关于型钢预处理线的探讨与发展

关于型钢预处理线的探讨与发展

丁亚东

身份证号：5224011981****2051

摘要：钢材预处理线技术是指钢材在加工前进行表面物理处理并涂上一层保护膜的加工工艺。钢材预处理可以提高机械产品和金属构件的耐腐蚀性能，提高钢板的抗疲劳性能，延长其使用寿命；同时可以优化钢材表面工艺的生产状态，有利于数控切割机的下料和精密下料。

关键词：钢材;预处理;

钢材预处理是在钢材切割下料、焊接前，对表面进行除油、除锈、除氧化皮的一种处理手段，在机车车辆、工程机械、钢结构制造等行业广泛应用。针对钢材规格和表面状态采取不同的处理手段，热轧钢板及型钢普遍采用机械抛丸、喷丸等处理，而冷轧钢板通用的处理措施是化学清洗、磷化。

一、预处理现状及改造的必要性

1.钢材预处理的现状和存在的问题，说明了改造的必要性，并就新工艺的选择提出了建议。丸料循环筛选，丸料循环筛选系统可分为丸料循环系统和丸料分选装置两部分。丸料循环由丸料仓、喂丸管、丸料阀门、抛丸器、室体、纵向螺旋、横向螺旋、斗式提升机、分离器螺旋等组成。其丸料循环流程为：丸料仓一丸料阀门一喂丸管一抛丸器一工件表面一辊刷清扫一收丸螺旋一清理室一过渡网一抛丸室一纵向螺旋一横向螺旋一斗式提升机一分离器螺旋一分离器一丸料仓。纵向螺旋位于抛丸室、中间室和清扫室的底部，螺旋叶片分左右旋向装焊在传动轴上，电动机带动螺旋轴旋转将丸料输送到一个卸料口。卸料口下部装有一台横向螺旋输送机，它将丸料输送到斗式提升机。斗式提升机由摆线针轮减速机、上下滚筒、传动带、料斗、封闭料筒和涨紧装置组成，斗式提升机的进料口与横向螺旋相连，其出料口与分离器螺旋相连。为了保证斗式提升机工作时胶带与滚筒表面不打滑，滚筒表面用钢板焊成鼠笼形。抛丸清理机工作前，应确保室体、螺旋输送机和斗式提升机中的丸料均匀进入丸料仓，以保证系统空载启动。

2.喷漆系统人员的操作。自动喷漆室由变频调速器、电机、传动链、牵引链、喷漆小车、喷漆测宽装置、室体、拖链和高压无气喷涂机等组成。其牵引方式是采用电机直接驱动，喷漆小车无论是否喷漆都在不停地往复移动。为了控制工件表面喷涂涂膜厚度，可通过调整小车移动速度、喷嘴大小和选择工作方式来实现，操作方式的选择主要是适应全线辊道输送速度来实现”单覆盖”或”双覆盖”甚至”三覆盖”的要求。

二、抛丸预处理及车间底漆防护

钢材预处理主要作用归纳为以下几点：1）优化钢材表面状态，保证切割、焊接质量。2）钢材表面清洁且有一定粗糙度，提高油漆涂层附着力。3）批量处理提高效率，结构简单，保证处理质量。钢材除锈后应及时喷涂车间底漆（预涂底漆），防止暴露在大气条件下再次生锈。车间底漆还能有效抵御贮存、加工生产过程中各种油液对钢材表面侵蚀污染。此外车间底漆对于成型工件内腔、重叠、死角等不易后续喷漆防护部位也起到一定的局部防腐作用。

三、生物转化膜技术

生物转化膜层这是最近新兴的一种原材料表面预处理技术，它适用于不同的原材料，应用面更广，是未来原材料预处理的一种发展趋势。研究表明，生物转化膜层上涂覆油漆后其复合涂层的附着力、耐冲击技术指标优异，表明其与油漆配套性能优良。生物转化膜可以成为钢材预处理中预涂底漆和磷化的理想替代技术。

1.生物转化膜层性能特点。1）膜层微薄透明。2）膜层致密，具有特定的防腐性能，满足钢材过程防腐要求。3）膜层耐高温且具有导电性能，对切割下料、焊接没有影响。4）附着力优异，与油漆配套涂装性能良好，不影响后续油漆涂装。

2.主要性能指标。生物转化膜层致密，防腐性能良好，具有优异的耐高温性能，良好的切割及焊接性能。

3.生物转化膜的应用。（1）应用范围探讨。1）在钢材抛丸预处理线上典型应用方法，用生物转化膜剂代替常规的车间预涂底漆，涂覆在抛丸处理后的钢材表面，干燥后形成防护膜层。2）在磷化生产线上，首先用化学方法清洗冷轧钢板表面防锈油脂，用生物转化膜制剂代替磷化液对钢板或工件浸涂处理。3）冷轧钢板轧制生产中，可直接使用生物转化膜制剂代替防锈油，减少了钢板使用前先除油再防锈工序，大大提高生产效率，节省社会资源。）机械加工表面涂抹生物转化膜制剂，形成干式保护膜，在装配、贮存期间起到防锈作用。（2）工艺流程。在钢材抛丸处理涂覆生物转化膜工艺流程：钢材抛丸除锈→清洁处理→喷涂生物转化膜液剂→干燥成膜。冷轧钢板涂覆生物转化膜工艺流程：脱脂→水洗→除锈→水洗→浸涂生物转化膜液剂→干燥成膜。（3）工艺条件、技术参数。1）钢材表面经处理后应无明显油污、锈蚀，抛丸除锈等级应达到Sa 2.5级。2）在钢材预处理生产线上通常采用空气喷枪喷涂，通过设定喷枪流量、喷涂扇面宽度、喷枪距离、速度等参数控制液体涂覆量和膜层厚度，以钢材表面完全润湿、均匀覆盖、无漏涂、无积液为宜；采用浸涂施工时，保证涂覆表面与液体充分接触，工件在槽液体中保持时间30 s左右即可。3）生物转化膜制剂为单组分溶液，性能稳定，无变质、干结凝固、沉积等问题，无需调配直接使用，即开即用，喷涂系统不用清洗。4）生物转化膜剂可以在5℃以上条件下反应，一般在室温下可正常生产。5）生物转化膜剂在钢材表面的干燥成膜温度范围宽泛，温度高加快反应成膜速度。温度控制在35～55℃范围内能效比较高，可根据生产节拍和效率灵活掌握。在高温干燥季节可常温成膜，不用加热干燥。（4）应用问题说明。1）钢材抛丸产生的热量可以使钢材表面温度升高，一般能达到40℃以上，有利于生物转化膜的反应及成膜质量。低温条件下施工可适当对工件进行加热。2）在实际应用中，因钢材规格、材质不同，成膜质

量和外观效果有所不同，基本呈现金属本色。钢材表面处理等级越高，越有利于反应成膜。3）表面出现膜层局部泛白现象，一般是由于表面清洁度不良（油、锈、灰尘、杂质）或表面温度低造成成膜反应不彻底。出现发白等问题时，可以用生物转化膜原液擦拭处理或打磨清理后重新喷涂。4）在油漆前表面处理工序，膜层发白部位应作为预处理表面清洁度不良的明显标记，进行重点处理。5）生物转化膜层是一种理想的工序防护涂层，但不能完全代替防锈底漆使用，在后续涂装时应进行完整油漆涂装体系的施工。

4.生物转化膜应用效果综述。1）生物转化膜剂对基材适应性强，施工条件宽泛，比较适合在预处理工序使用，膜层具有的防腐性能满足钢材正常加工、室内贮存1a以上要求。2）生物转化膜制剂为水性材料，无“三废”排放，对身体和环境无伤害、无污染，环保效果突出。同时生物转化膜施工可节省操作人员劳保用品、设备环保材料消耗。3）生物转化膜常温施工，低温干燥成膜。与预涂底漆相比，较大程度降低烘干温度，节能效果显著。4）1kg生物转化膜制剂可涂覆面积25 m2以上，单位面积材料成本大大降低，直接材料费用只相当于预涂底漆及稀释剂的1/2。5）膜层具有良好的切割及焊接性能，不需打磨直接焊接，保证了焊缝质量。与传统的喷涂预涂底漆的预处理方法相比，节省了打磨占用的大量人力、物力、场地、时间。6）膜层透明，对钢材预处理除锈质量及后续表面处理质量直观，易查可控，可以避免除锈不良造成后续涂装质量隐患。7）膜层附着力强，与各种油漆配套性良好，喷漆前只需进行简单的表面清洁即可喷漆施工。8）生物钝化膜制剂在贮存、运输、施工过程中无火灾等安全隐患。

总之，钢材预处理是钢材加工过程中不可或缺的一步。不同的预处理方法适用于不同的钢材类型和加工要求。在预处理时，需要根据钢材表面的实际情况和加工要求选择合适的预处理方法，并注意操作过程中的安全问题。

参考文献：

[1]赵鹏．浅谈型钢预处理线的探讨与发展．2022.

[2]陆辉.关于型钢预处理线的探讨与发展.2021.