024浅谈涂装车间动能成本控制

浅谈涂装车间动能成本控制浅谈涂装车间动能成本控制 张国忠 奇瑞汽车有限公司 芜湖 241009 摘要摘要 本文围绕涂装工艺 涂装材料 涂装设备浅谈涂装动能成本控制 关键词关键词 工艺 材料 设备 动能成本 随着轿车市场竞争的日益加剧 提高质 量 降低成本是适应市场竞争的重要手段 涂装成本占整车制造成本中可控制成本的比 例较大 降低涂装制造成本已成为各大厂商 成本控制的重点 动能成本一般占整个涂装 制造成本 不含设备和厂房折旧 的 25 左 右 涂装一辆车动能成本年平均约 260 元 车 本文主要从涂装工艺 涂装材料 涂装设备 的角度 浅谈涂装车间的动能成本控制 一 涂装工艺一 涂装工艺 选择不同的涂装工艺 对涂装动能成本 影响很大 涂装工艺设计取决于油漆车身的 产品定义和质量要求 常见的较完整的涂装 工艺流程如图 1 所示 前处理 电泳 电泳烘干 强冷 粗密 封 底板防护 细密封 PVC 烘干 PVC 强 冷 电泳打磨 中涂人工擦净 鸵鸟毛自动 擦净机擦净 人工喷中涂 内表面 自动 涂装机喷中涂 外表面 检查补漆 晾干 中涂烘干 中涂强冷 中涂打磨 面漆人工 擦净 鸵鸟毛自动擦净机擦净 人工喷色漆 内表面 自动涂装机喷色漆 外表面 空气站自动喷金属漆 外表面 检查补漆 晾干 人工喷清漆 内表面 自动涂装机 喷清漆 外表面 检查补漆 面漆烘干 面 漆强冷 修饰 检查 装饰 喷蜡 送总装 车间 图 1 涂装工艺流程图 关于涂层结构目前概括起来主要有四种 豪华型涂层结构 电泳 18 20 m 中涂 30 35 m 色漆 18 25 m 清漆 35 45 m 普通型涂层结构 电泳 18 20 m 中涂 30 35 m 面漆 35 45 m 经济型涂层结 构 电泳 18 20 m 高效中涂 25 35 m 清 漆 35 45 m 节约型涂层结构 电泳 18 20 m 面漆 40 60 m 针对四种不同 的涂层结构 电泳打磨后工艺差别较大 对 设备的运行费用影响很大 比如取消中涂线 运行 适合于经济型和节约型涂层结构 动能消耗每辆车年平均可节约 60 元 车左右 另外 目前还有下列一些新工艺应用于 工业生产 1 中涂打磨后设水洗和烘干 中涂打磨后 通过毛刷辊和喷淋水洗进 一步洗净车身内外表面的灰尘和污物 然后 通过烘干去除车身内外表面残留的水份 目 前 国内有两条涂装线采用了此工艺 综合 效益有待验证 2 3C1B 三喷一烘 工艺 3C1B 工艺就是通常所说的湿喷湿三喷 一烘工艺 三道涂层一次烘干 可节约两次 烘干能耗 3C1B 工艺在轿车车身涂装方面 应用较少 在汽车用塑料件 如保险杆等 涂装方面应用广泛 3 双电泳涂层工艺 采用两次电泳工艺 用第二层电泳涂层 代替中涂 电泳相对中涂喷漆合格率高 材 料利用率高 不需给中涂喷漆室供排风 可 节约部分能耗 4 取消钝化工艺 目前欧美体系大多采用钝化工艺 有铬 钝化或无铬钝化 日韩系大多不采用钝化 工艺 若不采用钝化工艺 不仅可减少设备 投资和钝化材料费用 还可减少设备运行费 用 5 取消 PVC 烘干工艺 电泳打磨设在 PVC 线之前 完成粗密 封 车底 PVC 细密封后不烘干 直接进入 中涂线 6 两道中涂或两道清漆工艺 有些汽车厂中涂或清漆设两站湿碰湿喷 涂 增加中涂或清漆涂层膜厚 提高漆膜相 关性能 7 灌蜡工艺 国内大部分汽车厂家采用喷注蜡工艺 也有少数厂家采用灌蜡工艺 灌蜡能耗相对 较高 二 涂装材料 质量和成本的双重压力 使得材料供应 商在确保质量的前提下 不仅要考虑涂装材 料本身的成本 还要考虑主机厂的综合施工 成本 推动了成本节约技术在涂料开发及应 用方面的进一步发展 对于油漆材料 工艺 温度和工艺时间是影响动能消耗的最主要因 素 目前国内使用较多的低能耗材料主要有 下列几种 1 低温少渣磷化液 低温少渣磷化液磷化膜性能与常规磷化 液相同 工艺温度为 35 渣少 比常规低 25 左右 磷化液在同等条件下升温时间会 缩短 相应能耗会降低 2 低密度低烘烤阴极电泳涂料 目前国际上低温固化 低加热减量 低 VOC 挥发量型阴极电泳涂料已被广泛使用 烘干时间短 烘干温度低 目前常见的为 160 10min 但有车身钢板厂家建议涂 装过程中应设一工序温度达 170 有利于 车身钢板钢化和整体强度提升 若是必须的 电泳烘干温度定为 170 较为合适 3 与中涂一道烘干的 PVC 材料 目前这种材料在国际上已开始使用 国 内也有少数厂家使用 上海通用新厂就采用 这种材料 取消 PVC 烘干室 每台车可节约 15 元左右 4 低烘烤 烘干时间短的中涂面漆材料 这种中涂面漆材料开发应用的速度较快 目前已被广泛使用 目前 PPG BASF DUPONT KANSAI 等都可提 供这种涂料 5 适合于湿喷湿的材料 这种材料 3C1B 工艺广泛采用 取消一 道烘干可大大降低能耗 6 快干底漆涂料 这种涂料在塑料件涂装中应用较广泛 快干塑料件底漆喷涂不需烘烤 表干后可直 接喷涂色漆 三 涂装设备 涂装设备的规划 设计 选型 运行程 序编制等对动能消耗影响甚大 1 从规划上要考虑当地的能源供给现状和 发展趋势 能源种类的选择对涂装来讲主要是热源 目前主要有电 油 空混液化气 天然气 蒸汽等 使用这些热源的设备主要有空调送 风系统 烘干室 工艺加热或制冷设备等 规划时一定要结合当地的能源条件进行动能 成本分析 如奇瑞汽车有限公司涂装二车间 在选择烘干室的热源时 结合当时的状况及 西气东输项目进度 认真地进行了相关成本 分析 选择了热值与天然气相当的空混液化 气 要求燃烧器满足可直接切换成天然气的 要求 现已完成了直接切换 不需增加任何 费用 切换后 单车动能费用下降 25 元 相对电约下降 30 35 元 车 2 选择节能型 热能回收型的设备 涂装设备绝大数在生产过程中连续运行 选择节能型设备非常重要 涂装生产过程中 热能消耗较大 若能回收再利用 将可节约 部分动能 下面举例说明 前处理 电泳换热器应选择换热效率高 换热面积合适的 对满足槽液温度要求而消 耗的热质量影响较大 大型涂装线前处理 电泳机械化运输方式 主要有四种类型 积放式推杆链输送机 Power Free Chain 摆杆链式输送机 Chain Pendulum Conveyor 全旋反向浸渍 输送系统 RODIP System 多功能穿梭机 VarioShuttle 积放式推杆链输送机出入槽 角度为 30 摆杆链式输送机出入槽角度为 45 相对于全旋反向浸渍输送系统 多功 能穿梭机 摆杆链式输送机浸槽长度约长 30 体积约大 20 积放式推杆链输送机比摆杆 链式输送机浸槽长度约长 10 体积约大 10 槽体体积不仅影响化学品材料的消耗 还影 响泵等设备的运行成本 涂装车间对照度的要求非常高 用于照明 的电耗较大 选用节能型灯具非常必要 另 外不同工位或区域的照明合理分块控制对节 约用电也非常重要 烘干室废气的二次换热 烘干室废气在排放前若与新鲜空气进行 充分换热 排放温度可降到 160 通过直 燃或催化燃烧直接排放 一般排放温度在 320 左右 强冷室强冷风的来源一般有三种情况 车 间内 室外 室外与排风按一定比例 若采 用室外与排风按一定比例 在不同的季节选 择合适的比例 在维持车间内温度方面可节 约能耗 空调送排风系统中部分排风量回收使用 关于部分排风量回收利用余热 要针对 不同地区分析综合成本 特别是北方地区 冬季空调机组送风加热量非常大 若回收利 用部分排风量 可大大降低能耗 烘干室入口密封门 生产结束时 烘干室内有车需连续运行 为防止热风窜入晾干间和喷漆室 导致自动 灭火系统误报警或误喷 其供排风系统需继 续运行 若在烘干室入口设密封门 车全进 入烘干室后 密封门关闭 喷漆室和晾干间 供排风系统可提前关闭 3 设备运行程序对动能的影响 设备的运行程序 开关机时间 相互联 锁关系等对能耗影响较大 先可理论计算 通过生产实践积累经验数据逐步验证和优化 下面举例说明 设备开关时间的程序设定 大型流水生产线设备不同工段 工位 单台开关机时间的确定对动能消耗影响非常 大 如预脱脂 脱脂 磷化槽液升温时间 要积累不同生产班次不同气候条件下经验数 据 针对不同的具体条件设定合理的开关机 时间 电泳及电泳烘干室的开机时间 要考 虑到从前处理进车到车到电泳和电泳烘干室 入口的时间 原则上要求车到其入口 电泳 开始起动或烘干室温度刚达到工艺要求 中 涂面漆烘干室开机时间要考虑到从喷漆室进 车到车到烘干室入口的时间 原则上要求车 到其入口 烘干室温度刚达到工艺要求 生 产结束时 也要根据各工段的具体情况 来 寻求合理的关机时间 设备及时运行的设定 有些设备在有车时需运行 没车时不需 运行 若一直连续运行 将浪费动能 如前 处理 电泳部分喷淋系统可设定为有车