Линии нанесения лакокрасочного и полимерного покрытия полосы

За последние годы широко развивается производство полос и листов, покрытых различными лаками и пластиками. Стальные и алюминиевые полосы и листы с лакокрасочным и полимерным покрытиями характеризуются высокой коррозионной стойкостью, звукопоглощаемостью, электроизоляцией и хорошим внешним видом (цветное покрытие). Такие полосы не требуют ухода при эксплуатации (мойки, чистки и т.п.). Их применяют в строительстве, промышленности, в частности для отделки и сборки автомобилей, автобусов, вагонов, жилых и конторских помещений, мебели, телевизоров, стиральных машин, радиоприемников и т.п. Стальные и алюминиевые полосы и листы с лакокрасочным и полимерным покрытиями можно сваривать, вальцевать и подвергать штамповке с вытяжкой.

Компания ENCE GmbH под техническое задание Заказчика осуществит разработку, сборку, поставку "под ключ", шеф монтаж, ввод в эксплуатацию, гарантийное и постгарантийное обслуживание технологических промышленных линий нанесения лакокрасочного и полимерного покрытия металлической полосы и рулонной стали методом CCL (Coil Coating)

Богатый опыт совместной работы, постоянный обмен опытом с ведущими в области металлургии иностранными партнерами позволяет применять в предлагаемых линиях современные передовые технологии.

Технологические характеристики линий покраски:

Скорость линий от 10 до 200 м/мин
Вес рулона от 2 до 32 тонн
Ширина полосы от 500 до 2000 мм
Толщина полосы от 0.2 до 2.5 мм

Ассортимент наносимых на технологических линиях покрытий:

акриловые
полиэфирные
поливинидиденфторид
полиуретановые
поливинилхлоридные
полимерные пленки с и без клея
эмали

Схема предлагаемых технологических линий по нанесению лакокрасочного и полимерного покрытия полосы CCL (методом Coil Coating):

схема линии покраски и нанесения слоя полимерных материалов

Общий состав основного технологического оборудования входящего в состав линии:

Разматыватель рулона
Машина для сшивки/сварки полосы
Петленакопитель полосы
Секция подготовки полосы
Сушильная печь
Валковая машина для нанесения грунтовки
Печь для отверждения грунтовки
Валковая машина для нанесения лакокрасочного покрытия
Печь для отверждения покрытия
Ламинатор
Петленакопитель полосы
Финишная группа

Технологический процесс:

Технологический процесс нанесения лакокрасочного и полимерного покрытия полосы включает в себя следующие основные операции:

Обезжиривание и химическая обработка (травление и пассивация)
Сшивка или сварка концов полосы секция 1 на схеме линии
Нанесение грунтовки, краски, клея и нагрева – секции 2 и 3, покрытие пленкой – секция 4
Окраска полосы производится на валковых машинах (coater) валковым методом. С помощью горячего каширования на полосу наносят защитную пленку в целях сохранения декоративного покрытия
Операции охлаждения, перемотки, резки и упаковки – секция 5
Покраска и плакирование полосы пленкой осуществляют в непрерывных линиях, аналогичных линиям лужения и цинкования, при скорости до 3 м/с

Описание технологического процесса линии нанесения полосы

После очистки поверхности, термообработки и дрессировки рулон стальной полосы при помощи подъемного стола устанавливают на барабан разматывателя A (см. схему линии). Конец полосы отгибают скребковым отгибателем, подают роликами и отрезают на гильотинных ножницах с пневмоприводом верхнего наклонного ножа. Далее полоса правится на роликоправильной машине и в сварочной/сшивочной машине B сваривается с задним концом полосы предыдущего рулона для обеспечения полностью непрерывного процесса. В вертикальном (башенном) петлевом устройстве - петленакопителе полосы C создается запас полосы для обеспечения непрерывного движения ее в последующих узлах и агрегатах, когда в головной секции линии осуществляются установка нового рулона и сварка концов полосы. Движение и натяжение полосы обеспечиваются подающими и тянущими роликами. В секции подготовки полосы D перед нанесением защитного слоя производится обезжиривание поверхности полосы в ванне, чистка щетками и промывка в ванне, придание шероховатости путем электролитического травления в ванне, промывка в ванне, пассивация, грунтовка полосы. Сушка поверхности полосы происходит в сушильной печи E. На валковой машине для нанесения грунтовки F на одну или обе поверхности полосы наносится грунтовка; грунтовое покрытие подсушивается в печи для отверждения G для испарения паров растворителя и воды. На валковой машине H на одну или обе поверхности полосы наносится лакокрасочное покрытие; краска подсушивается в печи для отверждения I для испарения паров растворителя и воды.

При помощи плакирующих роликов ламинатора J на полосу накладывается пленка с помощью горячего каширования, где пленка размягчается и затем "прокатывается" роликами по всей поверхности полосы или с помощью клея (холодный способ); боковые кромки отходов пленки отрезаются дисковыми ножницами, отходы и ядовитые пары сжигаются в печи сжигания. Далее плакированная полоса охлаждается и попадает в петленакопитель К. В финишной группе L полоса отрезается ножницами и сматывается в рулон на моталке, затем рулон упаковывается и отправляется на склад. Скорость движения полосы в средней технологической секции плакирования плавно регулируется 0,1—1 м/с, в головной и выходной части — до 3 м/с. Весь процесс полностью автоматический управляется автоматикой уровня 0 и специальным программным обеспечением посредством промышленного компьютера уровень автоматизации 1 и 2.

Особенности технологического оборудования, применяющегося в отдельных блоках линий

Устройства для сшивки полосы

Возможность пробивки в 2 раза превышает максимальную толщину полосы при максимальном пределе текучести материала
Двухрядный штамп с автоматической блокировкой
Ширина до 2000 мм и толщина до 2,5 мм
Встроенный пробиватель отверстий и автоматическое отслеживание стыковки
Автономный узел с гидросистемой, электрооборудованием и элементами управления, которые подведены и подсоединены к интерфейсу

Гидродинамические системы по очистке поверхности полосы

Подготовка, очистка, очистка с применением щеток и промывка – все эти стадии обеспечивают оптимальное очищение поверхности полосы для последующей грунтовки
В специальных емкостях предусмотрено хранение раствора и дозирование с помощью регуляторов уровня и сенсоров контроля качества
Раствор подается насосом в последовательно расположенные форсуночные камеры через отдельно стоящие пластинчатые и рамные теплообменники
Рекуперация тепла из системы дожигания печи может служить источником горячей воды или пара для нагрева ванн гидродинамических систем
Пары резиновых вращающихся валиков расположены между форсуночными камерами для распределения химического реактива в соответствующие емкости
Система аспирации необходима для того, чтобы избавиться от ядовитых летучих испарений, направляются в систему сжигания отходов
Для более интенсивной подготовки поверхности полосы в секцию очистки также могут быть встроены вращающиеся щетки

Инфракрасные сушильные печи

Сушильные печи "state-of-the-art" характеризуются самой высокой энергетической эффективностью в мире и регулировкой PMT
Электрическая инфракрасная печь испаряет поверхностную влагу на движущейся полосе посредством инфракрасных волн (инфракрасного спектра) высокой интенсивности
Благодаря керамическим отражателям, происходит обратное рассеивание излучения, таким образом, достигается высокая эффективность и низкий эксплуатационный расход электроэнергии
Лампы: вольфрамовые кварцевые коротковолновые T3. Поставляемые лампы соответствуют промышленному стандарту, и срок их службы составляет как минимум 5000 часов (на практике – 15-20 000 часов)
Инфракрасная печь включается и выключается мгновенно, и ее интенсивность нагрева невелика в сравнении с традиционными печами, которые могут перекалить металлическую полосу в случае остановки
Каждая зона теплоотдачи снабжена собственной системой контроля, что позволяет снизить энергозатраты при обработке более узких полос
Нагревательные батареи подвешены на петлях, что облегчает доступ к ним во время технического обслуживания. Возможна безопасная замена ламп во время движения полосы
Для защиты нагревательных элементов от повреждений устанавливаются предохранительные балки
К лампам подведена подача охлаждающего воздуха во избежание их перегрева
На выходном отверстии вертикальной печи установлен воздушный шиберный клапан, который отсекает проникновение холодного воздуха
Каждая зона имеет контроллеры, регулирующие мощность от 0 до 100%

Печи и вспомогательное оборудование:

Проектируемые печи обладают следующими характеристиками:

Прямая и непрямая подача топлива
Первичный, вторичный и третичный этапы возврата тепла
Системы вентиляции со слотом или форсункой
Восстанавливающие (рекуперативные) системы дожигания
Система воздушных каналов, не требующая техобслуживания
Аппаратно подключенный (уровень 1) или автоматизированный (уровень 2) контроль

Стандартная комплектация термических систем:

Разработаны с учетом всех нормативов и стандартов на выбросы загрязняющих веществ ЕС
Панели разгрузки давления
Температурные компенсаторы относительных расширений для панелей внутренней и внешней обшивки
Независимый температурный контроль для каждой зоны
Внешние прямоточные вентиляторы, расположенные в боксах
Внутренний проход с люками
Непрямая подача топлива с первичным и вторичным возвратом тепла
Дополнительная опция: третичный возврат тепла: система пара/горячей воды для секций подготовки и сушки
Система ультра-очищения: продукты горения не попадают обратно в печь
Камеры давления со слотами для регулировки температуры ФЭУ вдоль полосы на ±1 °C
Трубопроводы, не требующие технического обслуживания
Возможна установка флотационной печи для печей небольшой длины и тонколистового материала
Возможна установка восстанавливающей системы дожигания
Система регулирования технологических режимов печи
Контроль предела взрывоопасной концентрации (LEL) и расхода массы
Набор команд для настройки печи и планирование оптимизации производства
Входной/выходной затворы для минимизации конденсации
Замкнутая система контроля ФЭУ
Автоматическая зарядка
Пластинчатые теплообменники

Охладительные валы

Высокая теплопередача, разновидности с поперечным/встречный потоком
Собранные в трубчатую стальную конструкцию вальцы с поверхностным хромированным покрытием 50 мкм
Количество и размер валков позволяют остудить полосу после нахождения в инфракрасной печи до 38°C перед нанесением лакокрасочного покрытия
Водное охлаждение производится, как правило, из источника технического водоснабжения предприятия
Возможно использование водомера и индикатора разности температур
Возможно синхронизация скорости приводного ролика с линейной скоростью

Валковые машины для нанесения покрытий:

Применяющиеся валковые машины для нанесения покрытия обладают высокой точностью пленкообразования и нанесения краски наилучшего качества.

Отличительные особенности:

Быстроразъемный подшипниковый узел
Прочная и эргономичная конструкция
Система автоматики с индикацией
Регулировка для настройки зазора между валками
Автоматический гидравлический механизм отвода для пропуска швов полосы
Быстроразъемные муфты приводного вала
Изнашиваемые детали рассчитаны на 80 000 ч непрекращающихся операций
Все конструкции проходят сертификацию эксплуатационной безопасности
Все конструкции отвечают самым современным требованиям техники безопасности

Дополнительные возможности для валковых машин нанесения покрытий:

Гидропривод для емкостей с краской
Быстросъемные головки для оперативного изменения цвета краски в процессе работы
Возможность возврата на время технического обслуживания
Нижний привод с валком для нанесения покрытия и картриджем (roll-out bar)
3 окрасочные головки (расположенные в V-образной форме или линейно)
Смесительные и насосные установки

Преимущества автоматической работы машины для нанесения покрытий

Функциональные возможности машины:

Прочность конструкции машины обеспечивает идеальную чувствительность механизма к контролю силы зажатия закрытого механизма сервопривода
Полностью автоматизированная система контроля вязкости краски обеспечивает более качественное нанесение и экономию краски
Система очистки валков для машин с валковым нанесением покрытия. Данная разработка повышает безопасность и улучшает производительность
Компания ENCE предлагает лучшие машины нанесения покрытий по таким критериям, как точность пленкообразования, автоматизированное управление, автоматическое очищение, быстрая и эргономичная замена краски, и энергетическая эффективность

Дополнительный контроль покраски:

Измерительный элемент силовой обратной связи
Замкнутая система сервоуправления силой/позиционированием
Интерфейс "человек-машина"
Быстрая смена параметров печати (с "on drum" на "offset")

Дополнительные конфигурации для машины по нанесению покрытий:

"S" намотка
Двойная головка в форме "C"
Обратный ход
"C" намотка в режиме обратного хода
Двойное устройство для нанесения краски на нижнюю поверхность
Двойная головка в форме "U"

Система воздушного охлаждения:

Мы занимается интенсивным исследованием вентиляционных конструкций для обеспечения высочайшей эффективности теплопередачи
Более низкая стоимость установки за счет сокращения длины охладителя
Вертикальное или горизонтальное размещение
Фильтровентиляционная система для прохождения чистого воздуха

Система водяного охлаждения:

Принцип "Распыление пара/воды" позволяет обеспечить нулевое искривление полосы во время охлаждения из-за возникновения термических напряжений при остывании полосы
Быстросменные резиновые ролики для удаления влаги, чтобы легко ремонтировать, что позволяет сократить простои оборудования
Опция "восстановления" у резиновых валиков для удаления влаги позволяет продлить их срок службы между перешлифовками
Теплообменник

Ламинированная продукция

Именно повышение гибкости продукции, которое достигается интеграцией ламинаторов горячего и холодного типа в замкнутую систему, делает их самым популярным элементом, как в новых проектах, так и в проектах в стадии разработки.

Ламинаторы горячего типа

Точный регулятор давления с противовесом для ламинирования, давление в зоне контакта до 20 Н/мм²
Направляющая система от пленки к полосе и высокий момент на валу для быстрой размотки пленки
Наличие камеры дегазирования, отвечающей всем нормативам безопасности ЕС

Ламинаторы с защитной пленкой

Пленочный ламинатор (холодное ламинирование) со съемным печатающим элементом (PE) – для нанесения пленки перед перемоткой
Поворотная рулонная установка с двумя валами и быстросъемными пневматическими осями

Гидравлические системы

Как правило 3 гидравлических силовых блока уже входят в комплектацию в качестве автономных систем, оснащенных насосами (100 бар), и резервуаром для фильтрации (10 мкм)
Для автопогрузчиков рулонов, устройств для сшивки полосы и направляющих устройств предусмотрены другие индивидуальные системы
По всей линии расположены многочисленные стенды клапанов. Они рассчитаны на ввод/вывод и подсоединены к сгруппированным точкам присоединения на стенде клапанов для подключения
Аппараты подсоединены к ведущей стороне места присоединения внешнего проводника и разъемам для подсоединения

Электрические системы

Первый уровень распределения нагрузки системы состоит из отдельных несущих кабелей для следующих этапов: входа, технологического процесса, печи и выгрузки
Второй уровень состоит из сервера приложений, сервера базы данных, а также клиентской части второго уровня. Второй уровень обменивается сигналами с первым посредством высокоскоростной сети Ethernet

Диагностика и контроль

Программное обеспечение для автоматизированного управления скоростью и натяжения полосы обеспечивает постоянный контроль за циклами пленкообразования и покраски; регулировка температурных режимов сушильной печи; интеграция с контрольными компьютерами заводской сети
Статический преобразователь электропривода переменного тока расположен на обыкновенной шине постоянного тока для импульсов
Запись и исправление отклонения и линейных параметров в режиме реального времени
Полная диагностика системы и сигнализация
Режимы работы: автоматический, полуавтоматический, ручной и режим технической поддержки

Интерфейсы и дисплеи

Как правило, 7 рабочих интерфейсов распределяются через управление линией замкнутого цикла
Стандартное аппаратное оборудование – на базе ПК, конфигурация – RAID массив
ПО – на базе ОС Windows