铝材粉末喷涂生产线设计参数与工式

一、产量和链速计算
(1)按产量要求确定链速
①卧式线计算条件示例
年产量：6000t/a；
标准铝型材尺寸：7000mm×50mm×50mm；
标准铝型材表面积：400m²/t；
每排悬挂铝型材面积：7．0×1．5×2=21m²；

每排悬挂铝型材净重：52.5kg；


图为：某铝材厂新安装的铝材静电粉末喷涂生产线
排间距：7600mm；
工作制度：300d/a×24h/d×83．3%(用于换粉、交接班等的机时系数)=6000h/a；
设计成品率：95%。
②卧式线计算示例

V=Q÷η÷Τ÷(λ÷p)
(6000t/a÷95%÷6000h/a÷60min/h)×1000kg/t÷(52.5kg÷7.6m)
17.544kg/min÷6.91kg/m=2．54m/min

式中 V----链速/m·min^-1；
Q——年产量/t·a-¹或kg·a^-1；
η——设计成品率/%；
Τ——年有效工作时间/h·a^-1；
λ——每排铝材净重/kg；
p——排间距/m。
从上可以看出，在工作制度和铝型材规格不变的条件下，在满足产量要求的同时，降低链速(意味着降低隧道式固化炉的长度和设备造价)的最好办法是增加铝排排重，其中最有效的措施是增加排宽及尽可能缩短排间距。
③立式线计算条件示例
年产量：20000t/a：
标准型材尺寸：7000mm×50mm×50mm：
标准型材表面积：400m²/t；
每根悬挂型材面积：1.25m²：
每根悬挂型材净重：3.125kg：’
工件间距：133mm：
工作制度：300天/年×24h/d×83．3%(用于换粉、交接班等的机时系数)=6000h/a；
设计成品率：95%。
④立式线计算示例

V=Q÷η÷Τ÷(λ₁÷ρ₁)
(20000t/a÷95%÷6000h/a÷60min/h)×1000kg/t÷(3.125kg/O.133m)
58.48kg/min÷23.50kg/m=2.49m/min

式中 λ₁——每根铝型材的质量/kg；
ρ₁——工件间距/m；
其他符号含义同卧式线。
从上可以看出，在工作制度和型材规格不变的条件下，在满足产量要求的同时，降低链速(意味着降低隧道式前处理通道的长度和固化炉的体积及设备造价)的最好办法是缩短工件间距，因此，采用多间距挂具(根据型材规格确定适当的间距)对于保持生产线的高产、高效具有重要意义。
⑤小巧型生产线的生产效率为每8min一排料，因此，其产量主要取决于挂具的高度(目前有1250mm和1500mm两种规格)和每排的挂重。此时，挂具的设计成为影响产量的重要因素。
(2)按链速确定产量
计算条件同上，计算链速为2.5m/min时卧式线和立式线的产能。
卧式线产能Q1为：

Q1=V×(λ÷ρ)×ΑΤ×η
2．5m/min×(52.5kg÷7.6m)X6000h/a×60min/h×95%
17．27h/min×360000min/a×95%=5906340kg/a=5906t/a

立式线产能Q₂为：

Q₂=V×(λ₁÷ρ₁)×Τ×η
2.5m/min×(3．125kg/0.133m)×6000h/a×60min/h×95%
58.74kg/min×360000min/a×95%=20089t/a

2．2静电喷粉室排风量计算
静电喷粉室排风量计算的基本原则是：①不让喷粉房中的粉尘外溢扩散至车间内；②保证喷粉房内的粉尘浓度在允许的安全范围之内；③保证具有良好的涂着效率，防止工件上已经涂着的粉末被风吹掉。
从防止粉尘外溢计，

Q₁3600(A_l+A₂+A₃+A₄)V+N_q

式中 Q₁——按卫生要求计算的最小排风量/m³·h^-1；
A_l——工件进出口面秽m²；
A₂——喷枪口工作面积/m²；
A₃——输送链出人口面秽m²；
A₄——手喷口面秽m²；
V---开口处断面风速，一般取0．5—0．6m/s；
N——喷枪数量，支；
q——每支喷枪的用气量/m³·h·支^-1
从安全角度计，

Q2=[G·n(1一k)·k₁·k₂]/0.5c

式中 Q₂——按安全要求计算的最小排风量／m³·h^-1；
G——单支喷枪最大出粉量/g·min^-1；
n——同时喷涂的喷枪数；
k——粉末上粉率，一般根据喷枪和工件形状不同取0.4～0.8；．
k₁——工件不连续进入(工件间有间隙)积粉系数，1.2～1.6；
k₂——粉末在喷粉室内悬浮系数，一般为0.5～0.7；
c——粉末爆炸最低浓度，不知最低爆炸浓度者，其最高浓度不允许超过15g/m³；
0.5——安全系数
从防止工件上的粉末被风吹掉计，

Q3=3600·A·V

式中 Q₃——按喷涂效率要求计算的最大排风量/m3·h^-1；
A——喷房排风面断面积/m²；
V---工件面风速/m·S^-1，一般不超过0.7m·s^-1。
经过上述计算后，比较Q₁和Q₂的大小，以其中最大的排风量附加l0%～l5%的系统漏风量后作为喷房的排风量Q，并与Q₃相比较，如果Q≤Q₃，则计算有效；否则，应调整喷房尺寸，重新设计计算。
2．3喷枪数量的计算
生产线喷枪数量计算的基本原则是：满足最恶劣条件下的产量和品质要求。
卧式线喷枪数量计算：

N=[(S/L)·V·(δ·y)/k]/α

式中 N——喷枪数量/支；
S——每排铝材表面积/m²；
L——铝材长度/m；
V----链速/m·min^-1；
δ——要求膜厚/μm；
y——粉末涂料密度/g·cm^-3；
k——最低上粉率，一般取0.5～0.6；
α——喷枪在最恶劣条件下保证涂层良好品质的喷粉量，一般取90～120g/min
立式线喷枪数量计算：

N=[(V/p₁)·S₁·(δ·y)k]/α

式中 p₁——工件间距/m；
S₁——每根型材表面积/m²
其他符号含义同卧式线。
经过上述计算后，再根据喷枪布置特点和喷房设置特点进行适当调整。