CN111112026A - 卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，包括相对设置的固化装置和设置在固化装置的辐照窗处的卷材传动辊，所述固化装置包括与辐照窗相对设置的卧式电子束装置，所述金属卷材经一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材正面涂料后再经另一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材的背面涂料使得金属卷材的正反面涂料固化。通过上述方式，本发明前处理工艺采用电晕处理系统，高效环保无污染，零废液排放；涂层固化新工艺，无VOC排放，无需高温烘道，绿色高效节能；固化装置对涂层穿透性强，涂层厚度范围宽广，适应多种涂布需求。

Description

卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置及生产线

技术领域

本发明涉及卷材涂装领域，特别是涉及一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置及生产线。

背景技术

在包装材料制造行业，对材料表面喷涂的防腐涂层固化传统的工艺一直采用电加热烘干或UV紫外灯固化工艺。这种工艺方法工艺路线较长一般需要200米左右，需要较大的设备布置面积。同时电能消耗较高且涂料固化过程中释放出有机溶剂和光引发剂对环境产生较大的污染。

目前，国内金属卷材行业中已经装配有数千条辊涂涂装生产线，但这些涂装生产线都采用传统的循环热风加热烘道，所述烘道长度40-60米，加热区域温度分为4个区域：1区220℃、2区320℃、3区330℃和4区240℃；其中所使用的油漆中通常含有体积含量为60％以上的有害溶剂(如苯、酮类等)，它们释放的VOC(可挥发性有机物)对人体健康危害极大，同时对环境污染严重。

为了对其进行改进，人们进行了大量的深入研究，并取得了一些有益的改进，例如：中国实用新型专利CN201020229817.3公开了一种彩涂生产线，其工艺流程为：上卷小车→开卷机→开卷夹送辊→入口剪板机→转向夹送辊→汇聚夹送辊→双排缝合机→去毛刺辊→1#张力器→入口活套→纠偏装置→2#张力器→预清洗装置→刷洗装置→碱水清洗装置→1#水洗装置→2#水洗装置→热风干燥器→立式化涂机→立式固化炉→3#张力器→纠偏装置→初涂辊涂装置→初涂固化炉→水淬冷却装置→冷风干燥装置→-张力器→纠偏装置→印花装置→精涂固化炉→2#精涂辊涂装置→精涂固化炉→热覆膜装置→水淬冷却装置→冷风干燥装置→5#张力器→立式出口活套装置→纠偏装置→6#张力器→夹送辊装置→出口剪板机→出口夹送辊→卷取机→卸卷小车，通过该涂装生产线的使用，可以实现间接加热固化炉，从而避免了板面被污染。

中国实用新型专利CN201220425278.X公开了一种多功能彩涂生产线，所述生产线由下列设备依次连接：上料小车、开卷机、夹送机、剪切机、缝合机、1#张紧机、前活套、2#张紧机、1#对中机、化学预脱脂段、辊刷机、清水喷洗装置、热风烘干装置、化涂机、化涂烘干炉、风冷机、转向辊装置、底涂机、底涂固化炉、底涂风冷与水冷装置、转向辊装置、1#面涂机、1#面涂固化炉、1#面涂风冷与水冷装置、转向辊装置、2#对中机、转向辊装置、2#面涂机、2#面涂固化炉、2#面涂风冷与水冷装置、3#张紧机、转向辊装置、双辊对中机、压花机、印花机、涂布机、涂布固化炉、热覆膜机组、风冷与水冷装置、4#张紧机、后活套、5#张紧机、剪切机、转向夹送机、收卷机组、卸料小车；该生产线可以实现在一条生产线上完成多种工艺，具有良好的生产通用性和普适性。

传统金属卷材涂装线前处理系统污染严重，酸洗钝化后的处理液污染性极强；所用溶剂型涂料固化阶段VOC挥发严重，排废厉害，目前国家要收取排污费，企业负担加重，通过RTO装置焚烧，企业能耗太大。

现在国家已明文规定使用溶剂型油漆必须采取严格的环境保护和废水、废气的达标处理措施，近期又出台了对使用该类涂料加征消费税和严格控制使用的举措，这无疑给有关企业带来巨大的生产成本上涨压力。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置及生产线，能够对产品正反两面涂层固化的，占用厂房面积较小，广泛应用于卷材卷铝、马口铁、覆铜板等多种板材；前处理工艺采用电晕处理系统，高效环保无污染，零废液排放；涂层固化新工艺，无VOC排放，无需高温烘道，绿色高效节能；卧式双电子束辐照固化系统对涂层穿透性强，涂层厚度范围宽广，适应多种涂布需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，包括相对设置的固化装置和设置在固化装置的辐照窗处的卷材传动辊，所述固化装置包括与辐照窗相对设置的卧式电子束装置，所述金属卷材经一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材正面涂料后再经另一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材的背面涂料使得金属卷材的正反面涂料固化。

进一步的是，所述固化装置包括固定在箱体内的真空机组及连接管，卧式电子束装置包括压力容器和电子束扩散装置，所述压力容器经电子束扩散装置与真空机组及连接管连接。

进一步的是，所述压力容器内安装电子枪和加速管。

进一步的是，所述卧式电子束装置设置有屏蔽装置，所述产品传动辊设置有屏蔽装置。

进一步的是，还包括控制系统，所述控制系统经高压电源同时控制相对设置固化装置。

进一步的是，所述高压电源经电缆连接固化装置。

一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，包括开卷机、收卷机和固化装置，所述固化装置与上述任一项所述的固化装置相同。

进一步的是，包括电晕前处理机，所述开卷机与固化装置之间设置有电晕前处理机。

进一步的是，所述电晕前处理机包括带有入口和出口的机床，机床内安装上下对称的陶瓷电极和导向装置，机床上设有排风口。

本发明的有益效果是：本发明能够一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置及生产线，能够对产品正反两面涂层固化的，占用厂房面积较小，广泛应用于卷材卷铝、马口铁、覆铜板等多种板材；前处理工艺采用电晕处理系统，高效环保无污染，零废液排放；涂层固化新工艺，无VOC排放，无需高温烘道，绿色高效节能；卧式双电子束辐照固化系统对涂层穿透性强，涂层厚度范围宽广，适应多种涂布需求。

附图说明

图1是本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置的结构示意图；

图2是本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置的电晕前处理机的结构示意图；

图3本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置的实施例一的示意框图；

图4是本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置的实施例二的示意框图。

1、固化装置；2、辐照窗；3、卷材传动辊；4、卧式电子束装置；5、箱体；6、真空机组及连接管；7、压力容器；8、电子束扩散装置；9、屏蔽装置；10、控制系统；11、高压电源；12、电缆；13、开卷机；14、收卷机；15、电晕前处理机；16、机床；17、陶瓷电极；18、导向装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图4，本发明实施例包括：

一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，包括相对设置的固化装置和设置在固化装置1的辐照窗2处的卷材传动辊3，所述固化装置1包括与辐照窗2相对设置的卧式电子束装置4，所述金属卷材经一固化装置1前的卷材传动辊3固化金属卷材正面涂料后再经另一固化装置1前的卷材传动辊3固化金属卷材的背面涂料使得金属卷材的正反面涂料固化。

进一步的是，所述固化装置1包括固定在箱体5内的真空机组及连接管6，卧式电子束装置3包括压力容器7和电子束扩散装置8，所述压力容器7经电子束扩散装置8与真空机组及连接管连接6。所述压力容器7内安装电子枪和加速管。所述卧式电子束装置3设置有屏蔽装置9，所述产品传动辊3设置有屏蔽装置9。

进一步的是，还包括控制系统10，所述控制系统10经高压电源11同时控制相对设置固化装置1。所述高压电源11经电缆12连接固化装置1。

一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，包括开卷机13、收卷机14和固化装置1，所述固化装置1与上述任一项所述的固化装置1相同。

进一步的是，包括电晕前处理机15，所述开卷机13与固化装置1之间设置有电晕前处理机15。所述电晕前处理机15包括带有入口和出口的机床16，机床16内安装上下对称的陶瓷电极17和导向装置18，机床16上设有排风口。

如图3所示，本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线的实施例一：一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，金属卷材依次通过的开卷机、压带机、电晕前处理机、第一张力机、入口活套、底背涂机、固化装置、第二张力机、出口活套、过桥辊和收卷机，所述压带机与第一张力机的中间位置设置电晕前处理机。

如图4所示，本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线的实施例二：一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，包括金属卷材依次通过的第一开卷机、夹送机、第二开卷机、剪板机、焊机、压带机、电晕前处理机、第一张力机、入口活套、第二张力机、底背涂机、固化装置、出口活套、第一纠偏机、覆膜机、剪板机、过桥辊、收卷机。

所述在压带机和第一张力机之间8米的位置安装电晕前处理机，所述电晕前处理机包括带有入口和出口的机床，机床内安装上下对称的陶瓷电极和导向装置，机床上设有排风口。

所述第一开卷机、第二开卷机为四棱锥式液压涨缩结构且具有上下开卷功能，收卷机为八棱锥式液压涨缩结构。

所述金属卷材经过底背涂机后以自由悬垂的形式通过第一固化机。

所述精背涂机为正面快速换色的双色涂机，双头涂机为左右两侧对称设置，精背涂机的涂头均为二辊式结构。

所述收卷机上装配有EPC装置。

所述入口活套和出口活套均为立式张力活套。

所述底背涂机和精背涂机均具有顺涂和逆涂功能。

本发明的一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线工艺流程如下：

人工用天车将钢卷放置到固定鞍座上，上卷小车将钢卷托起并运输到第一开卷机卷筒上。第一开卷机卷筒涨径，使其与钢板内径涨紧，然后上卷小车再回到第一开卷机固定鞍座处，准备运送下一个钢卷。

第一开卷机的压辊压下，压住带钢头部，以免捆带松开时带头松开。第一开卷机的夹送辊导板升起到开卷位置，并伸出到带头处，第一开卷机点动将钢板沿夹送机的导板送入第二开卷机，第二开卷机的气缸压下，夹紧带钢头部，将带钢头部继续向前送至剪切机切头剪处。切头剪用以切掉带钢的头尾部废料。

准备好的钢板沿导板送入焊机位置处，焊机的主要功能是在入口段换卷操作时，在较短的时间内将生产线上前一个钢卷尾部与下一个钢卷头部焊接起来并使焊接处达到一定的强度和形状要求，以便生产线连续正常运行。

焊机后的钢板经压带机进入电晕前处理机，电晕处理是一种电击处理，它使承印物的表面具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的基材表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000V/m2)，而产生低温等离子体，使基材表面产生游离基反应而使聚合物发生交联.表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性-这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力。

经电晕前处理机电击处理生的钢板进入第一张力机，第一张力机与第二开卷机建立开卷段张力。经第一张力机随后带钢板进入到入口活套。

入口活套在正常情况下是充满的，当入口段在焊接停车时，通过活套提供钢板以保证辊涂工艺段的连续进行。入口活套在作业线全速运行时可提供约二分钟的套量。在开卷段钢板焊接完毕后，入口段高速运行，直接将入口活套充满钢板，然后入口段自动减速到与辊涂工艺段相同的速度。等下一次焊接时再重复充放套过程，入口活套出口设有一个双辊纠偏装置(3#CPC)，用以使钢带对中进入前处理段。

入口段设有一个操作台，其上设有入口段的设备控制按钮，以方便进行工艺参数的设置。

带钢从入口活套出来后进第二张力机，经底背涂机。底背涂机正反面可采用同种涂料，或不同涂料同时对钢板的正反面进行涂敷到带钢表面。正涂头背涂头均有气缸驱动的离合装置，在缝合头通过时可快速打开。

为了便于以后的维护和更换，所有辊涂机上的辊子为相同设计，所有涂辊均由电机通过减速机单独驱动，电机为交流变频调速，辊子能够正反转，以便进行正向或逆向辊涂。

钢板离开底背涂机后，以自由悬垂的形式通过固化装置。底背涂机采用具备正面快速换色的双头涂机，分左右两布置，实现在线快速换色功能。背面涂头为二辊式结构。涂完面漆的钢板进入固化装置进行固化，所述金属卷材经一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材正面涂料后再经另一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材的背面涂料使得金属卷材的正反面涂料固化。

出口活套正常运行时为空套，当出口段停机卸卷或分卷时，出口活套将工艺段的钢板储存起来，在出口段卸卷完毕或分卷完成后，出口段连续运行。当出口活套接近空套时，出口段和工艺段速度同步。活套出口设有一套双辊第三纠偏机。

带钢板从出口活套出来后，在检查台后设置覆膜机，目的是在彩板表面贴保护膜，以免彩板表面在加工过程中划伤，影响最终产品质量，目前家电用彩板一般要求贴保护膜。该装置在不需要时可以待用。覆膜机和过桥辊之间布置有一台剪板机，用于分切钢板和切掉焊接头。

钢板经过桥辊之后进入了收卷机。收卷机配有EPC装置，用于将钢板卷齐。当卷径或卷重达到设定值，卷取段将自动停机，切剪机将带钢剪断。卸卷小车将卷取机卷筒上的成品卷卸下，并运输到卷取机固定鞍座上或运送到称重鞍座上进行称重计量。再由人工天车吊走。

下一卷带钢的头部送到收卷机的卷筒上，经助卷器辅助缠绕数圈，建立卷取张力后，收卷机加速卷取，直到将出口活套拉空，出口段恢复到工艺段速度运行。

本发明的一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线的设备技术要求如下：

以满足生产工艺为前提，采用技术性能先进、成熟可靠的设备技术；

设置双开卷，开卷机卷筒采用四棱锥式液压涨缩结构，卷取机卷筒采用八棱锥式液压涨缩结构；

第一开卷机和第二开卷机具有上下开卷功能；

采用焊机连接带钢头尾；

入口及出口活套采用立式张力活套，套量自动控制；

所有张力机均为交流变频传动，带钢张力稳定，调节范围大；

底背涂机采用二辊式涂覆机，采用两辊式正涂头、两辊式背涂头，可实现在线正面快速换色，辊间间隙可通过位于涡轮蜗杆减速机上的压力计进行精确显示，底背涂机背涂头设置涂覆辊压辊装置，有效防止钢板边浪缺陷产生漏涂；

底背涂机和精背涂机具备顺涂和逆涂功能。

焊机的焊接接头位置检测及关键设备自动抬辊保护系统。

覆膜机为冷覆膜机，保护彩涂钢板表面。

设3套CPC和1套EPC，保证带钢稳定通过和成品卷取精度。

调速电机采用西门子全数字交流变频矢量控制。

机组采用西门子PLC进行工艺过程控制。

各工段恒张力控制及数字显示。

出口段设置称重鞍座。

出口段设置1台卸卷小车和1台钢卷运输车，可实现过跨放料。

机组出口设有翻钢机，便于实现立卷包装。

机组可进行在线传动及自动化、参数设定、监控及故障诊断。

本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置及生产线，可以连续高速涂布固化工艺，广泛应用于卷材卷铝、马口铁、覆铜板等多种板材。

前处理工艺采用电晕处理系统，高效环保无污染，零废液排放。

固化装置对涂层穿透性强，涂层厚度范围宽广，适应多种涂布需求。

本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线为绿色环保固化工艺的金属卷材涂装固化连续生产线；该生产线适用于卷钢、卷铝、马口铁、覆铜板等多种金属卷材的涂装固化，通过电晕前处理技术免除了原先酸洗钝化的高污染前处理系统，每道涂层经过几秒钟的固化，高效高速的达到优异的固化效果，摒弃了原先通过几分钟到十几分钟高温烘烤才可固化的长烘道模式，整体工艺高效高速，固化绿色环保。

本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料固化工艺的固化速度可以达到微秒级别。

本发明一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料固化工艺与传统工艺相比较工艺路线一般需要10米左右，能耗仅为传统工艺的十分之一，且为一种室温固化技术不需要在涂料中添加有机溶剂及光引发剂，产品固化过程中不在产生对环境污染的物质。整线绿色环保零排放，电晕前处理系统避免了传统的酸洗钝化等高污染环节，彻底根除废水废气的产生，中段固化段采用EB固化系统避免了传统的溶剂型高温烘烤涂料产生的大量VOC排放。整线高速运行，目前传统卷涂线只有170米左右的线速，我们可以高达400米线速，这是在速度上的大幅度的提高。整线智能高效，上下料采用智能机器人代替日趋昂贵的人工，整线涂布结束几秒内迅速固化，大大提高良率，同时整线采用多套涂布系统，更换涂料时做到不停机更换，更高效的满足生产需求。整线涂布使用的涂料为无溶剂高固含环境友好型体系涂料，从源头避免污染。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，其特征在于包括相对设置的固化装置和设置在固化装置的辐照窗处的卷材传动辊，所述固化装置包括与辐照窗相对设置的卧式电子束装置，所述金属卷材经一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材正面涂料后再经另一固化装置前的卷材传动辊固化金属卷材的背面涂料使得金属卷材的正反面涂料固化。

2.根据权利要求1所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，其特征在于：所述固化装置包括固定在箱体内的真空机组及连接管，卧式电子束装置包括压力容器和电子束扩散装置，所述压力容器经电子束扩散装置与真空机组及连接管连接。

3.根据权利要求1所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，其特征在于：所述压力容器内安装电子枪和加速管。

4.根据权利要求1所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，其特征在于：所述卧式电子束装置设置有屏蔽装置，所述产品传动辊设置有屏蔽装置。

5.根据权利要求1所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，其特征在于还包括控制系统，所述控制系统经高压电源同时控制相对设置固化装置。

6.根据权利要求4所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料装置，其特征在于：所述高压电源经电缆连接固化装置。

7.一种卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，包括开卷机、收卷机和固化装置，其特征在于：所述固化装置与权利要求1-6任一项所述的固化装置相同。

8.根据权利要求7所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，其特征在于包括电晕前处理机，所述开卷机与固化装置之间设置有电晕前处理机。

9.根据权利要求8所述的卧式双电子束辐照固化金属卷材涂料生产线，其特征在于：所述电晕前处理机包括带有入口和出口的机床，机床内安装上下对称的陶瓷电极和导向装置，机床上设有排风口。

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