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[摘要]電鍍要做到清潔生產(chǎn),必須從源頭抓起。在電鍍車間改造設(shè)計時來實施清潔生產(chǎn)技術(shù)是有效的途徑,可實現(xiàn)改善生產(chǎn)環(huán)境、節(jié)能降耗、降低水污染。生產(chǎn)應(yīng)用中收到明顯經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。
[關(guān)鍵詞] 電鍍;清潔生產(chǎn);設(shè)計;應(yīng)用
[中圖分類號]X781.1 [文獻標識碼]B [文章編號]1001-1560(2007)05-0056-02
0 前 言
實現(xiàn)清潔生產(chǎn)是當(dāng)今解決生態(tài)環(huán)境的需要,電鍍這個重污染行業(yè)必須先行。在電鍍生產(chǎn)點的周期性設(shè)備改造時,要按清潔生產(chǎn)的理念進行技術(shù)革新,低投入的簡單重復(fù)或略加改進翻新,達不到實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目的。結(jié)合企業(yè)電鍍車間的實際情況,用全新設(shè)計制定切實可行的方案。也就是說要突出清潔,資金投入恰當(dāng)或略高,生產(chǎn)運行安全、高效、成本低,這樣企業(yè)受益,也造福子孫后代。為此,公司在新一輪電鍍設(shè)備改造時,規(guī)劃將南、北二區(qū)電鍍集中在北區(qū)建電鍍車間和廢水處理站,實施清潔生產(chǎn)設(shè)計,以徹底改變電鍍生產(chǎn)的面貌。
1.清潔型電鍍車間設(shè)計
總原則是在北區(qū)現(xiàn)有電鍍廠房基礎(chǔ)上,利用原裝配車間舊廠房進行整體規(guī)劃布置二條槽長
1.1電鍍工藝
(1)鍍鋅 仍用寬溫、寬電流添加劑BZN 99進行鋅酸鹽鍍鋅,低鉻彩色鈍化、黑鈍化,藍白鈍化改為低鉻三價鉻鈍化。
(2)鍍硬鉻 采用
(3)鍍裝飾鉻 仍用高整平、出光快、高耐蝕性的三層鎳、鉻工藝,無銅離子污染源。光亮鍍鎳采用三級逆流漂洗,定期加熱濃縮回用鎳槽。
(4)鍍化學(xué)鎳 生產(chǎn)需要新增化學(xué)鍍鎳工藝,改部分鍍鉻零件為化學(xué)鍍鎳,減少六價鉻離子的污染。
(5)鋼鐵發(fā)黑 仍用高溫發(fā)黑工藝,后處理改浸脫水防銹油,提高發(fā)黑的耐蝕性,增加甩油工序,降低生產(chǎn)成本和油污染,加溫改為槽內(nèi)電加熱,降低了能耗。
(6)鋁及鎂合金化學(xué)氧化 仍用低鉻化學(xué)氧化工藝。
(7)前處理 5條自動線均設(shè)計一步法電鍍,全部在線上進行前處理。生產(chǎn)量較大的兩條吊鍍鋅線增加低濃度同槽超聲波除油除蠟,利用超聲波空化效應(yīng)使零件的表面及縫隙中的油污、蠟等污垢迅速剝離,從而使工件表面凈化,較大地減輕陰、陽極電解除油的壓力,電解除油改為低磷低堿中溫配方,降低工作溫度和電流,保證除油零件全潤水,產(chǎn)生的堿膜薄,鹽酸去膜濃度控制在原配方的2/3以下,減少強堿和強酸的用量,較大地改善了生產(chǎn)環(huán)境,消除了繁重的零件裝掛先除油的手工操作環(huán)節(jié)。
1.2 電鍍設(shè)備
設(shè)備的設(shè)計和選擇除了新型、安全、可靠、實用,最重要的是利于清潔生產(chǎn),提高資源利用率,消除生產(chǎn)過程中的跑、冒、滴、漏來盡可能杜絕廢水廢氣的污染,對關(guān)鍵性設(shè)備和元器件堅持采用國內(nèi)名牌或進口品牌。
(1)手動線改為微機智能控制自動線 電鍍車間批量大的鍍鋅、發(fā)黑5條線改為一步法微機智能控制自動線,只需人工上下掛。配備自動控溫、定時、連續(xù)過濾、空氣攪拌等,行車運行用無級調(diào)速變頻器,能慢速啟動、停止和快速運動,吊鍍鋅線設(shè)幾套控制程序可分別進行彩色、黑色、籃白的自動鈍化,提高了生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制水準。鍍鋅、發(fā)黑、除油、酸洗、鈍化等槽行車上行吊鉤到位設(shè)有最佳10s左右延時功能,掛具和零件上鍍液50%以上自流回槽,節(jié)約化工原輔料,減少廢水處理量。
(2)自動線行車、工藝槽、管道及整體外觀 生產(chǎn)線均采用中軌式行車,結(jié)構(gòu)簡單明快,維修方便,外涂玻璃鋼防腐蝕層。工藝槽安裝在用環(huán)氧夾布玻璃鋼的防腐蝕地面上(需要高耐蝕性地面輔以厚花崗巖),工藝槽、管道、加溫管、空氣攪拌、冷卻管等根據(jù)使用要求選用鈦、不銹鋼、PVC、PP,鋼體內(nèi)襯PVC軟塑,板外涂玻璃鋼,各工藝槽出口管道連接相應(yīng)的廢水處理管道。
自動線利用兩邊高
(3)清水槽結(jié)構(gòu)改進 鍍件清洗水是主要電鍍廢水之一,幾乎要占車間廢水排放量的80%以上。原手動線各清洗槽為單體進出水,自動線改為流向合理的二聯(lián)、三聯(lián)槽,進水槽為某工序的末位清洗槽,一水多用循環(huán)回至2～3槽,部分清洗要求嚴格的增裝噴淋、壓縮空氣攪拌和超聲波清洗,提高清洗效果(尤其碰焊件),減少生產(chǎn)用水1/2以上。
(4)抽風(fēng)機等設(shè)備改進 抽酸、堿風(fēng)機增加噴淋液化裝置,廢液排入相應(yīng)廢水池。拋光機改為吸塵拋光,重灰塵落入箱內(nèi),定期清理排出,輕灰塵通過出風(fēng)口排入水中。
(5)加工藝槽蓋板 設(shè)計簡單輕便的槽蓋板,在公休日或停產(chǎn)時,將酸、堿、加溫鍍槽等槽面蓋住,防止空氣中灰塵落入,并減輕槽液中氣體外逸造成的成分損失和設(shè)備腐蝕,同時還有減輕環(huán)境污染和保溫功能。(6)整流器 改用節(jié)能、體積較小的可控硅整流器,安裝在離鍍槽近且通風(fēng)良好的房內(nèi)。電流電壓調(diào)整設(shè)在自動線上對應(yīng)的槽旁,直觀且操作方便。鍍硬鉻采用自動換向硅整流器。
1.3 廢水處理
廢水處理站設(shè)計把車間多種多股廢水歸納為三大類廢水(重金屬離子廢水、發(fā)黑廢水、混合廢水),采用較先進的智能控制和可靠、實用、低成本的處理方案。利用高于地面的中軌式電鍍自動線工藝槽的出口接管道,直接排入低于地面的相應(yīng)廢水處理池中,分別用化學(xué)法、物理化學(xué)法、酸堿中和法來處理。廢水處理中對各抽水泵的開關(guān)實行智能控制,具有自動報警功能,操作電腦可查pH值、抽水量、各泵工作時間。配備貯廢酸、廢堿池,用于廢水處理時調(diào)整各池pH值。配備簡單可行的凈化、回收混合廢水裝置,90%回用到水質(zhì)要求不太高的發(fā)黑線及鍍鋅前處理清洗,年節(jié)水30萬t。廢水處理產(chǎn)生廢泥、廢渣經(jīng)壓濾取出入池,定期運至專用的儲存地。
1.4 保障措施
(1)車間經(jīng)常組織職工學(xué)習(xí)清潔型電鍍生產(chǎn)、設(shè)備保養(yǎng)維護方面的知識。同時,制定了相關(guān)的規(guī)章制度,使生產(chǎn)人員都能按規(guī)章操作。
(2)要求維修人員在生產(chǎn)空閑期對自動線設(shè)備進行必要檢修,易損件定期更換;現(xiàn)場工藝人員對鍍液進行周期性的處理、更換和用瓦楞板對鍍液進行小電流去除異金屬雜質(zhì),確保設(shè)備完好,保持鍍液長期穩(wěn)定,生產(chǎn)時3班運轉(zhuǎn)安全正常。
(3)建立小試驗跟蹤工藝線鍍液的制度,在實驗室用霍爾槽,小槽模擬大槽試驗,發(fā)現(xiàn)鍍液故障苗頭,及時進行調(diào)整,保證3班穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。
(4)對生產(chǎn)線上的超聲波除油除蠟、低鉻鈍化槽等,制定了定期更換制。不允許勉強延長使用,既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又降低消耗。如低鉻彩色鈍化,使用時間越長鈍化液中鋅鐵離子濃度越高,添加時鉻酐、硫酸量超過配槽量,清洗水Cr6+含量也偏高。工藝規(guī)定兩至三班制,生產(chǎn)5d更換一次,減少了鉻酐用量,保證了低鉻鈍化液的濃度和清洗水的Cr6+排出量。
(5)設(shè)計掛具時,采用合理的工件懸掛方式,在保證良好導(dǎo)電基礎(chǔ)上盡量減少掛具面積,利于溶液回流鍍槽,減少了溶液的帶出。
(6)對工作溫度較高,有危害性氣體逸出的溶液,添加抑霧劑,減少蒸發(fā)量20%～50%,阻絕部分污染源,改善了生產(chǎn)環(huán)境。
2 清潔型電鍍自動線的生產(chǎn)應(yīng)用
2005年8月,電鍍車間改造完畢,三班生產(chǎn)運行至今
微機智能控制自動線生產(chǎn)準確地按設(shè)定成熟工藝流程運轉(zhuǎn),消除人為因素干擾,電鍍產(chǎn)品合格率從原來的70%～85%上升為現(xiàn)在的95%以上。每條線每班減少開行車人員2名。
自動程序控制中設(shè)定某些工藝槽行車上行延時,零件清洗干凈有序,各種槽液相當(dāng)穩(wěn)定,只要按正常消耗量添加化工材料,基本無故障,保證了生產(chǎn)周期,節(jié)約了大量原料。
自動線設(shè)計的功能先進、安全、節(jié)能、故障率低,日常維修減少,勞動強度和運行總成本下降。
經(jīng)濟效益明顯,年節(jié)水500000t×1.54元/t=77萬元,年節(jié)約維修費用7.8萬元,年節(jié)約化工輔料35萬元,減員10人×2萬元/年=20萬元,其他忽略不計,年節(jié)約資金合計139.8萬元。
車間內(nèi)前處理增加超聲波除油除蠟,降低電解除油堿濃度、電流密度、酸洗鹽酸濃度,空氣質(zhì)量明顯變清新,經(jīng)環(huán)保部門檢測達標(見表1)。室外抽風(fēng)機加凈化裝置,保證了基本無有害氣體散發(fā),生產(chǎn)環(huán)境得到改善。
清潔型電鍍車間生產(chǎn)運行,明顯改善了環(huán)境,產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
