印鐵烘房花架清洗方法的改進(jìn)

郭 強(qiáng) 馬鐵栓 張志高

（ 河鋼集團(tuán) 衡水板業(yè)有限公司，河北 衡水053400）

金屬包裝行業(yè)是中國(guó)工業(yè)的重要組成部分，金屬包裝憑借高貴的金屬質(zhì)感、出色的印刷性能等特點(diǎn)，在包裝行業(yè)中占據(jù)著無(wú)可替代的地位。金屬包裝所用的原料多數(shù)為低碳薄鋼板、鍍錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鋁材等。河鋼衡板印鐵機(jī)組原料使用主要以鍍錫薄鋼板（馬口鐵）為主，主要為食品、日化、化工等行業(yè)做印刷服務(wù)。

在金屬包裝材料的加工過(guò)程中，為加強(qiáng)商品包裝美感的同時(shí)防止金屬被腐蝕，需要對(duì)金屬包裝用材料進(jìn)行印涂。由于金屬表面和紙張有所不同，其表面缺乏毛細(xì)孔，因此沒(méi)有附著力，印刷油墨若要定型必須進(jìn)行烘干處理。

1 印鐵機(jī)組花架污染的原因及危害

1.1 印鐵機(jī)組花架污染的原因

傳統(tǒng)烘房的涂布和印刷線在生產(chǎn)中不可避免的會(huì)使用傳統(tǒng)油墨和油性涂料[1]，這些涂料又主要分為環(huán)氧酚醛、環(huán)氧氨基、聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、有機(jī)溶膠等多種類型的涂料，從本質(zhì)上講，涂料在生產(chǎn)時(shí)會(huì)添加含有雙酚A、三聚氰胺、金屬離子的多種添加劑、助劑以及連接劑，當(dāng)涂料運(yùn)送到涂布機(jī)上機(jī)使用時(shí)，在烘房高溫烘烤下，涂料中固體物質(zhì)大部分會(huì)揮發(fā)并形成多種且分、成分復(fù)雜的烴類、甲醛、輕芳香族溶劑以及二甲苯。這類有害物一方面被排放到RTO 中處理，另一部分在揮發(fā)時(shí)粘附到烘房?jī)?nèi)壁、花架、軌道鏈條和管道內(nèi)壁。久而久之，烘房?jī)?nèi)壁和花架逐漸變成金黃色或淺黃色，這也說(shuō)明已花架已到清洗的周期了。

1.2 花架漆膜的危害及清洗的必要性

1.2.1 漆膜中的雙酚A 及衍生物、三聚氰胺等有毒物質(zhì)會(huì)遷移到其它產(chǎn)品

在三鹿奶粉爆發(fā)“三聚氰胺事件”以后，國(guó)家質(zhì)檢局除對(duì)奶粉進(jìn)行嚴(yán)格的排查外，還延伸到了整個(gè)包裝生產(chǎn)鏈的排查，并發(fā)現(xiàn)金屬包裝中也有少量的三聚氰胺存在，隨后引起包裝行業(yè)的關(guān)注，在此需要說(shuō)明的是包裝行業(yè)的三聚氰胺與奶粉行業(yè)的完全不同，并非“有意添加”，而是氨基樹(shù)脂聚合過(guò)程中的原料的一種，因反應(yīng)產(chǎn)物輕度殘留所以會(huì)有少量三聚氰胺遷移。目前國(guó)標(biāo)對(duì)于我國(guó)國(guó)內(nèi)嬰幼兒產(chǎn)品的要求是1mg/kg, 我國(guó)使用的金屬包裝涂料基本都符合要求，但歐盟的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求是0.05mg/kg，更加的嚴(yán)格和苛刻。所以這是花架必須定期清洗的原因之一。

1.2.2 花架上粘附有爐灰、微塵等雜質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量

在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，涂料揮發(fā)的形成的爐灰和環(huán)境產(chǎn)生的灰塵也會(huì)粘附在花架及滾輪上，涂膜后的鐵皮和花架接觸時(shí)就會(huì)在涂層面形成縮孔等質(zhì)量缺陷；由于烘房?jī)?nèi)熱風(fēng)處于循環(huán)加熱狀態(tài)，熱對(duì)流的空氣會(huì)把爐灰的其它雜質(zhì)吹拂起來(lái)，粘附到板面涂層上，由于爐灰一般呈黑色，如產(chǎn)品外觀本身偏淺色，或者爐灰剛好位于產(chǎn)品的淺色位置，明顯的顏色反差非常明顯，導(dǎo)致外觀不良；如果爐灰落在印刷面的條碼或者二維碼內(nèi)，就會(huì)造成條碼/二維碼無(wú)法正常讀?。挥捎跔t灰一般呈顆粒狀，在涂印表面有稍微凸起，制罐和蓋后在輸送時(shí)可能會(huì)讓相鄰罐、蓋表面因摩擦而產(chǎn)生擦傷；鐵皮表面凸起的爐灰也非常容易造成下游用戶模具的損壞。綜上所述，爐灰對(duì)生產(chǎn)高端產(chǎn)品是非常不利且無(wú)法補(bǔ)救的，從確保產(chǎn)品質(zhì)量的角度來(lái)說(shuō)，必須定期清洗花架。這是花架必須定期清洗的第二個(gè)原因。

2 印鐵機(jī)組花架清洗現(xiàn)狀及改進(jìn)

衡板公司印鐵機(jī)組根據(jù)花架附著碳粉、樹(shù)脂量的多少，以及對(duì)印鐵鋼板的負(fù)面影響程度，隨時(shí)對(duì)花架進(jìn)行清洗，周期一般為30-50 天?；芮逑匆惑w機(jī)為廠家配套，其沖洗工藝為：堿液配置、加熱、沖洗、收集、過(guò)濾、再?zèng)_洗，完成后再使用清水沖洗，由于花架樣式特殊，沖洗死角較多，需要進(jìn)行全面清洗干凈，現(xiàn)有沖洗工藝、設(shè)備存在較多缺陷，沖洗時(shí)間較長(zhǎng)，有時(shí)沖洗60 小時(shí)也不能完全達(dá)到生產(chǎn)質(zhì)量要求，嚴(yán)重限制了印鐵機(jī)組的產(chǎn)能發(fā)揮。為此，衡板公司成立攻關(guān)小組，對(duì)印鐵機(jī)組的花架沖洗系統(tǒng)、工藝進(jìn)行全面改進(jìn)，取得了一定成效。

2.1 減少堿液循環(huán)量，保證堿液濃度

花架清洗一體機(jī)內(nèi)堿液儲(chǔ)存量為3m3，一般控制濃度為4%-5%，為方便烘房?jī)?nèi)花架及軌道的檢修維護(hù)，在烘房下方設(shè)有一條深0.4 米、寬1.2 米、長(zhǎng)35 米的檢修通道，在花架沖洗過(guò)程中，大量堿液涌入此通道，須補(bǔ)充大量水，來(lái)保證堿液正常的回流循環(huán)，堿液濃度降低至0.8%左右，嚴(yán)重影響了沖洗效果，若保證堿液濃度，則需加入更多的火堿，增加了沖洗成本。

為解決此問(wèn)題，攻關(guān)小組在此通道前端8 米處，增加一塊擋板，避免了堿液全面進(jìn)入通道，既能保證堿液的正常的回流循環(huán)，又保證了堿液的濃度以及火堿的投放量。

2.2 優(yōu)化并增加噴洗集流管

圖1 為目前烘房的花架樣式，樣貌較為特殊，圖2 為原有噴洗集流管。

由圖2 可以看出，原有噴洗集流管的噴嘴位置設(shè)計(jì)不夠合理，不能全面有效的對(duì)烘房花架進(jìn)行沖洗，為保證沖洗全面，攻關(guān)小組對(duì)噴洗集流管進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)噴嘴的位置進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)增加了噴嘴數(shù)量。為進(jìn)一步提高堿液的沖洗流量，增加了一套噴洗集流管，由于設(shè)備空間限制，攻關(guān)小組對(duì)其進(jìn)行了分體設(shè)計(jì)，將噴洗集流管上方噴嘴獨(dú)立出來(lái)，同時(shí)立管?chē)娤床糠窒噙B，下方噴嘴與立管?chē)娤床糠窒噙B，即多增加了一套立管?chē)娤床糠?，如圖3 所示，為延長(zhǎng)堿液與花架附著樹(shù)脂的溶化反應(yīng)時(shí)間，大幅增加了集流管上方噴嘴數(shù)量，噴嘴也有5L/min 調(diào)整到8L/min。

圖1 烘房?jī)?nèi)花架樣式圖

圖2 噴洗集流管原有設(shè)計(jì)圖

圖3 噴洗集流管現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖

2.3 增加噴洗壓力，提高加熱效率

堿液在沖洗過(guò)程中，分為兩個(gè)階段，一是堿液與樹(shù)脂反應(yīng)，樹(shù)脂層軟化的階段，二是堿液沖刷，樹(shù)脂層剝落的階段。廠家配套的花架清洗一體機(jī)中包含一臺(tái)沖洗泵，其基本參數(shù)為功率3kw，揚(yáng)程25 米，流量14.5m3/h。為提高堿液沖刷力，快速剝落樹(shù)脂層，攻關(guān)小組更換一臺(tái)沖洗泵，揚(yáng)程增至50 米，流量提高到32m3/h。

隨著溫度的升高，堿液與花架上樹(shù)脂層的反應(yīng)時(shí)間會(huì)逐漸縮短，花架清洗一體機(jī)中配置一套功率為15KW 的加熱管，隨著堿液的沖洗循環(huán)，堿液溫度只能維持在30℃，為縮短堿液與樹(shù)脂的反應(yīng)時(shí)間，攻關(guān)小組又增加了一套功率為30KW 的加熱管，增加后，堿液溫度基本可以保持到45℃左右。

2.4 增加一套刷洗裝置[2]及回液過(guò)濾網(wǎng)

為加快樹(shù)脂層在花架上的剝落速度，攻關(guān)小組根據(jù)花架的形狀加工4 塊異形鐵板，每?jī)蓧K鐵板固定一條尼龍毛刷[3]，然后根據(jù)花架的安裝角度，將兩組尼龍毛刷通過(guò)多個(gè)鋼管連接固定，提高其強(qiáng)度，防止花架在行走過(guò)程中帶動(dòng)毛刷，造成單片鐵板受力變形，圖4 為刷洗裝置設(shè)計(jì)圖，鐵板與花架之間安裝尼龍毛刷，即陰影部分，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，毛刷與花架重合部分不超過(guò)3cm，否則將影響毛刷的運(yùn)行。

圖4 刷洗裝置設(shè)計(jì)圖

通過(guò)增加對(duì)花架的噴洗壓力以及刷洗裝置的機(jī)械剝離作用，大量的片狀或塊狀的樹(shù)脂層會(huì)掉落到檢修通道內(nèi)，增加一片回流過(guò)濾網(wǎng)，可以有效的避免回液泵的堵塞，同時(shí)減少堿液與樹(shù)脂的反應(yīng)，減少片堿的使用。

3 結(jié)論

印鐵花架的清潔性直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，也影響一個(gè)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的定位。通過(guò)攻關(guān)小組對(duì)花架?chē)娤吹脑O(shè)備以及工藝參數(shù)的改進(jìn)，不但提高了花架的潔凈度，同時(shí)大幅減少了噴洗花架的時(shí)間，目前花架?chē)娤吹臅r(shí)間基本可以控制在30 小時(shí)以內(nèi)，提高了印鐵機(jī)組的產(chǎn)能。