大型选矿设备涂装一体化环保平台设计

孙述

摘 要：随着大型选矿设备的广泛应用及选矿设备行业涂装技术要求不断提高，为了解决大型选矿设备涂装技术难题，北矿机电科技有限责任公司自主研发设计了一种大型选矿设备涂装一体化环保平台。本文主要阐述该平台的设计依据和工艺参数，介绍平台涂装工艺流程，分析平台工作原理，并对系统组成进行详细论述。

关键词：大型选矿设备;涂装一体化;环保平台

中圖分类号：TD45文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）26-0090-03

随着国民经济的快速发展，对矿产资源的需求日益增加，选矿厂的生产规模也日益扩大。大型选矿设备具备高效节能、自动化程度高的特点，可显著提高选矿处理能力和技术指标，降低消耗，获得更高的经济效益，因此，其具有广阔的市场前景。涂装不仅能对产品起到防护作用，而且能反映产品的外观装饰性能，是构成产品价值的重要因素。随着大型选矿设备的广泛应用，对大型化选矿设备的涂装技术提出了更高的要求。

为了解决大型选矿设备涂装技术难题，北矿机电科技有限责任公司自主研发设计了一种大型选矿设备涂装一体化环保平台。本文就该大型选矿设备涂装一体化环保平台的设计进行论述与介绍。

1 设计依据和目标

涂装一体化环保平台的设计必须满足如下要求[1，2]：①具备喷砂抛丸除锈作业能力;②喷砂除锈和喷漆等工艺要一气呵成，形成涂装流水化作业能力，提高自动化技术水平;③实现涂装设备机械化、自动化运行;④实现涂装作业过程环保化和全天候作业能力，实现无害处理和零污染;⑤工艺设备能满负荷长时间无故障运行;⑥满足工艺设备系统操作简单、自动化程度高的要求。

2 设计技术工艺参数

2.1 喷砂技术参数

喷砂设备工作尺寸（长×宽×高）：9 500mm×7 500mm×7 000mm;最大工件尺寸：9 000mm×4 500mm×4 500mm;工件材质：铸铁、碳钢、不锈钢;工件最大重量：5～6t;压缩空气压力：0.6～0.8MPa;除锈等级：Sa2.5;表面粗糙度：20～50μm;磨料种类：钢砂、不锈钢丸;工作方式：机器人自动喷砂;工件运转：工作平车输送;磨料回收方式：砂地板气体输送形式;环保要求：设备噪声：≤85dB;粉尘排放浓度：≤70mg/m3;工作环境温度：0～45℃。

2.2 喷漆技术参数

喷漆设备工作尺寸（长×宽×高）：9 500mm×7 500mm×7 000mm;最大工件尺寸：9 000mm×4 500mm×4500mm;工件材质：铸铁、碳钢、不锈钢;工件最大重量：5～6t;漆雾过滤方式：干式折流方式;室内光照度：≥500Lux;系统运行噪音：≤85dB（A）;喷漆方式：机器人自动喷涂。

2.3 工艺流程

基本工艺流程：冲砂→清砂→自检→结构修理→复冲砂→清砂、清洁→表面处理报检→清理、刮第一道腻子→腻子烘干→打磨、清理→刮第二道腻子→腻子烘干→打磨、清理→刮第三道腻子→腻子烘干→打磨、清理、屏蔽→喷中涂漆→流平→中涂漆烘干→修整→喷面漆→流平、去屏蔽→面漆烘干→检查→下件。

3 涂装一体化平台工作原理

3.1 喷砂系统工作原理

喷砂系统的工作原理是：砂料储存在喷砂罐内，喷砂罐上的组合阀动作，喷砂罐充压。与此同时，喷砂罐下面的砂阀和助推阀打开，砂料从砂阀的进砂口压出到出砂口，通过助推气流，将砂阀出砂口的砂料加速，加速后的砂料气流混合流通过喷砂管至高速喷砂枪，被加速的砂料以很高的速度喷射到被处理工件的表面，实现喷砂作业的表面清理及强化。砂料回收、分离及除尘部分的工作原理：喷砂房外的气流经喷砂房顶部的粗效过滤器进入喷砂房内，之后通过喷砂房顶部的匀流板进入喷砂内的喷砂工作室，在喷砂房的横断面形成自上而下的气流，把喷砂房内的砂料、粉尘、清理物等通过蜂窝式吸砂地板进入磨料分离系统中，通过磨料分离器，将磨料及粉尘污物分开，有用的砂料进入喷砂罐内继续循环使用，粉尘及污物则随气流进入除尘系统内。经过除尘系统的过滤，干净空气排入大气，粉尘及污物则储存在粉尘筒中等待定期清理。喷砂系统工作原理如图1所示。

3.2 喷漆系统的工作原理

根据设备的长度及宽度，采用2组送排风机组，置于设备的1侧。喷漆室工作温度为20℃，每套送排风机组采用4台风机，其中2台为送风，2台大叶片风机为排风。喷漆时，启动所有送排风机，室外新风由此进入风道，经初效过滤、送风系统，再经送风道送至均压室。均压室将风量均匀分布于室顶，经顶部过滤后，以有载大于0.3m/s左右的截面风速均匀地送入室体内，自上而下，将工件置入具有一定风速的均流层中。室内喷漆、漆雾和喷涂过程中挥发的有机废气（二甲苯），被迅速吸入格栅下部的活性炭漆雾处理系统，通过活性炭漆雾处理后的空气符合国家标准排入大气。

4 涂装一体化平台设备组成

4.1 喷砂系统

喷砂系统由喷砂房房体、吸砂风机、烟筒、除尘器、砂尘分离器、粉尘筒、喷砂主机支架、喷砂主机、工作台车、蜂窝式吸砂地板、吸尘除尘器和电控系统等13部分组成。喷砂主机采用高效大容量喷砂机，喷砂罐装料位检测开关，可实现砂料的限位报警。喷砂房体具有消音功能和保温隔热功能。喷砂房顶部装空气均流室，均布初效过滤器，保证喷砂作业时喷出的砂料不会通过进气口飞溅到喷砂设备体的外面，还起到进气消音的作用。在喷砂房两侧装电动卷帘大门，用于工件进出，大门上留有观察窗。

采用蜂窝式吸砂地板，地板的底部均匀布满了蜂窝式的小斗，与小斗下的分气管路连接，分气管路与风机的主管路连接，分气管路与主管路的风速均大于砂料的悬浮速度;当喷砂作业时，喷出来的砂料全部落到蜂窝式的小斗中，再从小斗落入分气管中，最后通过主管路回到磨料分选器中。

砂尘分选器选用多级分离型，第一级为独特的惯性分离器，第二级为气流清洗，第三级为筛网式分离器，能有效地将回收系统中不满足工艺要求的异物、磨料、粉尘分离，分离后的完整砂料回到喷砂机主机继续循环使用，粉尘及碎砂则被送到除尘器中经过滤后储存在除尘器中等待定期清理。

除尘系统包括吸、排塵管道、沉降室、除尘器、风机等，其核心是除尘器。选用滤筒式结构，采用脉冲反吹清灰方式的除尘器。

电控系统设有过载、反向、缺相、漏电保护功能。

选用可调温式工作服，由呼吸过滤器、呼吸调温器、防护头盔、工作衣组成。可调温式喷砂防护服的呼吸过滤器能过滤空气中的油雾、水分、粉尘等。

4.2 喷漆系统

喷漆系统主要由喷漆室室体、加热送风系统、排风系统、空气净化系统、漆雾处理系统、废气处理系统、安全检测报警系统和电控系统等组成。

喷漆室室体保温、隔热、隔声性能优良，热传热系数小;室顶设有静压室，从供风系统送来的新鲜风进入静压室，经过高效型空气过滤棉，气流流向操作间更平稳，避免了紊流现象的产生。在室体纵向设置向外开启的人行门，以方便人员进出及紧急情况时人员的疏散撤离。人行门尺寸（宽×高）为800mm×1 800mm。安全门带机械压力锁及自动闭门器，当室内压力超过100Pa时能自动往外打开人行门泄压，起到泄爆的作用。

送风系统由空调机组、送风风管等组成。空调机组中设有新风段、初效过滤段、中效过滤段、风机段和送风段。送风管采用镀锌钢板制作，空调进风口设置金属挡网，以防止异物进入产生故障。风机采用双联FSW型离心风机，共2组。送风机座采用槽钢、角钢工焊接成框架，承载1台送风机重量及工作时的振动。送风管路均采用厚度为1.2mm的优质镀锌钢板制作。喷漆室顶部动压室进风口设计均流扩散装置，这可以让风量充满整个动压室。

排风系统由排风机、风管和排风塔等组成。排风机安装在喷漆室地坑排风口活性炭过滤箱后。喷漆室配置2台B4-82型防爆离心风机。风机座采用槽钢、角钢工业型材焊接成框架。排风管道全部采用热轧镀锌板制作而成。排风塔采用镀锌板制作。

空气净化系统包括进风过滤器、顶部过滤材料、顶棉托网和连接板等。在喷漆室地面设置左、右两道排风沟，在风沟中安装有漆雾过滤装置，用以吸附过喷漆雾中的树脂等固体成分。漆雾过滤装置由过滤纤维托网及过滤纤维棉构成，折流过滤纤维棉放置在托网上。更换时，将上部地板格栅移开，取出平铺过滤棉及托网，即可更换立铺过滤棉，然后再铺设新的过滤棉。饱和的过滤底棉送进焚烧炉焚烧，以防止污染环境。采用抽屉式结活性炭吸附箱做进一步净化。

安全报警系统随时对室内的可燃气体浓度进行监测，并发出报警信号，同时，废气监测报警系统与控制系统联动，报警信号发出的同时，控制系统自动切断电源确保安全。

三维工作平台：室体两侧各配置一台底部轨道承载式防爆三维工作台。

喷漆室采用PLC组成的控制系统，通过触摸屏可以控制整台漆室的启动和停止，也可以设定和控制运行时间和温度等参数，又能对喷漆室的各机组设备进行控制，可以即时显示各主要设备的工作状态。整个系统设有缺相保护、欠压和过压保护，送排风机设有过载保护、电机接地保护、风机故障报警。当设备出现故障时，系统自动检测故障，能自动关掉设备，在故障时不允许开机。过滤棉前后端设有数显低压压差计传感器检测口，过滤棉达到终阻时发出声光报警。可燃性气体报警仪与电控连锁，当可燃性气体超过规定浓度时会发出声光报警信号，同时断开电源[3]。

5 结语

涂装一体化环保平台将涂装作业全部工艺集中成一个操作平台，具有全天候处理、涂装能力。将喷砂和喷漆等工艺一气呵成，对整个涂装作业进行集约化管理，缩短各个流程之间的转运时间，降低生产成本，更易掌握整个生产进度，能更加科学合理地安排生产，有益于加强质量管理。全密闭、全天候的处理能力使生产力得到更大提升，不受外界条件影响，将对产能的提高和缩短生产流程时间起到极大作用。

涂装一体化环保平台将采用全自动化运行管理。工件从涂装作业开始一直到结束整个过程采用机械化运输，所需设备全自动化管理，所有设备相关参数预先设定，一旦开始作业不需任何停顿修改，相关设备只需通过控制面板进行操作。将大大提高生产效率，对产能的提高起到决定性作用。

参考文献：

[1]卢家鑫，赵玉兰.大型机床铸件涂装车间工艺设计研究[J].新技术新工艺，2007（11）：98-100.

[2]王锡春.工业涂装工艺设计的若干问题探讨[J].汽车工艺与材料，2006（1）：29-33.

[3]沈国方.大型喷漆烘干两用设备的设计[J].涂料工业，2002（12）：30-31.