发明内容
本实用新型旨在解决上述现有技术存在的问题和不足,提出一种能够实现绿色环保、真正达到清洁生产工艺要求,能满足高端装备制造液压、气动流体传送,精密无缝钢管多规格、多品种符合各种技术条件电镀锌工艺流程的全自动专业生产线。
为了实现上述目的,本实用新型提出一种精密细长钢管电镀锌全自动清洁生产线,所述生产线包括:
在生产车间内建造的全密封能保证形成负压的车间;
位于车间内按全部工艺流程集成布局实现镀锌功能的槽体,所述槽体按照工艺流程依次包括:热脱脂、超声波脱脂、多道水洗、盐酸酸洗、硫酸酸洗、多次水洗、喷淋水洗、电解清洗、超声波清洗、多道水洗、表面活化、多次水洗、中和、电镀锌、多次水洗、超声波水洗、出光、水洗、交换、三价钝化、表面转化钝化膜(五彩、军绿、墨锌)、水洗、喷淋水洗、加热水洗、封闭、吹干、烘干;
实现上述工艺流程的各功能槽体具有耐酸碱,足够的强度等特性,其尺寸长、宽、高根据工件的长度及要求功能和挂具结构而定,尤其是工件在挂具上呈帘式布局,具有较大的高度(深度),各工艺槽体均具有加固结构处理;上述各种功能的槽体按工艺流程次序横向依次排列,生产线全场约60米;
本实用新型在生产线槽体的上方布置了专用具有双升降功能的悬挂式龙门行车共四台,用以完成吊装电镀飞巴组合、工件沿水平工序方向的移动及准确的升降将飞巴组合体及工件准确放入或提出各工艺槽体。
该龙门行车是完成全自动生产线电镀锌工艺流程,按设定的节拍将工件转运定位的执行装置,该龙门行车沿生产线水平导轨架设固定在车间上方;行车全部将用拼装结构用螺栓固定,螺栓具有足够的强度、刚度;水平及升降运动定位有电磁、光电感应行程开关,龙门行车的升降速度为5~18m/min,水平速度为5~30m/min;提升及行走均由电机、减速机、移动机构、制动器组成,行走设置限位轮;装置设检修平台及护栏,以及应急手动控制箱;装置在镀锌和表面形成五彩、军绿、黑锌钝化膜各工位时可根据工艺要求实现摆动、呈上下抖动功能,以保证镀锌均匀和吊具支撑接触实线部分的镀层无缺陷。
本实用新型全自动生产线为实现清洁生产,实现封闭车间达到负压水平设计了强大的收集排风系统,在生产线热脱脂、超声波脱脂、酸洗及酸洗后的头道水洗、电镀锌等集中产生酸、碱等有害气体的工序槽;沿槽体上方边缘设有近似方形的集气管,其双侧面间断开设方孔以收集从槽体中蒸腾出来的废气,同时进入工艺槽的工件吊装飞巴上由沿整个槽长方向人字形罩以收集废气并引入集气支管,该收集方管两端分别与集气支管路相连并进一步与更大直径的管路连接,在车间上方间断布置集气罩并收集支气相连通调节闭连主排气管,在强大的引风机抽吸下通过除酸、除碱及其有害气体的处理后,完全无害无味才可排入大气,密闭车间的排风装置足够强大保证形成负压状态;
本实用新型能够满足全自动生产线功能的给水功能及达到清洁生产、绿色环保要求的排水及废水处理系统,给水部分包括供自来水和纯净水两种通过的供水管路以及管路上的电磁开关阀与各工艺镀锌槽连通;另为了实现各工艺槽体内液体的搅拌需引入压缩空气系统,该系统设置了打气管路,并通过电磁阀与各需要的槽体连通打气管沿槽体的长布置与槽内在管上间隔开孔以便相槽体废液打气搅动液体的作用;排水系统主要是已超出使用标准的废液,主要是碱性加温废水,含铬(三价)废水、含酸废水、含碱废水经电磁二通阀打开通路后集中排入废水中和化学处理装置并进一步引入生产线外的生化处理进一步处理,直到完全达标后方可排放;由于量较少,处理后的中水一般用于厂区绿化或专用排水管排出、废渣经压滤机处理后,完全固化干燥的无害废渣按规定交由专业公司处理。
本实用新型系统在热脱脂槽以及需要有温度控制要求的槽内均设有不锈钢加热管;在烘干工序有燃气加热送风装置;
本实用新型系统在电镀锌工序对电镀液有强制冷却制冷系统;
本实用新型设有电解熔锌槽,熔锌槽用以保证电镀溶液的锌离子;
本实用新型有相适应的直流电源供电系统;
本实用新型实现全自动生产控制的监控操控有实时计算机对温度、位置、时间、电流、电镀液、浓度成份等的数据采集处理及程序控制系统以及生产作业全场景有适时显示监测屏;
本实用新型进出工件是在人工辅助挂装上料、卸料完成的其余进出封闭的负压车间是自动完成的;
本实用新型工作过程超出控制参数及故障有提示及报警功能及特殊故障的总停功能。
附图说明
图1为精密细长钢管电镀锌全自动清洁生产线工艺流程及工作槽布局图;
图2为精密细长钢管电镀锌全自动清洗生产线车间截面及双升降悬挂式龙门行车及挂具工件、槽体位置关系的工作视图;
图3为悬挂式双升降龙门行车俯视图;
图4为悬挂式双升降龙门行车侧视图;
图5为废气收集排放处理系统(负压环境)示意图;
图6为废气收集系统沿行车断面侧视图;
图7为给水以废水排放处理系统示意图(包含电镀锌整流电源电解熔锌槽);
图中:
1-1热脱脂槽;1-2超声波脱脂槽;1-3水洗槽;1-31喷淋水洗槽;1-41盐酸酸洗槽;1-42硫酸酸洗槽;1-5高位水洗;1-6终端电解槽;1-7超声波水洗槽;1-8活化槽;1-9中和槽;1-10镀锌槽;1-11出光槽;1-12离子交换槽;1-13三价钝化槽;1-14五彩钝化槽;1-15军绿钝化槽;1-16黑锌钝化槽;1-17热水洗槽;1-18封闭槽;1-19烘干箱;1-20进料车;1-21出件车;1-22控制台;
2-1密闭车间;2-2悬挂式双升降龙门行车;2-3飞巴组合;2-4导轨;2-5阴极吊具;2-6工件;2-7槽体;
3-1行走动力系统;3-2检修平台;3-3顶梁结构;3-4侧壁结构;
4-1双提升装置;4-2左右移动装置;4-3吊钩
5-1废气集中产生的工艺槽;5-11双侧开孔废气收集矩形管;5-2主风管;5-3酸性处理塔;5-4碱性处理塔;
6-1侧风收集管;6-2集气罩;6-3槽端支风管;6-4顶棚支风管;6-5主风管;6-6调节阀;
7-1自来水给水系统;7-2纯水给水系统;7-3供气系统;7-4碱性加温废水排水管;7-5 含铬废水排水管;7-6含酸废水排水管;7-7含碱废水排水管;7-8废水综合处理装置;7-9 给水二通电磁阀;7-10排水二通电磁阀;7-11进气电磁阀;7-12生产线整流电源供电系统;
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的一种精密细长钢管电镀锌全自动清洁生产线,如图1~图7所示,包括:
密闭的生产车间2-1,如图2所示;
位于所述生产车间2-1内布置的生产工艺槽体,如图1所示,共45个,按生产工艺流程从左至右依次相联排列,按其功能编号依次为:2个加热功能的热脱脂槽1-1,1个超声波脱脂槽1-2,21个水洗槽1-3,其中,4个喷淋水洗槽1-31,1个酸洗盐酸槽1-41,1个酸洗硫酸槽1-42;1个高位水洗1-5;2个超声波水洗1-6;1个1-7活化槽;1个中和槽1-8; 3个镀锌槽1-9;1个出光槽1-11;1个离子交换槽1-12;1个三价钝化槽1-13;1个五彩钝化槽1-14;1个军绿钝化槽1-15;1个黑锌钝化槽1-16;1个热水洗槽1-17;1个封闭槽 1-18;3个烘干箱1-19;
在热脱脂槽1-1、超声波脱脂槽1-2、水洗槽1-3、终端电解槽1-6、超声波水洗槽1-7、三价钝化槽1-13、五彩钝化槽1-14、军绿钝化槽1-15、黑锌钝化槽1-16、热水洗槽1-17 和封闭槽1-18需要加热的工艺槽内均有不锈钢电加热管装置及温度测量传感器控制系统;在镀锌槽内设有管式致冷器,其冷冻主机设置在密闭车间2-1外侧;
其中,温度控制按工艺要求保持一定范围恒定。
全部工艺槽其长度有被镀锌工件最大长度而定,如本例定尺8米,其宽度由各个槽体功能内部结构而定,如需加热的热脱脂、酸洗槽、镀锌槽体尺寸较宽,本例1.4~1.5米,其高度由各槽体设定的工件帘式吊装的数量及转运行车功能等综合而定,本例槽体深1.8米;槽体100*50mm方管焊接框架加强外部采用PP材料包覆。
全部直径在6~60mm,长度6~8m,各种镀锌品种的电镀工艺流程,整条生产线长约55米。
如图2所述,电镀生产线的水平移动定位及升降吊装等功能,由位于生产车间及工艺流程工作槽上方共四台悬挂式双升降龙门行车如图2完成的;
其中,悬挂式双升降龙门行车2-2通过行走动力系统3-1悬挂车导轨2-4上行车位置的定位控制,由限位轮实现;
其中,悬挂式双升降龙门行车2-2通过吊装飞巴组合2-3、工件吊具2-5和吊装工件2-6 放入或提出某一工艺槽;
如图2所示,行走龙门吊由行走动力系统3-1、检修平台3-2、顶梁结构3-3、侧壁结构3-4构成;
双龙门行车系统装置行走轮放置于,固定在车间承重支承导轨之上如图2所示,位于侧壁限位轮通过光电传感器用以控制左右行走的定位;
龙门行车具有双升降传动、吊装系统装置如图2所示,由于龙门行车一共四台,每台是双升降工作,因此共有8个升降机构可以工作;待镀工件如图2所述呈帘式双面挂在阴极吊具上,该吊具又挂在飞巴组合2-3上,龙门式升降吊装钩4-3,将飞巴及吊装工件组合升起并移动至工作槽上方,并准确将其放入电镀工作槽中,电解、电镀等工序连结工件的阴极头被准确放入V型座中,电镀锌槽的每槽双边的电镀阳极板也用同样的方法放入或从电镀槽中升起。
双升降系统装置如图4所示,在镀锌槽及五彩、军绿、黑锌钝化工艺工位时,具有如左右移动装置4-2、飞巴上吊装的工件可以沿槽长方向左右移动,以达到镀层以及钝化层均匀的效果。
当龙门行车在电镀锌工位时,其双提升装置4-1,吊装的工件沿槽长方向由左右移动装置4-2作用下作幅度为120mm的往复运动,以保证镀层的均匀度。
本实用新型生产线的一个示例中,如图5、图6所示,废气集中产生的工艺槽5-1,在其槽长双边布置双侧开孔废气收集矩形管5-11、侧风收集管6-1,该管呈矩形上方呈八字形边缘伸出,侧边断续开集气矩形孔,该侧风收集管6-1通过槽端支风管6-3连通,槽端支风管6-3再与主风管5-2接通,通过酸洗处理塔5-3及碱性处理塔5-4处理后排出;
另如图6所示,在封闭车间的顶部沿生产线全长间断装有集气罩6-2,并在集气罩6-2 的上方通过软管与顶棚支风管6-4相连,该顶棚支风管6-4与主风管5-2接通;本例主风管5-2的直径分别为600毫米、800毫米和1000毫米,总长(12+44+33)共计89米,本例的支风管直径为200毫米,所有支风管配置有调节阀,排风系统配置风机二套,总功率为80KW,本例自动线排风总量12.5万立方米/小时,足以形成负压环境。
引排风及废气处理系统,包括:在废气集中产生的工艺槽双侧设置的集气管6-1;工作时,悬挂式双升降龙门行车2-2、飞巴组合2-3有人字形罩板,共同引导废气进入槽端支风管6-3,密闭车间2-1上方的集气罩6-2引导全车间废气进入顶棚支风管6-4,然后汇集主风管6-5,支风管上设有调节阀6-6,引风系统动力的排风量及分级收集调节管路保证密闭车间2-1形成负压环境。
所述密闭车间2-1及全自动的生产线具有废气收集处理系统装置,其包括设置在废气集中产生的工艺槽5-1两侧的侧风收集矩形管5-11、集气管路布置5-2酸性处理塔5-3碱性处理塔5-4以及设于密闭车间2-1上方的集气罩6-2。
本实用新型生产线的一个示例中,如图7所示,自来水给水系统7-1、纯净水给水系统7-2、打气管路7-3;每条管路上均由电磁阀控制,自来水主管配加压泵,喷淋共7组(管直径
管),喷淋喷咀间距300mm,喷淋由自来水电磁阀控制;打气管路7-3即压缩空气搅拌管分主管、支管和槽底部支管,槽侧部支管均可以单独控制。
本实用新型生产线的排水管路如图7所示,主管共分四路分别是碱性加温废水排水管 7-4;含铬废水排水管7-5;含酸废水排水管7-6;含碱废水排水管7-7,分别由支管通过电磁阀控制,汇集到主管进入废水综合处理装置7-8处理后后达标中水按规定用于绿化或排放废渣压缩干燥按规定处理。
本实用新型生产线的一个示例中,如图7所示,熔锌槽,用于电解补充锌离子;生产线整流电源供电系统7-12,在镀锌槽内双边吊挂了阳极板和阴极吊具,工件通过吊具、飞巴组合连接阴极电极接通完成镀锌工艺;
所述生产线有给水给气及废水排放处理系统,其包括:
自来水给水系统7-1、纯水给水系统7-2、供气系统7-3、碱性加温废水排水管7-4、含铬废水排水管7-5、含酸废水排水管7-6、含碱废水排水管7-7、废水综合处理装置7-8、给水二通电磁阀7-9、排水二通电磁阀7-10和进气电磁阀7-11;
该生产还具有电解熔锌槽、生产线整流电源供电系统7-12、阴极板挂具7-13;
该生产线由操作监控显示系统。
本实用新型生产线的一个示例中,如图1所示,通过控制台1-22可以实现有线及无线操控的一键启动进出料实现全过程预设定程序的选择开关。
本实用新型生产线的一个示例中,如图2所示,工作监控室具有两个显示屏,一个用于显示各工序下进行的工作位置流程状况及通过传感器传送处理的各电镀工艺参数,例如,电流、温度,各工作槽酸碱度化学电机离子成份、各槽体的参数;另一个显示屏(包括多个小屏)则可显示整个生产线局部工作实时的场景,而且系统具有故障提示报警的功能。
根据本实用新型的生产线举例某规格精密细长冷拔无缝钢管电镀锌工艺流程的全过程。例如,外径为
管长为6米,要求彩镀锌其工艺流程如下:
S01:将待镀工件送至工件吊挂转送车1-20上,将工件人工辅助挂在飞巴组合上的吊具上,工件成双面帘式布置,
直径管单面可挂30件,双面共可挂60件,旋转彩镀锌程序按下启动按钮,工件沿轨道进入升降上挂位置;
S02:在升降上挂位置的电镀龙门式行车的吊钩2-25下行吊接转运车上的飞巴组合件及吊装的工件并提升到位后向右行走到位下行放入热脱脂槽;图中热脱脂槽有2个,每个槽有 2个工位,共计4个工位,设定热脱脂工序为32分钟,加热温度为70℃;
S03:电镀龙门行车向左返回接送下一组,飞巴组合及工件并放热脱脂的第二个工位,然后重复接送要放第三组、第四组飞巴及工件组合,每8分钟一组60根无缝钢管便是该生产线生产节拍和产能,热脱脂4个工位;
S04:悬挂式双升降龙门行车2-2在热脱脂单一工位已经32分钟处理后准时向行走到位双升降上下挂,下降吊起飞巴组合2-3及阴极吊具2-5,悬挂式双升降龙门行车2-2向右移动飞巴组合2-3及阴极吊具2-5放入超声波脱脂槽时间停留为1分钟左右;
S05:升起移动放入第一道水洗槽数秒,然后提出移动分别放入第二道、第三道喷淋水洗槽1-31,其入槽工作时间分别以秒计算;
S06:已经清洗干净的工件,由悬挂式双升降龙门行车2-2移动、升降上下挂放入盐酸酸洗槽1-41、硫酸酸洗槽1-42,每个槽有2个工位,工件在两种酸洗槽内依次停留16分钟,二道酸洗工艺共要32分钟,酸洗工作温度为40℃;
S07:酸洗后的工件提出随即进入下道水槽,再次提出放入高位水洗槽1-5,此交换位只放空挂具不放带工件飞巴并清洗飞巴,另一台悬挂式双升降龙门行车2-2继续水洗终端电解槽1-6,去除杂质,温度控制50℃,然后进入超声波水洗槽1-7,之后再次进入如S05工序的水洗程序,水洗后的工件移入活化槽1-8,进行表面活化,之后移入中和槽1-9,然后再次水洗、喷淋水洗;
S08:完全清洗干净的工件由龙门行车将飞巴及工件组合放入镀锌槽1-10,其飞巴上的连接工件的阴极准确和系统阳极电力连接并和已布置在电镀槽中的已接通阳极的阳极板在电解液的介质中形成电流完成电镀锌,生产线设置三个电镀锌槽,每个电镀锌槽可放二组工件,共可放6组工件,每组工件电镀锌工作时长32分钟,本例为碱性电镀锌工作温度为25℃,电解溶液需冷却,为此配置冷冻机一台;
S09:电镀锌完成的工件由龙门行车依次连同飞巴工件组合进行如前面所进行的水洗、超声波水洗,时长4分钟之后进入出光槽1-11以提升镀锌管表面的光亮度、均匀度,再次水洗并进入交换槽后,由龙门行车移位放入三价钝化槽1-13,此时完成的是白色光亮的镀锌管;按选择工艺彩镀锌龙门行车将移位将工件连同飞巴组合放入五彩钝化槽1-14,钝化工艺工作时长节拍60秒,温度为50℃。钝化完成的工件再次依次进行水洗,即在热水洗槽1-17浸3秒,温度为60℃,之后经过二道封闭槽1-18各30秒。温度为60℃;
S10:工件完成镀锌的工艺流程后由龙门行车将飞巴及工件组合移出工艺槽,经空间吹干后进入烘干箱1-19,本例烘干箱1-19工三个,每个烘干箱1-19有两个工位,烘干时长、工艺节拍小于32分钟;
S11:烘干后的工件连同飞巴组件由龙门行车移至升降下挂,由转运移动车将其运出封闭生产线车间,之后由人工辅助卸下工件,工艺流程结束;
S12:同一规格尺寸,同一表面钝化膜要求的工件可按上述S01~S11顺序连续进行,若不同尺寸规格及不同表面钝化膜要求的产品,只需要更换工件吊具及程序选择钝化膜品种即可,在此线上任一加入并完成全部工艺过程;例如,镀锌管的外径尺寸为
表面钝化膜为军绿则只需要将吊具配
的管子,其单面吊装数量为20件,双面可挂40件,程序选军绿钝化槽1-15,其与不变仍是一键启动完成全部电镀锌程序。