矿用产品金属表面喷漆工艺方案探讨
摘要：矿用产品金属表面喷漆处理主要是为了解决矿用产品在使用过程中防止生锈，增强防腐能力使用的一种方法，而喷漆工艺方案可靠性能够保证漆面与金属表面间的附着力，以延长设备的使用寿命，另外喷漆前处理、喷漆、烘干的房间设计要满足生产能力要求，喷漆过程中的固废、漆雾等处理也要满足国家法律法规环境保护要求。

关键词：抛丸、喷漆、烘干、水性漆
一、喷漆工艺流程
1.金属表面喷漆工艺流程及排污节点：
2.工艺流程说明
（1）金属件：主要材料是A3钢板，根据实际需要制成箱体。

（2）抛丸：喷漆前对金属表面处理的过程，高压的钢丸以高速度和一定的角度抛射到待处理的金属表面上，让钢丸冲击工件表面，可以有效去除金属件表面的毛刺、氧化皮等，以利于漆料的附着，为喷漆工作做准备。

（3）调漆：金属表面喷漆处理选用的漆为：水性醇酸底漆、水性醇酸面漆和水性工程磁漆，这几种漆均用水进行稀释，与水的用量比例为5∶1，水性环氧底漆需要与固化剂配合使用，用水稀释，水性环氧底漆∶固化剂=6∶1，水性环氧底漆∶水=5∶1。

选择水性漆主要目的是为了保证环保要求。

根据产品需求，在喷漆前需将油漆与固化剂和水按照特定比例进行混合，调漆时间为30min/次，喷漆时间为1.5小时，调漆和喷漆均在喷漆房内进行。

（4）烘干：是指将工件表面的油漆加热固化成膜。

烘干过程是在烘干房内进行，房间侧壁上安装防爆石英加热管，加热方式为电加热，烘干房最高温度80℃，烘干时间为2小时。

其中可挥发的有机溶剂在烘干过程中挥发出来，烘干有机废气经引风口收集，通过初效过滤箱+三级干式系统+活性炭吸附+催化燃烧工艺处理后，由一根15m高的排气筒排放。

（5）成品：油漆烘干完毕后整个喷涂作业完成，得到成品。

（6）洗枪：喷漆时使用的喷枪随着工作时间的增长，油漆由于粘度大而粘在喷枪的枪口，容易使枪口堵塞，因此需定期清洗喷枪。

洗枪废液与涂料混合调漆后，重新回用于喷涂作业，不作为其他废物处理。

二、废气处理：
（1）抛丸粉尘
抛丸机采用密闭设备，负压操作，清理室大门关闭后开始启动抛丸器，抛丸粉尘采用MCC-4 型滤筒除尘器进行处理，经过满帘流幕式风选型丸渣分离器的分离，使丸渣得以分离，粉尘被吸入除尘器进行净化处理，碎丸、砂子、氧化皮等进入废料储斗，合格弹丸和部分小块杂物经再次筛分进入储丸斗以供循环使用。

（2）喷漆（含调漆）废气
设置喷漆房1 间，调漆、喷漆均在喷漆房中进行。

喷漆房密闭，上方送风（风量为17500m3/h），漆料混合和喷漆过程产生有机废气，废气通过排风口负压排风，喷漆房尺寸为9.0m×6.5m×2.5m（长×宽×高），体积为146.25m3，设计排风风量为20000m3/h，换气次数约137次/h，废气经排风口进入干式喷漆柜
过滤大部分漆雾，再经过初效过滤箱和三级干式系统，过滤掉细小漆雾和颗粒杂质，防止细小漆雾、颗粒杂质等进入到吸附净化装置系统，最后有机废气经过活
性炭吸附器吸附在活性炭内，废气得以净化，达标排放。

活性炭吸附饱和以后采
用热空气对活性炭脱附，脱附出来的高浓度废气进入催化燃烧器进行燃烧，处理
后的废气由一根15m高的排气筒排放。

（3）烘干废气
设置烘干房1 间。

喷漆后的金属件经推拉门运至烘干房，房间侧壁上安装防
爆石英加热管，加热方式为电加热，烘干房最高温度80℃，烘干工序在密闭车间
中进行，烘干和喷漆不同时进行。

烘干过程中原料中的挥发性有机物通过加热逸
散至空气中，烘干产生有机废气比例占原料中挥发性有机物的40%，故VOCs产生
量为0.00852t/a。

烘干房废气通过排风口（风机风量为20000m3/h，收集效率为98%）将烘干废气引至活性炭吸附装置和催化燃烧装置中进行处理，未被收集的
废气以无组织的形式排放。

活性炭吸附浓缩+催化燃烧一体化装置对有机废气的
去除率可77%，因此VOCs有组织排放量为0.00192t/a，排放速率为0.0096kg/h，排放浓度为0.48mg/m3，处理后的废气通过15m高排气筒排放。

三、喷漆工艺参数计算及设备选型
1.金属表面喷漆面积计算：
2.喷漆涂料需求量计算
根据喷涂面积和油漆厂家提供的各水性漆理论涂布率，依次计算出油漆使用量见下表。

选择水性漆主要目的是有利于环保达标要求，油漆成分及环保处理有专业机构设计，这里不再详细叙述。

其中水性醇酸底漆、水性醇酸面漆和水性工程磁漆均用水进行稀释，与水的用量比例为5∶1，水性环氧底漆需要与固化剂配合使用，用水稀释，水性环氧底漆∶固化剂=6∶1，水性环氧底漆∶水=5∶1。

3.喷漆零部件原辅材料消耗量：
4.设备选型
根据产能要求，金属表面喷漆处理所选设备如下：
5.劳动及工作制度
喷漆按照年工作100天，每天抛丸2小时，调漆0.5小时，喷漆2小时、烘干2小时设计，需要喷漆工作人员2人、抛丸1人，单班工作制。

6.抛丸、喷漆、烘干工作间设计
按照喷漆工艺要求，抛丸间、喷漆间、烘干间既要保证符合环保、安全要求，又要保证工作间方便工人操作施工，以及物料运输装卸。

喷漆房工作间面积设计如下：
a、抛丸间：全封闭，长9900mm，宽4500mm，面积44.55m2，
b、喷漆房：全封闭，长9900mm，宽6500mm，面积64.35m2，
c、烘干房：全封闭，长9900mm，宽3500mm，面积34.65m2，
其他公用工程，如供电、供水主要依托厂房附属设施设备，满足抛丸喷漆烘
干要求。

7.环保要求的储存间：
a、原料储存间：油漆、和固化剂存放于原料储存间内，占地面积11.5m2，
地面做混凝土防渗处理
b、一般固（危）废暂存处：占地面积1m2
c、漆雾环保要求按照国家大气排放标准实施，这里不再累述。

结束语：通过实际经验证明，上述工艺方案设计，能够保证金属表面喷漆处
理性能可靠，油漆附着力强，延长设备使用寿命等优点，同时保证金属零部件喷
漆生产能力要求。

通过对各类污染物排放及各类污染治理设施处理效率的监测，
废气、噪声等各项环保指标均达到国家相关标准及要求，环境保护设施调试运行
效果可靠。

五、参考文献
【1】王家胜、李云霞，《汽车喷漆中漆膜缺陷的处理》
【2】曾志斌，1994年第10期[3]《浅谈汽车喷漆》，《使用汽车技术》
【3】李侃， 2010年第021期《科技风》
作者简介:宋宇 (1994-)男，助理工程师，2017年毕业于沈阳工学院，现就职于中煤科工集团沈阳研究院有限公司，主要从事煤矿安全装备研究工作。