薄板预处理线的方案设计

薄板预处理线的方案设计摘要：钢材预处理是复杂的船舶制造工程的第一道工序。钢材在下料加工前进行表面抛丸除锈，并涂上一层保护底漆，可以提高金属构件的抗腐蚀能力，延长其使用寿命，同时还可以优化钢材表面状态，有利于钢材零件制造过程的生产管理。此外，由于加工前钢材形状比较规则，有利于机械化作业，提高清理工作的效率，减少工人的劳动强度和对环境的污染。因此，钢材预处理线是船舶制造企业的核心加工设备之一。钢材预处理线主要由上料辊道、下料辊道、辊道输送、预热室、抛丸机、自动喷漆系统、烘干室、除尘系统、漆雾过滤系统和有机废气治理系统、电控系统等所组成。按用途有钢板预处理线、型材预处理线和板材型材两用的预处理线。本文叙述的钢材预处理线，是广船国际有限公司为了克服6mm以下薄钢板预处理难题而特别设计的。关键词：薄板预处理线、方案设计1概述1.1建设目的根据广船国际的建设规划，新建了一条板材和型材两用的钢材预处理线，除了补充原有的钢材预处理产能不足外，还需要填补了6mm以下薄板的预处理能力的空白。1.2建设纲领薄板预处理线的建设纲领，按两班制作业，每班作业时间8小时，每年工作日250天；处理材料为船用A、B、C、D、E、AH32、AH36、DH32、DH36、EH36等级钢材；最大处理宽度为3500mm；钢板最大厚度为25mm，钢板最小厚度为4mm，单张钢板最大重量为12t；处理型钢最大高度为200mm；钢板最大处理速度为6m/min；钢板处理能力为20000张/年，型钢处理能力为40000根/年。

2薄板预处理线的设计方案2.1薄板预处理线的主要技术参数:项目位单技术参数及要求宽度mm1200〜3500钢板长度mm4000〜16000规格厚度mm4〜25单张钢板最大重量t12最大高度mm200单条最大宽度mm<600

长度mm4000〜16000排列宽度mm<3500u每批型材最大重量t12轨道输送变频调速范围m/min2〜6.5理速:板材：B级，板厚V6mmuN4板材：B级，板厚N6mmN6U型材：B级N4除锈质量等级ISO8501-1:1988BSa2.5级

表面粗糙度Um30〜75漆膜厚度Um15〜25处理材质及强度范围船用A、B、C、D、E级钢板及AH32、AH36、DH32、DH36、EH36钢1规格：00.8—01.5mm磨料_0钢丸硬度HRC:40—50丸粒是多种直径的丸粒和钢丝丸的混合状态能1压缩空气耗量m3/min~16000压缩空气压力范围MPa0.5〜0.7

天然气耗量m天然气耗量m3/h~155天然气压力范围MPa0.07〜0.09总长1□|~198最大高度（地面以上）二m87002.2方案计算据船舶设计资料统计，豪华客滚船所使用的钢材，钢板平均尺寸为14mX2.6m，型钢平均长度14m，对角线平均长度180mm。按建设纲领，每年需要处理钢板面积为:20000张X14mX2.6mX2=1456000m2；每年需要处理型钢40000根，折合面积为：40000根X14mX0.2mX2=224000m2。每年需要处理钢材面积合计1680000m2。按本薄板预处理线的处理速度，年处理量为:250X8X60minX4m/minX2.6mX2=2496000m2。按设备利用率为70%计算，实际年处理量为：2496000m2X65%=1747200m2,>1680000m2。结论：薄板预处理线的运行速度和宽度，可满足生产的要求。2.3抛丸器的选择本设计采用原装进口德国维尔贝莱特的抛丸器，按该抛丸器的技术参数，当处理B级板时，所需抛丸量约为120kg/m2，钢板时辊道运行速度最快为6m/min，钢板宽度为3.5m，则：钢板除锈速度为3.5mX2X6m/min=42m2/min除锈所需弹丸量为120kg/m2X42m2/min=5040kg/min弹丸利用率按90%计算，实际弹丸消耗量为：5040kg/min：90%=5600kg/min抛丸室上、下两面按各布置8台抛丸器计算，每个抛丸器的抛丸量为：5600kg/min：16=350kg/min因此选用Turbine7.x-EM抛丸器，最大抛丸量为370kg/min。16台抛丸器需要分为两组，即前后两个抛丸室，每个抛丸室上、下各装4台抛丸器。每个抛丸室有独立的丸料处理系统、除尘系统等，更有利于预处理线适用于各种不同的工况。2.4丸料循环系统的计算每个抛丸室的总抛丸量为370kg/minX60X8=177.6t/h，为保证丸料的正常运转，斗式提升机、螺旋输送器、丸尘分离器等，均采用Q=200t/h。2.5烘干室长度的计算烘干室温度一般在65°C左右，漆膜在烘干室要达到指干状态，大约需要2.5分钟。因此可确定烘干室的长度为：6m/minX2.5min=15m主抛丸室除尘风量计算L=aa、丽二4X1X1，而立声=679(m3/min)fmin式中：L每分钟的排风量a通过式为3.5~5.0气去氧化皮为1.0V为室体容积，约80m3N为抛丸器总公率，45KwX8台Q=60L=40740(m3/h)尾吹风机9-19NO6.3A22Kw，约4600m’/h尾吹风机9-19NO6.3A18.5Kw,约3900m’/h丸尘分离器的除尘风量约3500m3/h除尘器总除尘风量：40740+4600+3900+3500=52740(m3/h)除尘器管道设计总长度约30m,按照管道8Pa/m阻力，除尘器阻力1400pa,旋风体的阻力800pa,总阻力损失约为2440pa。根据以上计算可得，选用80滤筒的滤筒式除尘器，除尘风量53000m3/h。配用4-72NN2C风机，风量为53978m3/h，全压为2746Pa，配用电机型号为Y280S-4，功率为75Kw。2.7喷漆小车的选择根据美国固瑞克喷漆枪的技术参数，配合预处理线的宽度和生产速度，上下喷漆小车各安装2把固瑞克206513喷漆枪，配用XHD821喷嘴。喷嘴高度400mm,雾幅宽度400mm,喷漆小车行程5000mm，漆膜幅宽约600mm。喷漆方式“喷1停1”，则每分钟小车应覆盖面积3.5X6=21(m2)每分钟小车往返次数21：(0.6X3.5)X2=20(次/分)则小车线速度为：20X5m=100m选定小车变频调速，调速范围30〜120m/min在生产中可根据不同的工况，选择不同的喷漆枪流量、不同的雾幅宽度的喷嘴、不同的小车速度和不同的喷漆方式，达到调整漆膜厚度的目的。2.8喷漆泵的选择每把固瑞克206513喷漆枪，配用XHD821喷嘴，油漆的流量2.15L/min。每次4把枪喷漆同时工作时，油漆的流量2.15X4=8.6(L/min)。考虑其他综合因素，故选择漆泵型号为：XM50(流量11.4L/min)。2.9漆雾处理排风量的计算喷漆室的体积约37m3，每分钟换气次数约5次，风量Q=37X5X60=11100(m3/h)烘干室的体积132m3，每分钟换气次数约1.5次，风量Q=132X1.5X60=211880(m3/h)漆雾处理排风量。=Q+Q=11100+11880=22980(m3/h)2.10有机废气处理装置的改进在此之前，广船国际所有钢材预处理线的有机废气处理装置，都使用活性炭吸附和催化燃烧的处理工艺。由于本预处理线生产速度比较快，同时使用的喷枪数量也较多，产生的有机废气浓度比较高，瞬间可超过2500mg/m3。有机废气浓度越高，使用吸附工艺的可靠性越低，因此，本装置选用RTO处理工艺。RTO处理风量为25000m3/h。2.11除尘工艺的改进滤筒除尘器在清理行业使用非常普遍，但是有成本高的缺点。2011年在中山公司钢材预处理线上，我们首创地在滤筒除尘器前端串联了一套旋风除尘器，经过多年实践验证，达到降本的目的。因此本设计继续使用这种组合，选用性能更优旋风除尘器并优化管路。在漆雾过滤环节，为了延长RTO蓄热体的使用寿命，除了在喷漆室使用过滤棉、优化了气流组织外，在RTO前端使用了两级滤筒除尘器，增加了两级过滤，过滤精度为0.3umo3结束语本薄板预处理线于2019年9月底验收合格，同年10月交付使用。根据生产部门的统计，2021年全年度预处理钢板、型钢合计2012928m2超过了项目的建设纲领，但仍未达到最大的产能，仍然有比较大的产能储备。结论：