Лако-красочные материалы — производство

Применяемые для отверждения покрытий сушильные камеры классифицируют (табл. 8.6—8.8):

По способу передачи энергии окрашенному изделию —на конвективные, терморадиационные, терморадиационно-конвек — тивные, индукционные, радиационно-химические;

По виду потребляемой энергии — на электрические, газовые, паровые и водяные;

По конструктивному исполнению — на тупиковые (одно — и многосекционные) периодического действия и проходные (одно — 11 многоходовые) непрерывного и периодического действия.

Камеры	Вид камеры	Схема	Область применения

I Одно- или двухсекционный сушильный шкаф; изделие укладывают на сетчатые противни

II Сушильная конвекционная тупиковая периодического действия одно — или много­секционная

III Сушильная конвекционная проходная одноходовая пе­риодического и непрерывно­го действия или многохо­довая непрерывного дей­ствия

Рис. 8.6, а При непоточном про­

Изводстве для сушки ЛКП, нанесенных на изделие малых размеров Рис. 8.6, б При непоточном произ­

Водстве для сушки ЛКП, нанесенных на изделия любой конфигурации и размеров

Рис. 8.6, в При поточном произ­

Водстве изделий любой конфигурации и разме­ров

В зависимости от применяемых транспортных средств раз­личают установки с подвесным конвейером, с напольным кон­вейером и т. д.

Рис. 8.6. К табл. 8.6

Наибольшее промышленное применение находят электриче­ские и газовые конвективные, терморадиационные и термора- диационно-конвективные установки непрерывного и периодиче­ского действия, в которых отверждение покрытий происходит при использовании тепловой энергии; перспективными и эконо­мичными являются также радиационно-химические установки, покрытия в которых отверждаются под воздействием ультра­фиолетовых (УФ) лучей и ускоренных электронов.

И гЧ-1

__ 1

—Д

А

Камеры	Вид камеры	Процесс	Схема	Область применения

Таблица 8.7. Классификация сушильных проходных терморадиационных камер с электроэнергией в качестве теплоносителя

Рис. 8.7, а При поточном производстве для изделий несложной конфигура­ции Рис. 8.7, б Для сушки ЛКП на железнодо­рожных вагонах

I Непрерывного действия с гене — Без конвекции Раторами инфракрасного излу­чения II “Непрерывного или периодическо — То же Го действия с генераторами ин­фракрасного излучения с частич­ным охватом изделия III Непрерывного действия с гене — С конвекцией Раторами инфракрасного излуче­ния

Рис. 8.7, в При поточном производстве для

Сушки ЛКП на изделиях слож­ной конфигурации

Таблица 8.8. Классификация сушильных терморадиационных камер с газом в качестве теплоносителя

Тип Камеры
Область применения
Технологический процесс	Схема
Вид камеры

Н Ш

Проходная непрерывного дей­ствия с сжиганием газа в панелях

То же, но с сжиганием газа в выносной топке

С сжиганием газа в керами­ческих горелках

Без конвекции Рис. 8.8, а

С конвекцией продук — Рис. 8.8, б

Тов сгорания, с кон­векцией воздуха

Без конвекции —

С конвекцией продук — Рис. 8.8, в тов сгорания и воздуха, нагретого в рекуперато­ре

Без конвекции Рис. 8.8, г

При поточном производстве

Для сушки ЛКП на изделиях несложной конфигурации При поточном производстве

Изделий сложной конфигура­ции

При поточном производстве

Изделий несложной конфигу­рации

При поточцом производстве

Изделий сложной конфигура­ции

При паточном производстве

Изделий несложном конфигу­рации

-в-

Рис. 8.7. К табл. 8.7

Конвективные сушильные установки (рис. 8.9) представляют собой камеры туннельного или тупикового типа, состоящие из корпуса, тепловентиляционных агрегатов, вытяжных устройств,

Систем контроля и автоматического регулирования.

Корпус камеры может быть сварным или сборно-разборным, что предпочтительнеег и представляет собой металлический каркас, обшитый теплоизоляционными панелями. Панели изго­тавливают в виде пустотелых щитов с двойными стенками из листовой стали, а пространство между ними заполняют негорю­чим теплоизоляционным материалом, чаще всего минеральной или стеклянной ватой. В последнее время все шире применяются типовые панели. Такие панели состоят из оболочки — оцинко­ванных стальных листов толщиной 1,0—1,2 мм, соединенных специальными замками, и теплоизоляции в виде минераловат­ных плит. Панели имеют отбортовку, придающую им жесткость и обеспечивающую возможность соединения между собой по типу шип — паз. Уплотнение стыков панелей осуществляется слоем герметика. Панели изготавливают толщиной 80—120 мм с таким расчетом, чтобы температура наружной поверхности стенок корпуса не превышала 45 °С.

Ж1

Газ

Газ

Рис. 8.8. К табл. 8.8

В тупиковых многосекционных сушильных установках внут­ри корпуса располагаются теплоизоляционные перегородки, ко­торые делят камеру на отдельные секции. Каждая секция имеет тепловентиляционный агрегат, систему контроля и регулирова­ния температуры. Это дает возможность формировать покрытия по нескольким независимым технологическим режимам.

Рис. 8.9. Схема конвективной сушильной установки:

1 — зонт; 2 — нагнетательный воз­духовод; 3 — калорифер; 4 — воз­духовод вытяжной системы; 5 — вентилятор рециркуляционный; 6 — шибер; 7 —вентилятор вытяжной; 8 — корпус

Схема движения воздуха в сушильной установке выбирается: в зависимости от ее назначения для создания наиболее целесо­образного воздушного потока. При удалении с изделий влаги,, например после подготовки поверхности, горячий воздух пода­ют рециркуляционным вентилятором в вертикальные нагнета­тельные короба-стояки с узкими щелями для придания воздуху большой выходной скорости, необходимой для сдувания капель с поверхности и одновременного эффективного нагрева изделия..

Теплоноситель для сушильных установок выбирается; в за­висимости от температуры отверждения покрытия:

=^80“С — электричество, газ, пар, вода ^100°С — электричество, газ, пар >100°С — электричество, газ

При применении пара или горячей воды для нагрева возду­ха используют пластинчатые калориферы различных моделей, а также гладкотрубные нагреватели. Водяные калориферы в настоящее время используют крайне редко. Паровые калори­феры экономичны при нагреве воздуха до 60—100 °С. Их уста­навливают, как правило, вертикально, чтобы облегчить удале­ние воздуха во время работы и при необходимости обеспечить слив воды.

В установках, рассчитанных на температуру сушки 100 °С и выше, применяют электрические калориферы — трубчатые электронагреватели, заключенные в металлический кожух. Кон­струкция электрокалориферов предусматривает возможность включения их в зависимости от необходимой теплопроизводи — тельности камеры на различную мощность.

В сушильных установках с учетом производительности теп­ловентиляционного агрегата и требуемой температуры применя­ют один или несколько калориферов. В последнем случае их соединяют между собой последовательно или параллельно.

Вентиляторы и калориферы располагают как вне, так и внут­ри корпуса камеры. При внутреннем расположении калориферов и вентиляторов достигается сокращение теплопотерь, увеличе­ние КПД сушильной установки, а также снижение уровня шума, создаваемого вентиляторами. При этом, однако, уменьшается объем сушильной камеры.

Взрывобезопасная концентрация паров растворителей в су­шильной установке обеспечивается выбросом в атмосферу части загрязненного воздуха и подсосом свежего. При этом концент­рация растворителей в рабочем пространстве сушильных уста­новок поддерживается на уровне, не превышающем 50% нижне­го предела взрываемости с учетом коэффициента запаса К, характеризующего неравномерность испарения растворителя и температуры сушки. Для сушильных установок непрерывного-

Действия значение К принимается равным 2—5 (для сушильных установок периодического действия К=8—15).

Терморадиационные сушильные установки широко распрост­ранены в промышленности, чему способствуют высокая эффек­тивность их работы (время отверждения покрытий в 2—10 раз меньше, чем в конвективных установках), простота конструкции, малая тепловая инерционность, легкость регулирования тепло­вых режимов. Недостатками этих установок являются: невоз­можность обеспечения равномерного нагрева поверхности слож­нопрофильных изделий; сильное влияние экранирования на нагрев, что ограничивает плотность размещения изделий на конвейере; возможность изменения оттенка покрытий на наи­более облучаемых участках поверхности вследствие перегрева.

Различают терморадиационные сушильные установки камер­ные и бескамерные (щитовые). Установки могут быть непрерыв­ного и периодического действия, электрические и газовые, В зависимости от применяемого источника ИК-лучей установки подразделяют на устройства со светлыми (обычно ламповыми) и темными (трубчатыми, панельными и др.) излучателями. Тип излучателя и конструкция отражателя имеют важное знач^ниэ для эксплуатационной характеристики сушильных установок, От них зависит скорость отверждения покрытия, надежность и экономичность работы установки.

Установки со светлыми излучателями — камерные и бескс — мерные (щитовые или панельные) отличаются легкостью [Кон­струкций, простотой монтажа излучателей, малой тепловой инерционностью.

Щитовые установки используют для быстрого местного на­грева поверхности при ремонтных работах, исправлении дефек­тов окрашивания, а также при отверждении покрытий на изде­лиях, исключающих общий нагрев.

Камерные установки — проходные и тупиковые — применяют в тех случаях, когда по условиям формирования покрытия пред­почтительным является светлое излучение, например при полу­чении покрытий из некоторых видов порошковых красок на не­термостойких подложках.

Сушильные установки с темными излучателями нашли ши­рокое распространение при получении покрытий благодаря от­носительно невысоким температурам нагрева излучателей, ста­бильности и долговечности работы. В промышленности приме­няют темные излучатели разных типов: трубчатые, плоские илн панельные, ленточные и др. Особенно распространены трубча­тые электрические нагреватели (ТЭНы) вследствие простоты конструкции, легкости монтажа, надежности в работе, высокого коэффициента превращения электрической энергии в энергию ИК-излучения (0,85—0,90).

В настоящее время серийно выпускаются ТЭНы в соответст — вин с ГОСТ 13268—74 разных типоразмеров — длиной от 0,25 до 6,3 м с диаметром оболочки 8—16 мм. Они рассчитаны на напряжение 12, 127, 220 и 380 В и номинальную мощность

0, 05—25 кВт. Наиболее распространены ТЭНы с номинальной мощностью от 0,3 до 6 кВт (поверхностная плотность излучения 7—45 кВт/м2), работающие при напряжении 220 В. ТЭНы мо­гут быть любой формы, но чаще всего в сушильных установках применяют нагреватели прямой и и-образной формы. Их срок «службы составляет в среднем 10 000 ч.

Для отверждения покрытий на изделиях сложной формы, имеющих экранированные участки поверхности, применяют электротерморадиационно-конвективные установки, в которых передача теплоты осуществляется одновременно за счет конвек­ции и терморадиации. Это обеспечивает быстрый подъем тем­пературы и более равномерный по сравнению с терморадиаци­онными установками обогрев изделий. Рециркуляция и выброс загрязненного растворителем воздуха при этом осуществляется вентиляционными агрегатами во взрывобезопасном исполнении.

Типы и основные размеры сушильных установок регламенти­рует ГОСТ 23093—78. Технические, характеристики отдельных типов сушильных установок, выпускаемых промышленностью, приведены в табл. 8.9. В табл. 8.10 Приведены наиболее часто возникающие при эксплуатации сушильных камер дефекты и способы их устранения.

Оборудование для очистки газовых выбросов сушильных ус­тановок. При работе сушильных установок образуется большое количество газовых выбросов, состоящих из нагретого воздуха! или топочных газов со значительным (до 3—5 г/м3) содержа­нием органических растворителей и других летучих соединений, загрязняющих атмосферу. Для их очистки используют в основ­ном способы термического дожигания, каталитического сжига­ния (окисления) или сочетание этих способов.

Наиболее распространен способ очистки, основанный на ка­талитическом сжигании горючих компонентов газовых выбросов в специальных устройствах (рис. 8.10). Воздух, загрязненный парами растворителей и других органических соединений, на­гревается в теплообменнике 6 и злектрокалорифере / до тем­пературы начала реакции каталитического окисления 300—■ 400 °С, причем теплоносителем в теплообменнике служат уже очищенные нагретые газовые выбросы. Каталитический элемент представляет собой металлический короб с ячейками, в которые помещен катализатор. Применяют платиновые, хромовые и дру­гие катализаторы марок АП-56, НИАГАЗ-З, НИАГАЗ-9Д в виде кассет и гранул. Носителями катализатора при этом служат алюмосиликаты, керамика и другие материалы.

На рис. 8.11 приведена схема терморадиационно-конвектив — ной сушильной установки, оборудованной устройством для ка-

		Разме­ры транс­портного проема, мм	Ско­ Рость	Произ­ Води­	Установленная мощность, кВ г	Темпера­ Тура Сушки, "С	Масса, Кг	——
Тип установки	Обозначение	Конвей­ Ера, М/мин	Тель- Ность, М!/ч	По сило­вой 1-. грузке	По теп­ловой нагрузке	Габариты, ми
Конвективная проходная	КЭ 0.7Х1.0	ПО «Антикормаш» 1000X700 1,0 250 33,74	315	110/150	13 810	2 1 700X3030X3360
Непрерывного действия с электрическим обо­гревом Тер мора диа ционно-кон-	(ТЗ АБ 93.383) Т/КЭ 0,7X1,0	1000X700	1,0	250	11/74	255/330	120/150	10 370	17800X3030X3360
Вективная проходная не­прерывного действия с электрическим обо­гревом То же	(ТЗ АБ 93.382) Т/КЭ 1,0X1,6	2 00 0Х	1,0	250	12/48	495	120/150	129 000	17800X4300X4085
Терморадиационно-кон-	(ТУ 26-02-1013—85) ТЗ АЗ. 0302.003	XI 000 800Х 1 120	__	_	4	36	100-200	2000	2790X1260X3490
Вективная тупиковая периодического действия с электрическим обогре­вом (шкаф сушильный) Конвективная проходная	Чертеж 68-1103-00	Завод средств механизации, г. Харьков 9000X630 1,0 150— 44,4 —	90-130	25 930	26320X3260X4730
Непрерывного действия с паровым обогревом То же, но с газовым обогревом Конвективная тупиковая	Чертеж 68-1112-00	9000Х	1 ,0	300 300—	121		90—130	37 400	26320X5560X6230
Чертеж 68-1627-00	Х2000 2500Х		600	17,45		90-130	8500	8000X4575X5140
С газовым обогревом Конвективная проходная	Чертеж 421.263-00	X 1 500 НПО «Спецоборудование» 500X500 1,46 130 90,4		90-100		15750X3815X5605
Непрерывного действия с газовым обогревом То же, но с электриче­ским обогревом Малогабаритная термо­	Чертеж 421.273.00	2500Х	0.9	220	318,4		120-140		30120X4000X6900
Квант-1	Х1000 Опытный завод НИИ ЛКП — — — 17		До 270	130	900X1300X 1500
Радиационная передвиж­ная с кварцевыми гало­генными лампами Ультрафиолетового от­	(ТУ 6-10-89-86) Фотон-1	500X500	1-20		20		60 + 5	1100	2600X 1430X1350
Верждения	(Чертеж 1157.00)

Общие для камер

Подает-

Повышенный шум Рабочее колесо заде — вентилятора вает за кожух; части Вентилятора деформи­ровались под действием высокой температуры Вентилятор недостаточ­но вытягивает паро­воздушную смесь; засо­рились щели нагнета­тельного короба Заклинивание ство — Неправильно установле — рок дверей ны направляющие

Выход паровоздуш­ной смеси’ из прое­мов камеры

Неравномерное рас­пределение темпера­туры по длине су­шильной камеры

Ддя сушиль

Падение пропускной способности калори­фера по воздуху и пару

Недостаточная тем­пература сушки

Температура сушки выше проектной

Неравномерно

Ся воздух

Ных камер с пар

Увеличить аэродинами­ческое и гидравлическое сопротивление калори­фера

Неисправен паровой ка­лорифер или арматура

Залит водой конденса — топровод и нижняя часть калорифера

Конденсатоотводник пропускает пар Повышен расход пара через регулятор тем­пературы

Разобрать и отремонтиро­вать вентилятор или заме­нить на более температу­роустойчивый

Проверить производи­

Тельность вентилятора, от­регулировать расходы по воздуховодам, исправить короба

Отрегулировать положе­ние направляющих про­кладками

Отрегулировать распреде­ление воздуха по камере

Овым обогревом

Очистить поверхность теп­лообмена от загрязне­ний механическими или химическим способом Отремонтировать запорно — регулирующую арматуру и калорифер

Продуть паром конденса — топровод; выпустить воз­дух из высших точек па­ропровода; выполнить

Поверочный тепловой пас — чет

Отрегулировать конденса­тоотводник

Провести настройку регу­лятора

Для сушильных камер. с газовым обогревом

Недопустимое повы­шение (понижение) давления газа на входе в горелку

Неисправность

Гуляторного

(ГРП)

Утечка газа

Газоре- Проверить состояние и пункта работу ГРП

Мыльной эмульсией про­верить плотность запор­ных устройств и соедине­ний газопровода; неис­

Правности устранить до пуска топки

Газ в основных го­релках сгорает жел­тым коптящим пла­менем

В продуктах сжига­ния, обнаруживается оксид углерода

Неустойчивое пламя (отрыв пламени от горелки, повышенное гудение, шум)

Повышение (пони­жение) температу­ры сушки

Неправильная регули­ровка горения

Не отрегулирована по­дача газа

Не отрегулирована тяга в топке

Повысилось или умень­шилось давление газа и

Воздуха

Уменьшилась или увели­чилась подача воздуха Большая скорость га­зовоздушной смеси на выходе, избыток пер­вичного воздуха Не отрегулирована ав­томатика теплорегу — лирования сушильной камеры при ручном ре­жиме, не отрегулирова — . на подача газа

В двухпроводных горел­ках прибавить подачу воз­духа или убавить подачу

Газа

В инжекционных горелках изменить подачу газа, от­регулировать шайбой рабо­ту горелки на полное и устойчивое горение Отрегулировать силу тяги и поступление вторичного воздуха шиберными двер­цами и дросселированием воздуховода

Закрыть подачу газа в го­релки; после полного их охлаждения произвести розжиг по инструкции на топку

В ручном режиме умень­шить (увеличить) подачу газа по инструкций

С э л е КТ р о о б о г р е в о м

Камер Вышли из строя нагре­ватели, изменилась на­грузка по току

Неправильно отрегули­рован воздухообмен

Для сушильных

Недостаточная тем пература сушки

Неисправности в цепи электропитания Загрязнены отражате­ли

Нагреватели слишком удалены от изделия Мощность нагревате­лей завышена

Повышенная тем­пература в камере

Перегрев высуши­ваемых изделий в верхней зоне камеры

Кратковременным включе­нием проверить на ощупь нагрев нагревателей, сго­ревшие нагреватели заме­нить

Устранить неисправности электропитания Проверить или отполиро — зать заново отражатели Уменьшить расстояние от нагревателей до изделия Отключить часть нагре­вателей секций Ввести периодический ре­жим сушки; установить по­тенциометр на меньшую температуру, проверить градуировку прибора Выполнить поверочный расчет, отрегулировать вен­тиляцию

Нагреватели непра — Изменить установку на- вильно распределены по гревателей высоте камеры

Дефекты ЛКП (не — Изделие сложной кон — Изменить навеску изделия

Равномерность вы — фигурации так, чтобы не выступали

Сыхания, пожелте — его отдельные участки;

Ние белых эмалей) сушку производить тер-

Морадиационно-конвекци- онным способом; выбором рефлектора обеспечить равномерность рассеива­ния лучистой энергии по­тока, например, заменой гладких отражателей на гофрированные; послед­ний слой светлого покры­тия высушивать конвек­ционным способом

Та лиги чес ко го сжигания паров растворителей, благодаря кото­рому достигается .’практически полная очистка отходящих газов от вредных загрязнений и их рециркуляция. Очищенные газы направляются в терморадиационные панели 6, а затем через нагнетательный воздуховод 5 в рабочее пространство сушиль­ной установки для конвективного нагрева окрашенных изделий. Использование очищенных газов в качестве сушильного агента

Позволяет на 70—80% уменьшить подсос свежего воздуха в

Сушильную установку и на 30% снизить энергозатраты на

Очистку газовых выбросов.

Для очистки загрязненного воздуха, отходящего из газовых

Сушильных установок, применя­ют также топочно-очистные уст- 3 ройства. Очистка газовых выбро­сов в этих устройствах осуще­ствляется путем подачи части £ загрязненного парам« раствори — Р тел ей воздуха в газовую горел­ку, где- он используется в каче — У стве окислителя топлива, а дру-

7 Рис. 8.10. Схема устройства для очи­стки газовых выбросов каталитичес­

Ким сжиганием:

Л — электрокалорифер; 2 — вентилятор; 3 — входной патрубок; 4 — теплоизоляция; 5 — каталитический элемент; 6 — теплообменник;

7 — патрубок для выходов очищенных газов

Рис. 8.11. Схема сушильной установки, оборудованной устройством для ка­талитического сжигания паров растворителей: / — устройство для каталитического сжигания; 2 — калорифер; 3 — вентилятор; 4— корпус камеры; 5 — нагнетательный воздуховод; 6 — терморадиационные газовые па­нели і

Гая часть направляется на дожигание в рабочий объем топки. При 750—900 °С степень очистки воздуха достигает 99,7% и выше, что соответствует установленной норме.

УСК-33 УСК-34 УСК-35 УСК-36 УСК-37 ГНП-4ЛП ГНП-5ЛП ГНП-5АП ГИП-6 ГИП-6 25 40 70 25 70 1000 2000 3000 1000 3000

Ниже приведена характеристика некоторых типовых топоч­но-очистных устройств:

Марка устройства Марка горелки Максимальный расход природного газа, м3/ч Объем очищаемых газовых выбросов,

М3/’Ч

Применение топочно-очистных устройств в сушильных уста­новках обеспечивает экономию природного газа до 20% и более.