。排風機安裝在噴漆室地坑排風口活性炭過濾箱后。噴漆室配置2臺B4-82型防爆離心風機。風機座采用槽鋼、角鋼工業型材焊接成框架。排風管道全部采用熱軋鍍鋅板制作而成。排風塔采用鍍鋅板制作。

空氣凈化系統包括進風過濾器、頂部過濾材料、頂棉托網和連接板等。在噴漆室地面設置左、右兩道排風溝，在風溝中安裝有漆霧過濾裝置，用以吸附過噴漆霧中的樹脂等固體成分。漆霧過濾裝置由過濾纖維托網及過濾纖維棉構成，折流過濾纖維棉放置在托網上。更換時，將上部地板格柵移開，取出平鋪過濾棉及托網，即可更換立鋪過濾棉，然后再鋪設新的過濾棉。飽和的過濾底棉送進焚燒爐焚燒，以防止污染環境。采用抽屜式結活性炭吸附箱做進一步凈化。

安全報警系統隨時對室內的可燃氣體濃度進行監測，并發出報警信號，同時，廢氣監測報警系統與控制系統聯動，報警信號發出的同時，控制系統自動切斷電源確保安全。

三維工作平臺：室體兩側各配置一臺底部軌道承載式防爆三維工作臺。

噴漆室采用PLC組成的控制系統，通過觸摸屏可以控制整臺漆室的啟動和停止，也可以設定和控制運行時間和溫度等參數，又能對噴漆室的各機組設備進行控制，可以即時顯示各主要設備的工作狀態。整個系統設有缺相保護、欠壓和過壓保護，送排風機設有過載保護、電機接地保護、風機故障報警。當設備出現故障時，系統自動檢測故障，能自動關掉設備，在故障時不允許開機。過濾棉前后端設有數顯低壓壓差計傳感器檢測口，過濾棉達到終阻時發出聲光報警。可燃性氣體報警儀與電控連鎖，當可燃性氣體超過規定濃度時會發出聲光報警信號，同時斷開電源[3]。

5 結語

涂裝一體化環保平臺將涂裝作業全部工藝集中成一個操作平臺，具有全天候處理、涂裝能力。將噴砂和噴漆等工藝一氣呵成，對整個涂裝作業進行集約化管理，縮短各個流程之間的轉運時間，降低生產成本，更易掌握整個生產進度，能更加科學合理地安排生產，有益于加強質量管理。全密閉、全天候的處理能力使生產力得到更大提升，不受外界條件影響，將對產能的提高和縮短生產流程時間起到極大作用。

涂裝一體化環保平臺將采用全自動化運行管理。工件從涂裝作業開始一直到結束整個過程采用機械化運輸，所需設備全自動化管理，所有設備相關參數預先設定，一旦開始作業不需任何停頓修改，相關設備只需通過控制面板進行操作。將大大提高生產效率，對產能的提高起到決定性作用。

參考文獻：

[1]盧家鑫，趙玉蘭.大型機床鑄件涂裝車間工藝設計研究[J].新技術新工藝，2007（11）：98-100.

[2]王錫春.工業涂裝工藝設計的若干問題探討[J].汽車工藝與材料，2006（1）：29-33.

[3]沈國方.大型噴漆烘干兩用設備的設計[J].涂料工業，2002（12）：30-31.