[科普中国]-涂装生产线

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。其输送部分大都是采用不锈钢网链输送，涂装设备输送网链生产厂家。

简介涂装生产线主要由前处理电泳线（电泳漆是最早开发的水性涂料，它的主要特点是涂装效率高,经济安全,污染少,可实现完全自动化管理。涂装电泳漆之前需要进行预处理）、密封底涂线、中涂线、面涂线、精修线及其烘干系统组成。涂装生产线全线工件输送系统采用空中悬挂和地面滑橇相结合的机械化输送方式，运行平稳、快速便捷,采用PLC可控编程，根据生产工艺的实际要求编程控制——实行现场总线中心监控，分区自动实现转接运行。

涂装生产线全线各烘干系统的设计参照国外的设计理念和参数，采用优质不锈钢网链输送，运行平稳，烘道室体均采用桥式结构（密封底涂炉除外），保证了炉温的均匀性和稳定性，提高了热能的效益性；供热装置引进了加拿大科迈科公司的产品，选用进口的燃烧器和控制系统，经测试各烘干系统运行良好稳定，温度曲线平滑持续。

组成部分涂装流水线的七大组成部分主要包括：前处理设备、喷粉系统、喷漆设备、烘炉、热源系统、电控系统、悬挂输送链等。

前处理设备喷淋式多工位前处理机组是表面处理常用的设备，其原理是利用机械冲刷加速化学反应来完成除油、磷化、水洗等工艺过程。钢件喷淋式前处理的典型工艺是：预脱脂、脱脂、水洗、水洗、表调、磷化、水洗、水洗、纯水洗。前处理还可采用抛丸清理机，适用于结构简单、锈蚀严重、无油或少油的钢件。且无水质污染。

喷粉系统粉体喷涂中的小旋风+滤芯回收装置是较先进，换色较快的粉末回收装置。喷粉系统的关键部分建议选用进口产品，喷粉室、电动机械升降机等部件全部国产化。

喷漆设备如油淋式喷漆室、水帘式喷漆室，广泛运用于自行车、汽车钢板弹簧、大型装载机的表面涂装。

烘炉烘炉是涂装生产线中的重要设备之一，它的温度均匀性是保证涂层质量的重要指标。烘炉的加热方式有：辐射、热风循环及辐射+热风循环等，根据生产纲领可分单室和通过式等，设备形式有直通式和桥式。热风循环烘炉保温性好、炉内温度均匀、热损失少，经测试，炉内温差小于±3oC,达到先进国家同类产品的性能指标。

热源系统热风循环应用较普遍的加热方式，它利用对流传导原理对烘炉进行加热，达到工件的干燥和固化。热源可根据用户的具体情况选择：电、蒸汽、燃气或燃油等。热源箱可根据烘炉的情况而定：置于顶部、底部和侧部。生产热源的循环风机如是特制耐高温风机，则具有寿命长、能耗低、噪声低、体积小等优点。

电控系统涂装、涂装流水线电气控制有集中和单列控制。集中控制能采用可编程序控制器（PLC）来控制主机，根据编制的控制程序对各工序进行自动控制，数据采集和监视报警。单列控制是涂装生产线中最常用的控制方式，各个工序单列控制，电控箱（柜）设置在设备附近，造价低、操作直观、维修方便。

悬挂输送链悬输机是工业流水线、涂装线的输送系统，积放式悬输机应用于L=10-14M的仓储货架和异型路灯合金钢管涂装线。工件吊装在专用挂具上（承重达500-600KG），进出道岔平滑，道岔根据工作指令由电气控制进行开合，满足工件在各处理工位的自动输送，在强冷室、下件区域内平行积放冷却，并在强冷区域设挂具识别和牵引报警停机装置。

工艺流程涂装生产线工艺流程分为：前处理、喷粉涂装、加热固化。

前期的生产处理前有手动简易工艺和自动前处理工艺，后者又分自动喷淋和自动浸喷两种工艺。工件在喷粉之前必须进行表面处理去油去锈。在这一工段所用药液较多，主要有除锈剂、除油剂、表调剂、磷化剂等等。

在涂装生产线前处理工段或车间，第一要注意的就是制定必要的强酸强碱购买、运输、保管和使用制度，给工人提供必要的保护着装，安全可靠的盛装、搬运、配置器具，以及制定万一发生事故时的紧急处理措施、抢救办法。其次，在涂装生产线前处理工段，由于存在一定量的废气、废液等三废物质，所以在环保措施方面，必须配置抽气排气、排液和三废处理装置。

前处理过的工件质量，由于前处理液及涂装生产线工艺流程不尽相同，其质量当有差异。处理较好的工件，表面油、锈去尽，为了防止短时间内再次生锈，一般应在前处理后几道工序，进行磷化或钝化处理：在喷粉前，还应将已磷化的工件进行干燥，去其表面水分。小批量单件生产，一般采用自然晾干、晒干、风干。而对于大批量之流水作业，一般采取低温烘干，采用烘箱或烘道。

组织生产对于小批量工件，一般采取手动喷粉装置，而对于大批量工件，一般采用手动或自动喷粉装置。无论是手动喷粉或自动喷粉，把住质量关是非常重要的。要确保被喷工件着粉均匀、厚度一致，防止薄喷、漏喷、擦落等缺陷。

在涂装生产线引这一工序，还应注意工件之挂钩部分，在进入固化之前，应尽可能将附着其上的粉末吹掉，防止挂钩上之多余粉末固化，有的对固化前去掉余粉确有困难时，应及时剥离挂钩上已固化之粉膜，从而确保挂钩导电良好，以利下批工件易于着粉。

固化工序这一工序应注意的事项有：喷好的工件，如果是小批量单件生产，进固化炉前注意防止碰落粉末，如有擦粉现象，应及时补喷粉末。烘烤时严格工艺及温度、时间控制，切实注意防止色差、过烘或时间过短造成固化不足。

对于大批量自动输送的工件，在进烘道前同样要仔细检查是否漏喷、喷薄或局部擦粉现象，如发现不合格件，应把好关防止进入烘道，尽可能取下重喷。如个别工件因薄喷不合格，在固化出烘道后可以重喷再次固化。

所谓涂装即指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层。涂装流水线经历了由手工到生产线、到自动生产线的发展过程，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。

应用特点涂装流水线工程应用特点：

涂装流水线设备适用于工件表面的喷漆、喷塑处理，多用于单件或小批量工件的涂装作业，配合悬挂输送机、电轨小车、地面输送机等运送机械形成运输作业。

工程工艺布置：

1、喷塑线：上输送链——喷塑——烘干（10min、180℃-220℃）——冷却——下件

2、喷漆线：上输送链——静电除尘——底漆——流平——面漆——流平——烘干（30min、80℃）——冷却——下件

油漆喷涂主要有油淋式喷漆室、水帘式喷漆室，广泛运用于自行车、汽车钢板弹簧、大型装载机的表面涂装。

发展历程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。我国的涂装工艺可以简单归纳为；前处理→喷涂→干燥或固化→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。

工艺发展作为处理前技术来说，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。国外及国内的家电行业多采用喷淋式前处理，其特点是生产效率高，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，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。

喷涂工艺发展从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。

废物处理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，降低有机溶剂废气的处理量，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。

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，都添加漆雾凝聚剂进行处理，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。

漆雾凝聚剂iwaterA大多由中等分子量的阳离子聚合物组成，电荷极高，对漆滴能产生很强的吸引力，当漆滴被“捕捉”吸附后它利用极性不同的亲和性将漆滴完全包裹，并穿透漆滴，破坏涂料的功能基团，使其完全消除粘性，并带动被包裹破粘的漆滴上浮。漆雾凝聚剂iwaterB大多由分子量几千万的聚合物组成，通过在分子之间的“桥架”作用，聚集被破坏的漆雾和杂质成较大的基团，使其坚固和粘合，增强机械脱水的效率。絮凝剂还可中和系统电荷，保持系统中的离子平衡，且分子量较大，使凝集基团在系统中上浮速度加快，并结成漆渣浮于水面。

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改进，要求控制系统越来越可靠。所以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。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。引

不足之处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。从我国现有的涂装生产线来看，主要存在以下问题：1

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。

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。

注意事项一、涂装生产线上应注意被涂物件的装挂。预先通过试浸来设计挂具及物件在涂装生产线上的装挂方式，保证工件在浸涂时处于最佳位置。被涂物的最大平面应接近垂直，其他平面与水平呈10°-40°角，使余漆的涂装面上能够较流畅地流尽。

二、在涂装生产线上涂装时为防止溶剂在车间内的扩散和尘埃落入漆槽内，浸漆槽应保护起来。

三、大型物件在涂装生产线上浸涂后，应待溶剂基本挥发后再送入烘房。

四、涂装时要不断注意涂料粘度的测定，每班应测定1-2次粘度，若粘度增高超过原粘度的10%，就应及时补加溶剂。添加溶剂时，应停止浸涂作业。搅拌均匀后，测定粘度，然后再继续作业。

五、漆膜的厚度主要决定于涂装生产线上物体提升的速率以及漆液的粘度。在按上述要求控制了漆液的粘度后，涂装生产线应按照漆膜30um左右的最大限速度，根据不同的设备，实验确定合适的提升速率。按此速率均匀地提升被涂物件。提升速率快，漆膜薄；提升速率慢，漆膜厚且不均匀。

六、在涂装生产线上进行浸涂操作时，有时造成被涂上、下部的漆膜具有厚度差异，尤其是在被涂物的下边缘出现肥厚积存。为提高涂层的装饰性，在小批量浸涂时用刷子手工除掉多余积存的漆滴，也可用离心力或静电引力设备除掉这些漆滴。

七、在涂装生产线上浸涂木制件时，注意时间不能太长，以免木材吸入过量的涂料，造成慢干和浪费。

八、加强通风设备，防止溶剂蒸气的危害；注意防火措置的安排和定期检查涂装生产线。

发展建议涂装生产线设备自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%。2

⑴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。

⑵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,引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。

⑶尽快建立全国涂装行业信息网，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。

⑷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。

⑸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，提高涂装工件的防腐和装饰质量，保证涂装生产线设备的质量。

⑹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。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学