Технология

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОЦЕССУ ГОРЯЧЕГО ОЦИНКОВАНИЯ

Первой стадией технологического процесса является доставка металлоконструкций для оцинкования и входной контроль. Доставка металлоконструкций для оцинкования может производиться как автомобильным, так и железнодорожным транспортом.

Для входного контроля желательны электронные автомобильные весы для взвешивания металлоконструкций. Входной контроль поступающих металлоконструкций осуществляется согласно ГОСТ 9.307–89. После входного контроля должен быть определен дальнейший маршрут продукции для оцинкования: или непосредственно на участок навески изделий на траверсы, или, при необходимости, на участок предварительной подготовки поверхности металлоконструкций, где по результатам входного контроля может происходить очистка (пескоструйная, дробеструйная и т. п.), а также дополнительная механическая обработка (сверление дополнительных технологических отверстий, доводка нахлёсточных соединений, зачистка сварных швов от шлака и т. д.).

Операция навески изделий на траверсы осуществляется вручную. Изделия на участок навески могут подаваться автопогрузчиком, мостовым краном или др. способом. Для навески изделий на траверсы необходимо предусмотреть регулируемые по высоте подъемники — один комплект и более. После навески изделий на траверсу, траверса мостовым краном перемещается на накопитель, или непосредственно на участок химической подготовки поверхности.

На операцию обезжиривания траверсы с металлоконструкциями подаются мостовым краном. В ванне обезжиривания с поверхности изделия должны удаляться жиры, масла и др. загрязнения. Раствор ванны обезжиривания должен состоять из кислотного обезжиривателя и воды, при температуре раствора 35–40°С. Поставщика обезжиривателя Заказчик определяет сам. Обезжиривание производится методом погружения изделия в раствор на 5–60 мин. в зависимости от степени загрязнения изделия. Для операции обезжиривания необходимо предусмотреть одну или более ванну, которая должна заполняться и корректироваться при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Операция травления применяется для удаления с металлоизделий ржавчины и окалины. Раствор в ванне травления состоит из 50% воды и 50% НС1 (33%). Температура раствора должна быть 15–20°С. Травление производится методом погружения металлоконструкции в раствор на 30–90 мин в зависимости от количества ржавчины и окалины на поверхности изделия. Для операции травления необходимо предусмотреть необходимое количество ванн, которые заполняются и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Промывка металлоизделия после травления осуществляется в ванне промывки в воде комнатной температуры путем погружения изделия в ванну и извлечения его без задержки. Технологический процесс предусматривает одну ванну для промывки после травления.

Флюсование применяется для удаления с поверхности изделия тончайших пленок окислов, солей железа и углеродсодержащих загрязнений. Флюс активирует поверхность, подлежащую оцинкованию, обеспечивая связь между основным металлом и цинковым покрытием. Раствор ванны флюсования готовится на месте при помощи солей, или приобретается готовый в жидком виде. Температура раствора в ванне флюсования составляет 45–65°С. Флюсование производится путем погружения изделия в ванну на 5 мин. Технологический процесс предусматривает одну ванну флюсования, которая заполняется и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

После флюсования изделие направляется в сушильную камеру с передвижным цепным транспортёром, перемещающей траверсу внутри сушильной камеры. Во время передвижения происходит полное удаление влаги с поверхности и нагрев изделия. Температура в сушильной печи 100–120°С.

На операцию оцинкования траверса с металлоконструкциями доставляется с последней позиции сушильной камеры мостовым краном в печь оцинкования. Оцинкование производится путем погружения изделия в расплав цинка. Данный процесс можно разделить по времени на стадии:

1. Погружение изделия в расплав цинка.
2. Выдержка до полного выгорания флюса и до выравнивания температуры изделия и расплава цинка.
3. Изъятие изделия из расплава цинка.

Состав ванны оцинкования: желательно Zn — 99,99%. Могут добавляться лигатуры алюминия, никеля и др. в количествах, обеспечивающих наилучшее качество оцинковки согласно самым современным требованиям. Температура расплава — 450°С. Общее время погружения изделия в расплав в среднем составляет 5–10 мин. Технологический процесс предусматривает одну ванну оцинкования, которая заполняется и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Охлаждение изделия непосредственно после оцинкования производится в ванне с горячей водой. Температура воды 60–80°С.

После охлаждения необходимо проводить визуальный контроль и замер толщины покрытия. Контроль качества покрытия осуществляется согласно ГОСТ 9.307–89.

При неудовлетворительном качестве покрытия изделия необходимо направить на участок химической подготовки поверхности и опустить в ванну расцинковки. Раствор в ванне расцинковки аналогичен раствору в ванне травления. В ванне расцинковки должен происходить процесс стравливания цинка, после чего должен производиться полный цикл повторного оцинкования.

После проведения контроля покрытия, траверсы с изделиями мостовым краном необходимо переместить на участок снятия готовой продукции. После снятия с траверс металлоконструкции погрузчиком или мостовым краном транспортируются на склад готовой продукции, где сортируются и упаковываются для дальнейшей отправки Потребителю.

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ УЧАСТКАМ

• Участок предварительной химической подготовки металлоизделий

Участок предварительной химической подготовки металлоизделий может быть изолирован от остального производства защитной, химически стойкой конструкцией типа «короб», или каждая ванна может быть закрыта полипропиленовой крышкой. Приямок для установки ванн предварительной химической подготовки, согласно технологического процессу, футерован полипропиленом. Привод дверей входа/выхода «короба» выполнен в химически стойком исполнении.

Для наружного наблюдения за процессом необходимо предусмотреть смотровые окна по периметру «короба» и входные двери для обслуживания участка травления и оборудования, расположенного внутри защитного «короба».

В защитном коробе необходимо предусмотреть систему освещения в химически стойком исполнении. В «коробе» обеспечивается постоянное разрежение с помощью циркуляционного вентилятора. Число оборотов вентилятора может регулироваться автоматически в зависимости от создаваемого разряжения. Все оборудование «короба» выполняется в кислостойком исполнении.

Участок предварительной химической подготовки металлоизделий должен обеспечивать безопасную работу обслуживающего персонала, между ванными должны быть кислотостойкие площадки, а под ними специальные отсосные трубы, обеспечивающие отсос любых стекающих капель кислоты с перемещающихся металлоконструкций. Капли кислоты, а также агрессивный воздух из химических ванн при помощи специальных кислотостойких вентиляторов и трубопроводов попадают в очистительные установки, где после очистки чистый воздух удаляется в атмосферу, а частицы кислоты возвращаются в техпроцесс.

Для подготовки поверхности металлоконструкций перед оцинкованием технологический процесс предусматривает проведение на данном участке следующих технологических операций:

• обезжиривание;
• травление;
• промывку;
• флюсование.

Все ванны предварительной химической обработки имеют металлический каркас, футерованный полипропиленом толщиной 20 мм.

Все ванны заполняются и корректируются при обязательном участии химика-технолога предприятия.

Рабочая температура ванн травления, промывки и расцинковки должна быть 20°С, ванны флюсования в пределах 45–65°С, ванны обезжиривания в пределах 35- 40°С.

Нагрев ванн флюсования и обезжиривания обеспечивается отводящими газами от печи цинкования через теплообменник с помощью змеевиков. Управление процессом нагрева ванн осуществляется в автоматическом режиме.

Заполнение и корректировка ванн водой должна происходить посредством кислотостойких трубопроводов как от ванны промывки, так и водой, прошедшей через фильтр кислотных испарений.

Для хранения 32% соляной кислоты необходимо оборудовать химически изолированный и футерованный полипропиленом приямок для установки централизованной станции из 3 емкостей со стенками из кислотостойкого пластика, необходимой вместительности.

Перемещение траверс с металлоконструкциями осуществляется радиоуправляемыми мостовыми кранами необходимой грузоподъемности в химически стойком исполнении.

Высота до подкрановых путей может варьироваться в зависимости от максимальных габаритных размеров металлоконструкций, подлежащих оцинкованию, или габаритами имеющегося производственного помещения.

Экологические требования предельно допустимых концентраций должны обеспечиваться в том числе путем применения эффективных систем фильтрации. Количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу после установок фильтрации, не должно превышать установленные законодательством нормы ПДК. В технологическом процессе раствор флюсовация должен подвергаться непрерывной очистке автоматической установкой очистки флюса.

• Участок сушки металлоконструкций

Для сушки металлоконструкций применяется конвейерная сушильная печь с высокотемпературным конвейером, который должен обеспечивать перемещение траверс внутрь печи с участка химической обработки на участок оцинковки.

Для нагрева изделий до температуры 100–120°С может использоваться тепло отводящих газов от печи оцинкования через рекуператор, а так же применяться индивидуальная газовая горелка и термостойкий вентилятор большой мощности.

Для равномерного нагрева металлоконструкций предусмотрен распределительный трубопровод нагрева камеры сушильной печи.

Сушильная печь находится в бетонном приямке, футерованным огнеупором.

Траверсы с изделиями на первую позицию сушильной камеры подаются мостовым краном, а потом перемещаться самостоятельно цепным транспортером.

В конструкции сушильной камеры предусмотрены две изолированные крышки пенального типа выхода/входа траверс, расположенные в верхней части сушки.

Контроль температуры сушильной камеры и система автоматического поддержания горения контролируются автоматически.

• Участок оцинкования

Участок оцинкования состоит из высокоскоростной печи с импульсным нагревом, ванны оцинкования, продольного защитного короба паров оцинкования, дымоулавителя с фильтрами для улавливания паров оцинкования и ванны охлаждения.

Ванна оцинкования изготовлена из высокоуглеродистой листовой стали толщиной 50 мм. Температура расплавленного цинка должна быть 450°С.

Для установки ванны оцинкования предусмотрена жесткая система фиксации стенок ванны относительно стенок печи.

При работе печи оцинкования в «ночном» режиме рекомендуется накрывать ванну изоляционной крышкой недеформируемой конструкции.

Для откачки расплавленного цинка из ванны оцинкования предусмотрен электрический насос необходимой производительности. Высокоскоростная печь с импульсным нагревом обеспечивает температуру расплавленного цинка в ванне оцинкования 450°С и регулируется автоматически, а нагрев осуществляется горелками, расположенными в торцевой части печи цинкования. Расположение горелок обеспечивает хорошее удержание температуры по высоте ванны, для достижения высокого качества оцинкования. Стены металлического каркаса печи имеют модульную изолирующую систему из керамических волокон высокой плотности, обеспечивающих максимальное удержание тепла.

Печь оцинкования может находиться в термоизолированном приямке.

Печь оцинкования имеет системы защиты от перегрева.

Вентилятор подачи воздуха к горелкам имеет автоматическую регулировку.

Отработанные газы от печи оцинкования направляются в систему возврата тепла с теплообменником газ/вода и могут использоваться как для нагрева ванн предварительной химической подготовки, так и/или для сушильной камеры.

Продольный защитный короб для улавливания паров оцинкования может быть неподвижно закреплен на кран балке и перемещаться вместе с ней и подвешенной траверсой от сушильной камеры до ванны цинкования, или стационарно позиционироваться над печью цинкования.

Конструкцией предусмотрена специальная система отсоса воздуха.

Внутренняя поверхность короба изготовлена из жаропрочной листовой стали и имеет гладкую поверхность. Внутреннее освещение короба выполнено в жаропрочном исполнении. Продольный защитный короб имеет модульную сборно-разборную конструкцию.

Ванна охлаждения изготовлена из легированной стали со стальными опорными рамами. Необходимо предусмотреть использование горячей воды для технологических целей. Ванна охлаждения должна быть расположена в гидроизолированном приямке.

Перемещение траверс с металлоконструкциями на участке оцинкования осуществляется радиоуправляемыми кран-балками необходимой грузоподъёмности.

В процессе опускания траверсы с изделиями в ванну оцинкования может автоматически включиться вентиляционная система для удаления паров оцинкования фильтр «белых дымов».

После полного погружения изделий в ванну оцинкования открываются боковые «шторки» продольного короба печи оцинкования для сбора цинковой золки с поверхности ванны, затем траверса с изделиями должна быть поднята над ванной для стекания и стряхивания цинка ручными приспособлениями.

После этого, траверса с изделиями помещается (при необходимости) в ванну охлаждения.

Траверсы с изделиями из ванны охлаждения мостовым краном перемещаются на участок разгрузки.

Экологические требования предельно допустимых концентраций обеспечиваются фильтрами для улавливания белых дымов. Эффективность очистки соответствует нормам ПДК, принятыми в РФ.

• Участок навески/съема и складирования металлоконструкций

На участок снятия с траверс изделия транспортируются мостовым краном или автопогрузчиком. На участке предусмотрен подъёмник подъема/опускания траверс. Траверсы на подъёмник устанавливаются мостовым краном необходимой грузоподъемности.

После снятия, изделий траверса перемещается на самоходную тележку.

Тележка транспортирует пустую траверсу на участок подготовки поверхности металлоконструкций.

На площадку складирования готовые изделия могут перемещаться мостовым краном или автопогрузчиком.

Участок может быть предназначен для предворительной механической очистки поверхности металлоконструкций перед химической подготовкой, также доработки металлоконструкций согласно ГОСТ 9.307–89.

• Участок предварительной подготовки поверхности

Участок может быть оснащен сварочными полуавтоматами, переносными сверлильными и фрезерными станками с магнитным креплением, электродрелями, радиальными и торцевыми шлиф-машинками.

Передача металлоконструкций на участок может производиться автопогрузчиком или мостовым краном.

Предельно допустимые концентрации паров соответствуют нормам ПДК, принятым в РФ. Эмиссия в газообразных неорганических хлористых соединениях, указанных как хлористый водород, соответствует Российским нормам и правилам EN.

• Экологические требования. Очистные сооружения

Предельно допустимые концентрации паров оцинкования в виде пылевидных эмиссий обеспечиваются путем применения дымоулавителя паров оцинкования (фильтра «белых дымов»). Эффективность улавливания составляет не менее 99%. Пылевидные эмиссии в отработанном газе соответствуют Российским нормам и правилам.

Раствор флюсования непрерывно очищается автоматической установкой очистки флюса в замкнутом цикле.

Вода из ванны промывки используется для пополнения ванн травления.

В технологическом процессе обезжиривания используется обезжиривающий раствор, который не насыщается маслами и обеспечивает работу ванн обезжиривания в замкнутом цикле.

• Автоматизация технологического процесса

Технологический процесс годготовки поверхности перед оцинкованием может быть автоматизирован. Заданные программой режимы отражаются на дисплее и автоматически регулируются. В технологическом процессе оцинкования используется автоматическая система управления для контроля и восстановления заданных температур в ванне оцинкования и сушильной печи. Система имеет соответствующие дисплеи для управления печью цинкования, системой восстановления тепла и системой нагрева ванн.

Для расплава цинка в ванне оцинкования предусмотрена программа для управления горелками печи оцинкования.

Обеспечение постоянной заданной технологическим процессом температуры в ваннах химической подготовки осуществляется автоматической системой регулирования. Заданные и фактические температуры отображаются на дисплее и автоматически регулируются.

Для непрерывного удаления железа из ванны флюсования и поддержания уровня рН в заданном режиме применяется установка автоматической очистки флюса.

Поддержание заданной температуры (100–120°С) в сушильной камере автоматически регулируется системой управления автономной газовой горелкой.

Вентиляционная система продольного короба печи оцинкования автоматически обеспечивает максимальную производительность при опускании изделий в ванну оцинкования.

Для осуществления общего временного контроля за процессами предварительной подготовки в ваннах линии оцинкования, предусмотрена установка сенсорного дисплея, на который выводится текущие показания от ванн.

В случае возникновения внештатной ситуации предусмотрена подача звукового и светового сигналов на каждом участке, а так же вывод на сенсорный дисплей информации о месте возникновения внештатной ситуации и алфавитно-цифрового кода внештатной ситуации.