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鋁型材粉末噴涂工藝中能源消耗成本控制

粉末噴涂工藝中的能源消耗有3個方面:一是槽液加熱,二是鋁型材鉻化后的水份烘干,三是粉末固化,以粉末涂層固化消耗的能源最多,現分別討論如下。

1)槽液加熱:很多企業都直接選用常溫前處理劑,中溫脫脂及鉻化已很少再用。在北方地區當環境溫度低于5oC時為提高生產效率需要采用加溫脫脂,所以這部分能耗在生產成本中比例不大。

2)鋁型材鉻化后的水份干燥:鉻化后的鋁材需及時干燥才能保證涂層附著力。烘干的工藝溫度一般在120oC左右。
但若濕工件堆放在烘箱內,氣流循環受阻,完全靠高溫來干燥,則干燥速度慢,干燥效率低。所以烘箱干燥需要提高循環風速,散開工件并定期開門排放水蒸氣。

3)粉末涂層固化:粉末涂料的固化溫度較高(200±5℃),固化時間較長(10~15min),是粉末涂裝中的耗能大戶,也是涂裝生產成本的主要來源。其影響因素主要有以下幾方面:

a、能源種類:粉末固化采用的能源有電加熱、油加熱、天然氣加熱、燃煤加熱等,能源選擇需考慮多方面因素:

一是資源條件,二是管理方便性,三是環境及政策法規,四是產品附加值。幾種能源的單位價格比較如下表1所示。

表1說明,電加熱的單位成本價格最高,電加熱的優點是管理和使用方便,若不更換現有供電設備則投資較省,適用于功率較小的烘箱和附加值高的產品。

鋁型材粉末噴涂工藝中能源消耗成本控制

柴油比電的單位價低20%,在烘箱容量較大且供電容量受限時采用柴油加熱也很方便,符合環保法規要求。

燃煤是價格最低的能源,僅相當于電價的1/5,所以大量涂裝企業均選用燃煤加熱。燃煤加熱的最大問題是使用和管理不方便,存在生火,封火,原料堆放,煤灰清運等麻煩,且難以符合環保法規要求。

天然氣是潔凈能源中性價比最優的能源,且符合環保法規,大部分企業都會選擇天然氣燃燒。

鋁型材粉末噴涂工藝
鋁型材粉末噴涂工藝

b、生產效率:單位時間內產出的成品越多,涂裝單位面積所需能耗成本就越低,這是一個共識。生產效率的高低決取決于設備結構和性能,鋁型材轉移是否方便等。

c、設備結構:粉末固化設備有箱式爐、全橋烘道、半橋烘道、直通烘道等。實踐經驗告訴我們,同樣的空爐升溫時間所配置的加熱功率是不同的。

箱式爐為3kW//m3,全橋烘道為2.5kW/m3,半橋烘道2kW/m3,直通烘道3.5kW/m3。

直通烘道盡管在出口設置風幕,但熱損失仍是最大的。根據鋁型材在烘道中運行的路線,可分為單行程烘道、雙行程烘道(U形烘道)、多行程烘道(S形烘道)和W形烘道。

在完成同樣的生產任務情況下,烘道設計成雙行程或者多行程,比單行程烘道的散熱面積要減少30%,安裝面積也減少15%,從而減少了能源消耗,可提高經濟效益。例如立式生產線的能源消耗大大降低。

d、提高一次合格率:返工造成損失表現在:(1)浪費粉末;(2)浪費能源;(3)浪費工時;(4)影響產品質量。工件噴涂后進爐前應認真檢查補噴,減少返工是最重要的節約手段。

e、新材料新技術:粉末涂料廠家提供固化溫度低的粉末是我們所期盼的,能明顯降低能耗。當然先進的薄涂粉末技術、粉加粉木紋技術、轉印技術、抗劃傷粉末技術、納米功能粉末技術等正在改變鋁材涂裝行業。

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