烘干爐培訓知識

烘干爐部分編制審核日期烘干爐培訓教材第一部分通用知識一涂料的成膜概述固化（干燥，又稱烘干熱固化）是工業(yè)涂裝工藝的三大基本工序之一。干燥、固化、烘干的區(qū)別：干燥：在日常生活中使潮濕的東西變成干燥的東西的過程稱為干燥，即將水分，靠溶劑物理作用揮發(fā)掉，使物件變干（如涂裝前處理和濕打磨后的干燥工序）。涂覆在被涂物上的涂料由液態(tài)（或粉末狀）變成無定形的固態(tài)薄膜的過程，即涂料的成膜過程，稱為涂料的固化較科學，概念較全面。因涂料的成膜過程較復雜，有物理作用和化學作用，有的必須在高溫下（烘干）才能固化，再加之粉末涂料的成膜不是由液態(tài)變固態(tài)。提高物體和空氣的溫度，以加速干燥（或固化）的速度，即在高溫下進行干燥和固化的過程稱為烘干。涂料成膜過程涂料由液態(tài)（或粉末狀）變成固態(tài)，在被涂物表面上形成薄膜的過程稱為涂料成膜過程。根據(jù)涂料的成膜過程不同，汽車常用涂料可分為熱塑性和熱固性兩大類：熱塑性涂料的成膜過程液態(tài)溶劑型是靠溶劑揮發(fā)，故又稱為揮發(fā)型涂料；無溶劑或粉末熱塑性涂料是靠熔融，所形成的涂膜能被溶劑再融解或受熱再融化。其成膜過程是物理作用，無化學轉化作用。屬于這一類型的汽車涂料有硝基漆、熱塑性丙烯酸樹脂涂料、熱塑性粉末涂料和PVC型車底涂料及密封膠等。熱固性涂料的成膜過程除溶劑揮發(fā)和熔融等物理作用外，主要靠縮合、氧化聚合、聚合等化學作用。通過化學反應使液態(tài)的或熔融的低分子樹脂轉化為固態(tài)的網(wǎng)狀結構的高分子化合物，所形成的涂膜不能再被溶劑融解，受熱也不能再融化，只能焦化分解。這一類型的涂料已是汽車制造用涂料的主流；如電泳涂料和水性涂料、熱固性丙烯酸樹脂涂料和熱固性粉末涂料等。隨涂料的成膜溫度不同，涂料又可分為自干型和烘烤型。自干型系指在常溫條件下能自然干燥成膜的涂料，有時為加速溶劑揮發(fā)，縮短干燥時間，可在80℃以下進行熱風吹一下。屬于這一類涂料的如硝基漆等溶劑揮發(fā)型涂料、干性油改性的醇酸樹脂涂料和油性漆等；烘烤型系指必須在高溫下烘烤才能干燥成膜的涂料，例如氨基樹脂面漆，俗稱烤漆，他必須在（100～140）℃下烘干才能形成達到規(guī)定性能的涂膜。二涂膜的干燥方法及過程涂膜的干燥（固化）方法可分為自然干燥、烘干和照射固化等三種，又可詳分如下：自然干燥（在常溫呈自然狀態(tài)干燥，故俗稱為自干或氣干）自然干燥（在常溫下呈自然狀態(tài)干燥，故俗稱為自干或氣干）低溫（100℃以下）熱風干燥（加熱方式以對流為主。也采用輻射式）干燥加熱干燥中溫（100～150）℃烘干（加熱方式有對流、（固化）（固化）高溫（150℃以上）烘干輻射和感應等）催化固化紫外線固化照射固化電子束固化汽車涂裝的成膜過程主要是烘干，汽車修補涂裝采用自干較多，照射固化在汽車工業(yè)中幾乎不用。為確保涂膜質量，涂膜干燥、自干或烘干場所應具備下列條件：烘干室內或自干場所要清潔，無灰塵，空氣要干凈。溫度應符合涂料的技術要求，過高或過低都會影響干燥效率和涂膜質量?？諝庖鲃?。在空氣流動的場所（或烘干室內）要比空氣不流動場合涂膜干燥得快，因空氣流動有利于溶劑的揮發(fā)。無論在自干場所，還是在烘干室內都要設置排風換氣裝置，便于在干燥過程中從涂膜揮發(fā)出來的溶劑不超過一定濃度，以防溶劑蒸汽爆炸或影響涂膜質量。三涂膜的固化過程涂膜的固化過程一般要經(jīng)歷以下的三個階段：觸指干燥或稱表干。當手指輕觸涂膜感到發(fā)粘，但涂膜不附在手指上的狀態(tài)。半硬干燥。用手指輕捅涂膜，在涂膜上不粘有指痕的狀態(tài)。完全干燥。用手指強壓涂膜也不殘留指紋，用手指急速捅涂膜，在涂膜上也不留有傷痕的狀態(tài)。在烘干場合，涂膜達到完全干燥時涂膜的各項性能應最佳，如果烘干溫度過高，烘干時間過長，則會產生涂膜過烘干弊病，輕時影響涂層間的附著力，嚴重時涂膜變脆，甚至脫落。四烘干設備4.1烘干室的分類為適應涂裝工藝和平面布置的需要，汽車涂裝用的烘干室的類型和形狀很多，一般按用途、結構形狀、熱源和加熱方式分類：按用途分類根據(jù)汽車涂裝工藝中使用烘干室的目的，可按它們的用途名稱來分類。如：電泳烘干室；PVC烘干室；中涂烘干室、面漆烘干室、水性涂料烘干室，…，等。基于不同用途的烘溫要求不同，烘干室又可分為低溫、中溫、高溫三種。按形狀和工件的通過方式分類按被涂物通過烘干室的方式不同，汽車涂裝用烘干室可為通過式、箱式和多行程烘干室。通過式和多行程式烘干室一般都用地面或懸掛式輸送鏈連續(xù)運送被涂物。隨烘干室的被涂物進出口端的結構不同，通過式烘干室又可分為直通式、橋式（在日本又稱為“山”型）和“∏”字型（在德國又稱“A”字型）烘干室。橋式烘干室的被涂物進出口端有一定的傾斜角度（懸掛式輸送的傾斜角為20°～30°；地面輸送為15°～17°）；被涂物（如車身）在“∏”字型烘干室的進出口端呈垂直升降，采用滑撬式輸送系統(tǒng)，“∏”字型烘干室為單行程，為適應高產量，可并列布置兩個烘干室對一條噴漆線。橋式和“∏”字型烘干室與直通式比較，除占地面積稍大外，其最大優(yōu)點是保溫性能和烘干室內溫度均勻性好；它們的進出口端上部的高度較烘干室底板低，因熱空氣的密度較輕，集中在烘干室內不易向爐外逸出，這樣不僅熱損失明顯地減少，并對工位環(huán)境也有較大地改善。因此橋式和“∏”字型烘干室在新建的汽車涂裝線中已占主導地位。按熱源的種類分類隨地區(qū)動能供應源不同，涂裝用烘干室的加熱源有：氣體燃料（天然氣、城市煤氣、工業(yè)煤氣）、油（輕質柴油、煤油）、電、蒸汽或高壓熱水等。不同熱源的烘干室加熱裝置的結構相差甚大，燃氣和燃油的結構相仿。電加熱適用于對流、輻射和感應三種加熱方式。按加熱方式分類可分為輻射式、對流式和兩者結合式的烘干室。在汽車涂裝領域中，由于汽車零部件的外形和結構復雜，為使被涂物工件加熱均勻，后兩種加熱方式使用較多。4.2烘干室的組成烘干室由烘干室實體、烘干室兩端的進、出口端殼體、熱傳遞系統(tǒng)、電控和測溫記錄系統(tǒng)等組成。烘干室實體（俗稱通道）它是烘干室的保溫殼體。在靜力學方面應有自行裝載的功能，能裝載輸送系統(tǒng)和通風管路；在熱力學方面應有良好的熱絕緣，沒有“熱橋”，內墻壁的氣密性好；便于維修與清理能進行快速、清潔地安裝；具有可膨脹性。烘干室實體一般是鑲板式結構，德國杜爾公司設計的烘干室，是在工廠焊接成6m或9m長的實體模段，再運往現(xiàn)場焊接成烘干室實體（可任意數(shù)量進行組合），這種結構能確保上述性能，并優(yōu)于鑲板式結構，尤其是氣密封和熱絕緣性能達到十分理想的狀態(tài)。烘干室兩端的進、出口端殼體由于烘干室有效空間的氣溫高于外界和周圍設備的溫度，如果沒有特別的防護措施，大量的熱空氣和蒸汽將會散發(fā)出來，并有冷空氣的侵入。在烘干室兩端進、出口出采用的保護裝置有以下三種形式：設置上下升降或左右開的爐門（僅適用于間歇式烘干作業(yè)）。設置斜式進、出口端（橋式烘干室）或垂直升降式進、出口端（“∏”字型烘干室），使烘干室底面高于進、出口的上緣，利用熱空氣比冷空氣輕來隔熱。在烘干室進、出口端設置風幕間隔區(qū)段。熱傳遞系統(tǒng)在汽車制造業(yè)中，絕大部分涂裝用烘干室裝備有輻射加熱和對流加熱系統(tǒng)兩種。輻射熱傳遞是采用直接加熱的輻射元件（有電加熱輻射元件和煙道氣加熱的輻射板），通常設置在烘干室的加熱升溫區(qū)，尤其在烘干中涂、面漆場合，在烘干室升溫區(qū)使用輻射加熱，可確保高要求的無塵，也可最大限度地避免灰塵卷起。對流熱傳遞是通過循環(huán)空氣對流，其優(yōu)點是若加熱幾何形狀復雜地被烘干物，氣溫度分布非常均勻。循環(huán)空氣的加熱是靠電加熱器或熱交換器（一般以高溫煙道氣或蒸氣為加熱介質）、循環(huán)風機及風管等，以一定的風速在烘干室內內部循環(huán)。烘干室的電控和測溫記錄系統(tǒng)先進的烘干設備已采用微機控制系統(tǒng)控制溫度和加熱系統(tǒng)。4.3冷卻室冷卻室，又稱強冷室，即靠吹冷風強制剛從烘干室出來的被涂物降溫，以適應下道工序的需要和不影響廠房的氣溫。冷卻室應緊接烘干室的出口端布置，一般為1～2個車位。冷卻室有吹冷風箱的殼體、送排風機組、送排風管等主要部件組成。冷卻所需的冷空氣從廠房外吸入，一般情況下還需要經(jīng)過過濾器，然后靠風機送到冷卻室兩側的風道，再通過噴嘴吹向被冷卻物上。加熱后的空氣從冷卻室的上部吸出，排向室外，或當室外氣溫較低時部分循環(huán)使用，如在冬季新鮮空氣與循環(huán)空氣混合使用，可提高氣溫，節(jié)省能源。見下圖：圖一冷卻室供、排風系統(tǒng)1－過濾器2－電動機3－控制器4－冷卻室本體在理想狀態(tài)下，被冷卻后的工件溫度不超過冷卻空氣溫度（10～15）℃（即略高于室溫，40℃左右）。冷卻作用只適用于工件的表面。要注意決不允許烘干室的廢氣串入冷卻區(qū)，因烘干室的廢氣在高溫下呈氣態(tài)，在冷卻時迅速冷卻。冷凝物滴落在被涂物上污染漆面或造成涂膜弊病。五烘干室注意事項在質量性能方面：應遵循被烘干物的溫度－時間曲線；被烘干物的溫度分布均勻；烘干室內應清潔、無塵；避免烘干過程中產生的分解物冷凝。在節(jié)省能源方面：能源回收；爐門；對外的絕熱措施。在符合法規(guī)方面：對環(huán)境的影響――散發(fā)物（有機揮發(fā)物VOC）；對工位安全規(guī)范上――防爆、溶劑、氣味。為確保烘干室的安全性，烘干設備內的溶劑蒸汽濃度不允許超過一定極限值，為此必須保證爐內換氣充分。烘干室內應絕對清潔。所供的新鮮空氣和循環(huán)空氣都必須全部過濾；烘干室內不允許有灰塵和污物，應定期清掃；不允許使用任何含有有機硅的材料。第二部分涂二“∏”式烘干室概述一烘干爐總述電泳烘干室、中涂烘干室、面漆烘干室，采用“∏”型烘干室；多用途線烘干室、PVC烘干室采用直通式烘干室。所有烘干爐都是采用空氣對流加熱方式。烘干室的熱源，均采用天然氣（初期采用空混液化氣）。烘干室的焚燒加熱裝置采用TAR型焚燒爐。烘干溫度：電泳烘干室約180℃，PVC烘干室約140℃、中涂烘干室約160℃、面漆烘干室140℃，多功能烘干室約為150℃（以上皆為工件溫度）。溫度自動和手動控制，自動數(shù)字顯示，自動記錄，自動和手動調節(jié)，并設有防過烘功能，以確保工件升溫、保溫時間和工藝溫度曲線符合要求。升溫時間不超過1小時，保溫層外表溫度不超過40℃（工作時）。危氣采用直燃法處理。廢氣排放溫度不大于160~180℃，換熱再利用，用來加熱出、入口風幕空氣（與工藝溫度有關）。設有安全措施和安全控制機構（天然氣自動點火、火焰監(jiān)控、燃氣混合、壓力調節(jié)、自動調節(jié)風閥、自動控制、天然氣放散管等安全結構）。二烘干爐結構確保烘干室結構，適應溫度的變化，不允許烘干室內危氣外溢（壁板、兩端開口處），內壁板采用整體焊接結構。電泳烘干室壁板保溫層為170mm，其它烘干室壁板保溫層為150mm。為防止烘干室入出口處滴落冷凝物的問題，入出口處裝熱風幕。中涂、面漆、多功能線烘干室入口處設有消防滅火系統(tǒng)。入口空氣風幕設有耐高溫中效過濾。風道布置，采用杜爾最新結構，供熱風道設有清潔風道內部用人孔門，烘干室內的風道，不用外法蘭連接，風道與壁板無間隙。為嚴防危氣從烘干爐兩端溢出，設有風量平衡調整的風道閥。所有主風管按杜爾規(guī)范都有清理門。烘干室采用耐高溫高效過濾器，集中過濾和升溫區(qū)出風口過濾及設可調方向的風嘴。PVC烘干室升溫區(qū)、保溫區(qū)均采用風嘴；電泳烘干室、中途烘干室、面漆烘干室升溫區(qū)、保溫區(qū)第一個換熱器保溫段采用高溫過濾板＋風嘴，進風嘴前設高溫過濾板過濾，保溫區(qū)其余斷采用高溫過濾；多功能線烘干室升溫區(qū)采用高溫過濾板＋風嘴，其余段采用高溫過濾。烘干室內所選用的鋼材材質要滿足受熱不變形的要求且密封材料不得含有硅（包括供熱風全風道）。驅動滾道安裝在烘干室底板上，底板要平、嚴、光，便于清潔，要求封閉；運輸鏈軌道之間上頂面及軌道兩側面用滲鋁板封嚴。烘干室通道烘干爐通道為自承重結構，內部的鋼板連接為全焊，確保全密封，全焊式內部烘箱體使熱量損失為零，無裂縫。烘房段的連接處設膨脹節(jié)，允許殼體內部熱膨脹。烘箱采用高密度石棉材料作為絕熱材料，外覆0.8mm厚波紋鋼板或鍍鋅板以使熱量流失減少到最低限度。烘干室端頭一側側門外設有旋轉多關節(jié)支架的探照燈。地面保溫板裝有地面輸送鏈支撐結構。烘干室通道上凡有檢查門處，均有40~45°扶梯。烘干爐通道為6m長的實體模段，運至施工現(xiàn)場進行焊接組裝。烘干室的入口和出口熱氣氣封由安裝在入口和出口部分的熱風管道組成，作為烘干室整體的一部分。新鮮空氣被排放前的熱廢氣（來源于烘干爐TAR燃燒爐）加熱到所需溫度，然后分為兩部分分別送入烘干爐的入出口。加熱后的新鮮空氣在送入噴漆室入出口時，之前需要過濾凈化；尤其是入口，以防止灰塵沾在涂層上，造成涂膜弊病。新鮮熱空氣在氣封區(qū)域的特殊位置將進入烘干室的冷空氣隔開，防止烘干室實體內含溶劑的高溫氣體在氣封段中的凝結。內部風道和端面入出口應仿形設計，和大的車身尺寸相匹配。烘干室入口帶自動和手動卷簾門。內部風道升溫區(qū)帶高溫過濾網(wǎng)、風嘴、風量調節(jié)的風道設在通道的兩側。對流型(供風管)供風管位于通道兩邊。升溫區(qū)、保溫區(qū)第一個換熱器段裝有空氣風嘴，風嘴前加高溫過濾，保溫區(qū)裝有調節(jié)閥。對流型(返回管)裝有可調節(jié)吸口的返回風管，安裝在通道兩邊底部。排風風管帶有可調節(jié)閥的排風風管安裝在通道下方兩側。熱氣風管在氣封區(qū)中，風管的安裝用來提供熱空氣，防止冷凝結，熱風帶裝有高溫過濾板和測量孔。循環(huán)空氣加熱（三元體）空氣加熱器，循環(huán)風機和循環(huán)空氣過濾器組成一個加熱和保溫系統(tǒng)（三元體換熱器），同時和燃燒供熱主風管及自動控制氣閥結合成整體，保證能容易地進入每個單獨的供氣組件。自動按要求程序自動控溫供熱?？諝膺^濾袋框要與框壓嚴，安裝方便，容易清潔，設有清潔用的人孔門，具有密封關嚴的功能。過濾網(wǎng)框前后設有壓差計。溫度測量和控制系統(tǒng)安裝在控制板內來控制循環(huán)空氣溫度。溫度限制開關用來防止超過預定的溫度。循環(huán)空氣加熱器壁板內表面要求平整、光滑、無尖、棱角，便于清潔。烘干室裝有新鮮空氣風機和新鮮空氣加溫、換熱器裝置，為熱風風管提供新鮮熱空氣。此裝置設有焚燒爐的天然氣間接加熱。溫度測量和控制系統(tǒng)通過一個自動控制閥來調節(jié)新鮮空氣量和溫度。新鮮空氣入口設有帶過濾箱體的袋式過濾器。5．排氣風機烘干室內危氣由排氣風機抽出，送入焚燒爐中，并通過換熱裝置后排到大氣中，達到國家排放標準，排氣溫度低于160~180℃。6．外部管道——排氣管高出屋頂5米（在屋面以上的管道材質為不銹鋼）——至熱氣密封的新鮮空氣風管——連接加熱器和烘干室通道的管道，烘干室外部的其它管道——所有風道配有清理門為維修方便，電泳烘干室必須在出口、入口段各設一臺45°的斜梯，其他烘干室設梯子、設門，所有門口裝帶多關節(jié)搖臂支架的探照燈。7．強冷室強冷室主體由鍍鋅鋼板組成，進口和出口處仿形端板，出口設自動開關卷簾門。風嘴布置采用杜爾最新結構，風嘴調節(jié)風向靈活可靠。新鮮空氣由風機從廠房外吸入，經(jīng)