隨著工程機(jī)械、電站鍋爐、海洋工程、水力發(fā)電、石油化工、軍工裝備等行業(yè)的飛速發(fā)展，衍生的需求設(shè)備或產(chǎn)品對鋼板的需求量越來越多。鋼板在港機(jī)制造中是主要的生產(chǎn)材料，鋼板投產(chǎn)前的預(yù)處理質(zhì)量直接決定產(chǎn)品的使用壽命。在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的初期階段，幾乎所有傳統(tǒng)的鋼板預(yù)處理中用的涂料都是以有機(jī)溶劑為分散介質(zhì)的溶劑型涂料。溶劑型涂料中揮發(fā)出的有機(jī)化合物對人體有害、污染環(huán)境、易燃易爆。水性漆是以水作主要溶劑或分散介質(zhì)，水性漆能降低對空氣的污染，有利于人類的健康生活和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為積極響應(yīng)重工制造企業(yè)環(huán)保減排的嚴(yán)格要求，保護(hù)環(huán)境，改善涂裝人員的工作條件，工程機(jī)械應(yīng)用水性漆勢在必行。水性漆涂料逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶劑型涂料的預(yù)處理涂裝流水線在重工業(yè)鋼板預(yù)處理中應(yīng)運(yùn)而生。本文闡述一套將傳統(tǒng)的預(yù)處理鋼板涂裝流水線改造成水性漆預(yù)處理鋼板涂裝流水線的實(shí)例，在合理做好污水源頭管理和環(huán)境保護(hù)方面有著重要的意義。

在傳統(tǒng)的流水線中，溶劑型鋼板底漆中的VOCs含量高達(dá)600~660g/L，是VOCs排放最多的涂料之一，環(huán)境污染極大。鋼板作為港機(jī)產(chǎn)品的主要制造材料，占產(chǎn)品總質(zhì)量的60%~70%左右。上海市自2014年逐步開始執(zhí)行了《關(guān)于調(diào)整本市排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)問題的通知》和《上海市物價(jià)局、上海市財(cái)政局、上海市環(huán)境保護(hù)局關(guān)于本市開展揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)工作的通知》兩項(xiàng)通知（見表1），這兩份通知僅涉及經(jīng)濟(jì)處罰和停產(chǎn)整改，未提升至法律法規(guī)層面，而為了環(huán)境保護(hù)國家于2018年1月1日實(shí)施《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》，更加堅(jiān)定了國家對環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的決心。根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》規(guī)定和上海市環(huán)保部門的政策，繼續(xù)使用溶劑型涂料將會(huì)衍生出諸多問題和壓力，付出代價(jià)很大，對環(huán)境的污染也不可逆，不利于制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

根據(jù)調(diào)研分析，假若采用末端治理，后期維護(hù)處理成本高昂，而新建一條流水線一次性設(shè)備投入400萬元左右，且每年維護(hù)成本在100萬元以上。因此，開發(fā)改造傳統(tǒng)流水線成為最經(jīng)濟(jì)可行的減排方案。針對傳統(tǒng)的預(yù)處理鋼板涂裝流水線上設(shè)備的不足之處提出改造方案，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行局部升級(jí)，原有的工位、運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)保持不變，只要求噴涂設(shè)備升級(jí)為水性專用噴涂系統(tǒng)，同時(shí)增加排風(fēng)系統(tǒng)以保證涂層干燥時(shí)的通風(fēng)量和供氣系統(tǒng)的供氣壓。

流水線工作流程

水性漆預(yù)處理鋼板涂裝流水線工作原理：通過輸送、噴漆、廢氣治理設(shè)備的流水線作業(yè)，實(shí)現(xiàn)鋼板底漆的均勻合格規(guī)范噴涂。此流水線主要包括6大部分：油漆烘干室、水性漆輸送管、廢氣治理系統(tǒng)以及原有流水線上的鋼板輸送系統(tǒng)、調(diào)漆房、噴漆房（見圖1）。將研究的符合鋼板底漆配比要求的水性漆，通過高壓無氣噴涂泵壓送至噴漆房，將已經(jīng)在輸送機(jī)上且表面已除銹、清灰的鋼板，進(jìn)行底漆涂裝預(yù)處理作業(yè)。

流水線改造施工步驟

安裝調(diào)漆房設(shè)備（配備氣動(dòng)攪拌器，混合桶）→連接調(diào)漆房與噴漆房→安裝油漆烘干室設(shè)備（增設(shè)溫度感應(yīng)探頭若干）→安裝電氣控制柜1套（采用PLC控制）→安裝廢氣治理系統(tǒng)（洗滌塔與電絮凝裝置，用水管進(jìn)行連接）→流水線試運(yùn)行。

流水線改造技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

通過研發(fā)、設(shè)計(jì)、改造等多方面齊頭并進(jìn)，將水性漆涂料成功在傳統(tǒng)預(yù)處理涂裝流水線上使用，在重工制造業(yè)鋼板底漆預(yù)處理過程，不僅大大減少了VOCs排放、改善車間工作環(huán)境，而且減輕企業(yè)在末端治理設(shè)備上的投入費(fèi)用，幫助企業(yè)最大經(jīng)濟(jì)程度的實(shí)現(xiàn)合規(guī)合法的環(huán)保生產(chǎn)。流水線改造主要在5個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和攻關(guān)：（1）改變傳統(tǒng)流水線上噴漆用的噴嘴選型，將噴嘴選型由38Z55型改成19Z40型，新型噴嘴具有防銹性能，不僅能提高在鋼板表面的噴涂質(zhì)量，而且成功替代傳統(tǒng)流水線上的38Z55型噴嘴。（2）通過將噴漆小車、高壓涂料輸送管、高壓無氣噴槍與新型噴嘴進(jìn)行組合，并配上感應(yīng)裝置形成一套自動(dòng)噴涂水性漆的噴漆設(shè)備。（3）為解決傳統(tǒng)流水線上調(diào)漆房使用水性漆涂裝作業(yè)時(shí)容易出現(xiàn)設(shè)備銹蝕的情況，增加高壓無氣噴涂泵1套（壓縮比為42：1）、攪拌器1套和混合桶1套（80L）設(shè)備，對原調(diào)漆房設(shè)置進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)水性漆涂料與水15:3的混合配比，保證噴涂質(zhì)量。（4）為解決油漆烘干室加熱溫度不均衡的問題，在板鏈輸送機(jī)的上、下增加吹風(fēng)嘴組，對原油漆烘干室進(jìn)行改造，將循環(huán)風(fēng)管中電加熱器的熱風(fēng)均勻輸送到鋼板表面，實(shí)現(xiàn)水性漆涂料在鋼板表面能夠快速固化，時(shí)效提高50%（≤5min），油漆漆膜厚度的質(zhì)量要求也得以滿足。（5）為解決末端廢氣的達(dá)標(biāo)排放問題（漆霧顆粒物排放限值20mg/m3），增設(shè)1套廢氣治理系統(tǒng)，將烘干室、噴漆室內(nèi)產(chǎn)生的廢氣接收至干式漆霧過濾器，再進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行噴淋過濾后達(dá)標(biāo)排放，減少對施工人員身體健康造成的危害。

流水線改造后效果

改造后的流水線在總數(shù)4000m2的鋼板上試運(yùn)行，鋼板底漆預(yù)處理持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行測試時(shí)長達(dá)2h以上，其中進(jìn)氣壓力、加熱溫度、通風(fēng)風(fēng)速、噴嘴口徑、噴幅、搭接距離、漆膜厚度、干燥時(shí)間等關(guān)鍵核心參數(shù)性能完全滿足工藝設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行效果見圖2、圖3。經(jīng)調(diào)試獲得的最佳施工工藝參數(shù)（見表2）也匹配不同廠家的水性預(yù)處理車間底漆產(chǎn)品，僅需微調(diào)進(jìn)氣壓力、噴嘴口徑和噴幅，即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品間平穩(wěn)過度。