Какова технологическая цепочка линии нанесения покрытия на рулонный металл?

Линия нанесения покрытия на рулонный металл обрабатывает рулон чистого металла через точно последовательные этапы: размотка и соединение, буферизация входного аккумулятора, предварительная химическая обработка, нанесение и отверждение грунтовки, нанесение и отверждение верхнего покрытия, дополнительное нанесение заднего слоя, охлаждение и закалка, выходной аккумулятор с последующей размоткой или обрезкой по длине. Этот непрерывный процесс, протекающий со скоростью линии обычно от 40 до 150 метров в минуту в зависимости от типа покрытия и подложки, наносит органические покрытия на плоскокатаную металлическую полосу за один высокоавтоматизированный проход. Полученный предварительно окрашенный рулон затем отправляется последующим производителям для формования готовой продукции, такой как строительные панели, корпуса бытовой техники, автомобильные компоненты и упаковка, без какой-либо дополнительной обработки поверхности. Детальное понимание каждого этапа технологического процесса необходимо для оценки конструкции линии, устранения дефектов покрытия, определения параметров процесса для новых систем покрытия и выбора подходящей системы. Линия для нанесения покрытия на металлические рулоны конфигурация для заданных производственных требований.

Обзор: концепция непрерывного рулонного покрытия

Рулонное покрытие, также называемое непрерывным полосовым покрытием или производством предварительно окрашенного металла, по сути, представляет собой производственный процесс с рулона на рулон, в котором металлическая полоса разматывается на входном конце, непрерывно обрабатывается на последовательных станциях обработки и нанесения покрытия и сматывается на выходе. конец. Ключевым инженерным достижением процесса является обеспечение непрерывного движения полосы по всей линии без остановки, даже если на входном рулоне заканчивается или необходимо заменить выходной рулон.

Это достигается за счет секций накопителей — больших петлевых башен или спиральных накопителей, в которых хранится буфер полосы, — расположенных как на входном, так и на выходном конце секции обработки. Накопляющий буфер ленты позволяет секциям входа и выхода ненадолго останавливаться для присоединения или замены рулонов, в то время как технологическая секция продолжает работать на полной скорости, сохраняя качество покрытия и стабильность процесса.

Современные линии для нанесения рулонного покрытия разработаны на основе принципа, согласно которому качество покрытия гораздо более стабильное и контролируемое при нанесении на плоскую полосу на высокоскоростной непрерывной линии, чем при нанесении на формованные детали по отдельности. Вот почему металл с рулонным покрытием используется вместо последующей окраски практически во всех крупносерийных производствах, где геометрия готового продукта может быть сформирована из предварительно окрашенной полосы.

Ключевые параметры процесса

Весь процесс управляется небольшим количеством главных параметров, которые каскадно действуют на все последующие переменные:

• Скорость линии: Обычно от 40 до 150 м/мин для стандартных органических покрытий; более высокие скорости требуют более короткого времени выдержки в печи и поэтому предпочтительны для более тонких покрытий на более легких основах.
• Пиковая температура металла (ПМТ): Максимальная температура, которую достигает металлическая полоса внутри печи отверждения, обычно составляет от 215 до 260 градусов Цельсия для покрытий на основе полиэстера и до 280 градусов Цельсия для высокоэффективных систем, таких как ПВДФ или пластизоль (Источник: Европейская ассоциация рулонного покрытия, ECCA, Техническое руководство по рулонному покрытию).
• Вес покрытия: Толщина сухой пленки (ТСП) каждого слоя покрытия обычно составляет от 5 до 30 микрон для слоев грунтовки и от 15 до 60 микрон для слоев верхнего покрытия в зависимости от требований применения.
• Концентрации в ванне для химической предварительной обработки: Точный контроль для достижения равномерного веса конверсионного покрытия на поверхности металла перед нанесением грунтовки.

Этап 1: Входной участок — размотка, соединение и подготовка подачи

Входная секция линии нанесения покрытия на рулонный металл принимает рулоны чистого металла со склада — обычно это горячеоцинкованная сталь, алюминиевый сплав, холоднокатаная сталь или электрооцинкованная сталь — и подготавливает непрерывную подачу полосы для последующей технологической секции.

Откатные барабаны и загрузка рулонов

Большинство производственных линий для нанесения покрытия на рулоны оснащены двумя разматывающими катушками (разматывателями), что позволяет работать одному рулону, пока следующий рулон загружается и наматывается на второй барабан. Вес рулонов для производственных операций обычно варьируется от 5 до 30 тонн на рулон в зависимости от материала подложки и толщины, а отводящая катушка должна иметь возможность контролируемого замедления по мере уменьшения диаметра рулона и облегчения рулона.

Устройство для выравнивания полосы или система уздечных роликов на отводящей бобине удаляет набор бухт — остаточную кривизну полосы с момента ее намотки на бухту — что в противном случае могло бы вызвать проблемы с отслеживанием полосы на технологическом участке и неравномерное нанесение покрытия. Для толстых или высокопрочных оснований могут потребоваться многовалковые правильные головки для достижения необходимой плоскостности.

Соединение: сшивание или сварка

Когда рабочий рулон почти исчерпан, линия замедляется, пока конец полосы рабочего рулона соединяется с головкой полосы следующего рулона. Используются два метода соединения:

• Сшивание: Концы полосок перекрываются и механически скрепляются вместе с помощью ряда взаимосвязанных язычков, пробитых сшивающей головкой. Сшивание происходит быстро (обычно от 30 до 60 секунд) и не требует нагрева, что делает его пригодным для материалов с покрытием или предварительно обработанных материалов. Сшитое соединение создает небольшое изменение толщины, которое необходимо отслеживать на протяжении всего технологического участка.
• Сварка: Концы полосы свариваются встык с помощью лазерной или контактной сварки, создавая соединение почти заподлицо с поверхностью полосы. Сварка обеспечивает более постоянную толщину соединения, но требует немного большего времени соединения и тщательного обращения с зоной термического влияния для некоторых материалов основы.

Входной аккумулятор

После станции соединения входной аккумулятор сохраняет длину полосы, достаточную для поддержания работы технологического участка на полной скорости во время операции соединения — обычно полоса от 200 до 600 метров в зависимости от скорости линии и времени соединения. Аккумулятор заполняется во время нормальной работы (когда секция входа работает быстрее, чем секция процесса) и разряжается во время операции соединения (когда секция входа остановлена, но секция процесса продолжается). В накопительной башне используется ряд фиксированных и плавающих роликовых узлов для размещения петли полосы, при этом положение плавающей каретки постоянно контролируется и контролируется для поддержания натяжения полосы.

Этап 2: Секция предварительной химической обработки

Химическая предварительная обработка – это этап, который наиболее непосредственно определяет долговременную адгезию и коррозионную стойкость нанесенной системы покрытия. Даже самое качественное органическое покрытие преждевременно выйдет из строя, если его нанести на плохо подготовленную или загрязненную металлическую поверхность. Секция предварительной обработки превращает голую металлическую поверхность в химически восприимчивую, устойчивую к коррозии основу посредством последовательной очистки, промывки, нанесения конверсионного покрытия и сушки.

Щелочная очистка

На первом этапе предварительной обработки удаляются масла, смазки для прокатки, поверхностные оксиды и твердые загрязнения, накопившиеся на поверхности полосы во время холодной прокатки и транспортировки. Щелочная очистка обычно выполняется в один или два этапа с использованием распылительной или погружной системы, при этом чистящий раствор поддерживается при повышенной температуре (обычно От 55 до 75 градусов Цельсия ) для повышения эффективности эмульгирования масла.

Щелочные очистители на основе поверхностно-активных веществ поднимают и эмульгируют масла, оставаясь при этом химически совместимыми с химическими составами последующих конверсионных покрытий. Эффективность стадии щелочной очистки имеет решающее значение — остаточные загрязнения поверхности действуют как барьер между металлом и конверсионным покрытием, создавая локальные области плохой адгезии, которые проявляются в виде вздутий или отслаивания покрытия при эксплуатации.

Этапы промывки

После секции очистки следует несколько стадий промывки для удаления остатков чистящего средства и загрязнений с поверхности полосы перед конверсионным покрытием. Используются минимум два этапа промывки — обычно промывка рециркуляционной водой, за которой следует промывка пресной водой, причем последнее ополаскивание непосредственно перед конверсионным покрытием осуществляется деминерализованной или деионизированной водой, чтобы предотвратить загрязнение ванны конверсионного покрытия минеральными отложениями.

Нанесение конверсионного покрытия

Конверсионное покрытие химически реагирует с поверхностью металла, образуя тонкий, плотно прилегающий неорганический слой, который обеспечивает переход между чистым металлом и органической грунтовкой, расположенной выше. Этот слой конверсионного покрытия выполняет две функции: он значительно улучшает адгезию грунтовки к металлической подложке и обеспечивает защитную защиту от коррозии, которая замедляет распространение любого нарушения покрытия в процессе эксплуатации.

В современном рулонном покрытии используются три химического состава конверсионного покрытия:

• Хроматное конверсионное покрытие: Исторически наиболее широко используемый химический состав, обеспечивающий превосходную защиту от коррозии и усиление адгезии. В настоящее время в значительной степени снят с производства в Европе и ограничен на многих рынках из-за токсичности и экологической классификации соединений шестивалентного хрома в соответствии с правилами, включая REACH и RoHS.
• Конверсионное покрытие из трехвалентного хрома (Cr-III): Альтернатива шестивалентному хромату с меньшей токсичностью, обеспечивающая аналогичное усиление адгезии со значительным снижением опасности для окружающей среды и здоровья; теперь стандарт на рынках, где использование хромата ограничено
• Бесхроматное конверсионное покрытие (на основе циркония или титана): Самый экологически безопасный вариант, который в настоящее время широко применяется, особенно в секторе рулонного покрытия алюминия; требует тщательного контроля процесса для достижения веса покрытия и улучшения адгезии, эквивалентного хроматным системам (Источник: ECCA, Предварительная обработка для рулонного покрытия, Серия технических документов)

Сушка и нагрев полосы перед нанесением покрытия

После окончательного ополаскивания полоса проходит через сушильную печь или систему воздушных ножей для удаления остаточной влаги перед входом в секцию нанесения покрытия. Попадание в устройство для нанесения грунтовочного покрытия с влажной полосой поверхности приведет к разбавлению грунтовочного покрытия в месте нанесения, что приведет к изменению толщины пленки и проблемам с адгезией. В некоторых конструкциях линий также используется секция предварительного нагрева полосы между сушкой и нанесением грунтовки, чтобы улучшить растекание и выравнивание грунтовки сразу после нанесения.

Этап 3: Нанесение грунтовки и отверждение

Грунтовка — это первый слой органического покрытия, наносимый на предварительно обработанную металлическую поверхность. Его основными функциями являются усиление адгезии между конверсионным покрытием и верхним слоем, дополнительная защита от коррозии и обеспечение однородной основы для верхнего слоя верхнего покрытия.

Метод нанесения валкового покрытия

Практически на всех производственных линиях для нанесения рулонного покрытия используется валковое нанесение покрытия, в частности, трехвалковая или двухвалковая головка для нанесения покрытия, а не распыление или наливное покрытие. Устройство для нанесения покрытия валиком наносит жидкое покрытие на поверхность полосы посредством точной геометрии зажима между аппликаторным валком (который собирает покрытие с лоткового валика, движущегося в лотке для нанесения покрытий) и опорным валком (который поддерживает полосу снизу в точке нанесения).

Вес пленки, наносимой на поверхность полосы, регулируется давлением зажима между аппликатором и опорными валками, скоростью вращения каждого валка относительно скорости полосы и вязкостью материала покрытия в ванне. Соотношения скоростей валков — скорость вращения валика аппликатора, выраженная в процентах от скорости полосы, — обычно находятся в диапазоне От 110 до 130% в прямом режиме (поверхность валика движется в том же направлении, что и полоса), обеспечивая сглаживающий эффект на нанесенную пленку, или в обратном режиме (поверхность валика движется противоположно полосе) для различных характеристик применения (Источник: Национальная ассоциация рулонного покрытия, NCCA, Обзор процесса рулонного покрытия).

Печь для отверждения грунтовки

После нанесения грунтованная полоса немедленно попадает в печь для отверждения грунтовки, где тепло заставляет жидкое покрытие растекаться, выравниваться, а затем сшиваться в твердую, липкую пленку. Печь отверждения обычно представляет собой конвекционную печь с прямым нагревом, газовым нагревом или конвекционную печь с косвенным нагревом, предназначенную для нагрева полосы до требуемой пиковой температуры металла (ПМТ) покрытия в течение доступного времени выдержки в печи, определяемого скоростью линии и длиной печи.

Температурные профили печи тщательно разработаны для обеспечения достаточного количества тепла для полного отверждения покрытия без превышения PMT, указанного для системы покрытия или сплава подложки. Undercure позволяет получить пленку с недостаточной плотностью поперечных связей. , что приводит к плохой твердости, гибкости и стойкости к растворителям; переотверждение приводит к охрупчиванию и может привести к обесцвечиванию светлых систем покрытия. Для большинства полиэфирных и полиуретановых грунтовочных систем целевая температура PMT составляет от 215 до 232 градусов Цельсия, поддерживаемая в течение времени выдержки, рассчитанного на основе тепловой модели печи для конкретных условий эксплуатации.

Закалка водой после отверждения грунтовки

Сразу после выхода из печи отверждения грунтовки полоса быстро охлаждается с помощью водяного закалочного спрея, чтобы снизить температуру полосы до уровня, подходящего для обработки и нанесения верхнего покрытия — обычно ниже 50 градусов Цельсия. Быстрая закалка горячего отверждения грунтовки останавливает любую остаточную тепловую реакцию и предотвращает повреждение качества пленки грунтовки под воздействием тепла. Качество закалочной воды контролируется (обычно умягчается или деионизируется), чтобы предотвратить минеральное окрашивание поверхности грунтовки перед нанесением верхнего слоя.

Этап 4: Нанесение и отверждение верхнего покрытия

Верхнее покрытие – это внешний слой покрытия, который обеспечивает внешний вид, цвет, уровень блеска и основные свойства устойчивости к атмосферным воздействиям готового продукта. Это слой покрытия, видимый конечному пользователю продукта с покрытием, и, следовательно, наиболее критичный для технических характеристик слой в системе покрытия.

Устройство для нанесения верхнего покрытия

Устройство для нанесения верхнего покрытия представляет собой вторую головку для нанесения валкового покрытия, идентичную по своей концепции устройству для нанесения грунтовочного покрытия, но настроенную с учетом конкретных реологических требований и требований к нанесению состава верхнего покрытия. Пленки верхнего покрытия обычно Толщина сухой пленки от 15 до 60 микрон , значительно толще, чем грунтовки (которые обычно имеют толщину ТСП от 5 до 10 микрон), что отражает роль верхнего покрытия как основного барьера против УФ-излучения, влаги и механического истирания в процессе эксплуатации.

Контроль веса покрытия при нанесении верхнего покрытия особенно важен, поскольку изменение толщины пленки по ширине полосы напрямую приводит к изменению цвета и блеска, видимым в готовом продукте, а это дефект качества, сразу очевидный для конечного потребителя. Современные линии рулонного покрытия используют автоматическое измерение толщины пленки (обычно рентгеновские флуоресцентные или оптические интерферометрические датчики, расположенные сразу после устройства для нанесения покрытия) с обратной связью по замкнутому контуру с системой контроля зазора устройства для нанесения покрытия, поддерживая однородность толщины пленки в пределах плюс-минус 1-2 микрона по ширине полосы при установившемся производстве.

Печь для отверждения верхнего покрытия

Печь для отверждения верхнего покрытия, как правило, является самой крупной и наиболее требовательной к термическому воздействию частью технологического оборудования на линии рулонного покрытия, поскольку составы верхних покрытий — особенно высокоэффективные системы, такие как ПВДФ (поливинилиденфторид) или пластизоль ПВХ — требуют более высоких пиковых температур металла и более длительного времени выдержки, чем грунтовки.

Длина печи на производственных линиях покрытия рулонов обычно составляет от 35 до 80 метров для печи для нанесения отделочного покрытия, что обеспечивает достаточное время выдержки при скорости производственной линии. Печь разделена на несколько температурных зон — обычно зону нагрева, зону выдержки при пиковой температуре и зону охлаждения — для достижения требуемого профиля ФЭУ без его превышения. Равномерность температуры по ширине полосы поддерживается за счет точно сбалансированного потока воздуха через сопел печи, при этом изменение температуры поперек полосы обычно контролируется с точностью до плюс-минус 3 градуса Цельсия в зоне пиковой температуры.

Закалка верхнего покрытия и охлаждение полосы

Как и в случае с участком грунтовки, отвержденная полоса верхнего покрытия сразу же закаливается водой после выхода из печи для нанесения верхнего покрытия. Закалка верхнего покрытия особенно важна, поскольку горячая поверхность только что отвержденного верхнего покрытия механически уязвима — контакт с выходными накопительными валками, натяжными роликами или намоточным устройством до надлежащего охлаждения может привести к образованию пятен на поверхности, слипанию (слипание между слоями полосы на рулоне) или маркировке валков, что навсегда испортит внешний вид готового продукта.

Некоторые конструкции линий включают дополнительную секцию воздушного охлаждения после закалки в воде, чтобы гарантировать, что температура поверхности полосы ниже 40 градусов Цельсия, прежде чем она соприкоснется с любыми контактными валками, что особенно важно для систем высокоглянцевого верхнего покрытия, где малейшие маркировки на поверхности сразу видны.

Этап 5: Нанесение заднего слоя (где необходимо)

Многие спецификации продуктов для рулонного покрытия требуют нанесения заднего слоя — покрытия, наносимого на нижнюю сторону полосы (лицо, которое будет на внутренней стороне готового продукта) в дополнение к верхнему покрытию на видимой стороне. Защитное покрытие выполняет различные функции в зависимости от применения продукта.

Функции и характеристики заднего покрытия

• Барьер против коррозии с обратной стороны: В ограждающих изделиях зданий, таких как стеновые и кровельные панели, внутренняя поверхность металла подвергается воздействию конденсата, а функциональное защитное покрытие предотвращает коррозию, которая в конечном итоге может разрушить систему покрытия на видимой стороне.
• Защита от образования повреждений: Смазанный или гибкий задний слой защищает нижнюю сторону полосы во время операций профилирования и профилирования, снижая риск повреждения покрытия в результате контакта инструмента с невидимой поверхностью.
• Поверхность склеивания ламинированных изделий: При производстве металлических композитных панелей защитный слой разрабатывается таким образом, чтобы обеспечить определенный профиль адгезии для материала полимерной сердцевины, связанного с ним в последующем процессе ламинирования.
• Эстетика открытых обратных сторон: Такие продукты, как кассетные панели, используемые в системах вентилируемых фасадов, могут иметь обратную сторону, видимую при установке, что требует нанесения заднего слоя, равного по качеству верхнему покрытию.

Позиция нанесения заднего слоя на линии

Устройство для нанесения покрытия может быть расположено в разных точках последовательности линий в зависимости от конструкции продукта. На линиях, производящих стандартные системы грунтовки и верхнего покрытия, задний слой обычно наносится за один проход с грунтовкой — устройство для нанесения заднего слоя наносит покрытие на нижнюю сторону полосы одновременно с тем, как устройство для нанесения грунтовочного покрытия наносит грунтовку на лицевую сторону верхнего покрытия, и оба отверждаются за один и тот же проход в печи для грунтования. Такое расположение сводит к минимуму количество требуемых проходов в печи, но ограничивает вес пленки заднего покрытия до уровня, который можно отверждать в термическом профиле печи для грунтовки.

Для продуктов, требующих более плотных пленок заднего покрытия или специальных составов заднего покрытия, требующих разных температур отверждения, некоторые конструкции линий включают в себя специальную установку для нанесения заднего покрытия и печь или обработку заднего слоя за отдельный проход линии.

Этап 6: Секция выхода — аккумулятор, проверка и отдача

После секции окончательной закалки и охлаждения полоса с полным покрытием поступает на выходную секцию линии, где она накапливается, проверяется и сматывается или превращается в лист.

Выход из аккумулятора

Выходной аккумулятор выполняет ту же функцию, что и входной аккумулятор, но наоборот: он позволяет выходной секции (намотчику или ножницам и укладчику) ненадолго остановиться, чтобы сменить полный рулон или отрезанный пакет, не требуя замедления или остановки технологической секции. Выходной аккумулятор хранит буфер готовой полосы с покрытием — обычно от 150 до 400 метров — и выпускает его в секцию выхода с необходимой скоростью, в то время как секция процесса продолжает работать.

Правильное управление выходным накопителем особенно важно с точки зрения качества, поскольку поверхность полосы с покрытием в петле накопителя не должна контактировать с валками или направляющими таким образом, чтобы оставлять следы на только что отвержденной поверхности. В конструкциях выходных накопителей используются широкие, хорошо обработанные рулоны, материалы поверхности которых выбраны с учетом совместимости с производимым покрытием, и поддерживается тщательно контролируемое натяжение полосы, чтобы предотвратить контакт цепей между петлями.

Автоматический контроль поверхности

Между выходным накопителем и намотчиком большинство производственных линий для нанесения покрытия на рулонный металл имеют автоматические системы оптического контроля поверхности, которые непрерывно сканируют обе поверхности полосы на наличие дефектов покрытия. Эти системы используют камеры линейного сканирования высокого разрешения и алгоритмы обработки изображений для обнаружения таких дефектов, как:

• Царапины на покрытии или следы от контакта с технологическим оборудованием
• Полосы или полосы от устройства для нанесения покрытия с неравномерной плотностью покрытия по ширине полосы
• Поверхностные включения или дефекты подложки, проявляющиеся через покрытие
• Отклонения цвета или блеска от эталонного стандарта
• Пропуски покрытия кромок или чрезмерное нанесение
• Удаление следов или следов от рулонов накопителей, расположенных ниже по потоку

Обнаружение дефекта запускает автоматическую маркировку местоположения дефектной полосы, что позволяет операторам на намотке или ножницах исключить или понизить рейтинг дефектного продукта. Современные системы контроля сочетают проверку поверхности со спектрофотометрическим измерением цвета и блеска, чтобы обеспечить полный учет качества каждого произведенного рулона.

Откат

Полоса с покрытием наматывается на оправку на выходе намотчика, который должен поддерживать контролируемое натяжение на протяжении всей операции перемотки, чтобы сформировать плотный, стабильный рулон, который не будет выдвигаться или вызывать внутреннее разрушение рулона во время обработки и транспортировки. Два узла натяжных роликовых уздечек — натяжной уздечек перед намотчиком и сам привод намотчика — контролируют натяжение полосы точно до целевого значения, указанного для материала основы, толщины и системы покрытия.

Моталка предназначена для работы со всем диапазоном веса рулонов, производимых на линии, обычно от 25 до 30 тонн, с наружным диаметром рулона (наружным диаметром) до 2000 мм на крупных производственных линиях. Когда рулон готов, полосу разрезают, рулон обвязывают и маркируют, а новая оправка ускоряется для приема следующего рулона, в то время как выходной аккумулятор перекрывает переход.

Опции продольной резки и обрезки по длине

Некоторые линии для нанесения покрытия на рулоны оснащены продольно-резательным станком или ножницами и укладчиком после намоточного устройства, что позволяет разрезать рулон с покрытием по всей ширине на более узкие полосы или разрезать на плоские листы за один и тот же производственный проход. Линейная продольная резка особенно ценна, когда последующим клиентам требуется ширина полосы меньше ширины базового рулона, производимого на линии, что позволяет избежать отдельной операции продольной резки и связанного с ней риска обработки и качества обработки готового продукта с покрытием с помощью дополнительного оборудования.

Распространенные системы покрытия, обрабатываемые на линиях нанесения покрытия на рулонный металл

Система покрытия — определенная комбинация химических составов грунтовки и верхнего покрытия — выбирается на основе требований конечного использования продукта с покрытием. Различные области применения требуют разных профилей производительности, и система покрытия должна соответствовать условиям отверждения, достижимым на конкретной линии.

Контрольные точки контроля качества на протяжении всего процесса

Хорошо эксплуатируемая линия нанесения покрытия на рулонный металл объединяет контроль качества на нескольких этапах технологического процесса, а не полагается исключительно на контроль готового рулона в конце линии. Обнаружение отклонений в процессе на ранней стадии — до того, как они будут зафиксированы в печи отверждения — позволяет принять корректирующие меры на уровне предприятия по нанесению покрытия, а не производить большое количество материала, не отвечающего техническим требованиям, который необходимо понизить или утилизировать.

Мониторинг качества перед обработкой

• Концентрация и температура щелочного очистителя в ванне: проверяются минимум каждые два часа во время производства или постоянно контролируются встроенными датчиками проводимости.
• Проводимость промывочной воды: постоянно контролируется для обнаружения переноса очистителя на этапы промывки, который может загрязнить ванну для конверсионного покрытия.
• Концентрация и pH ванны для конверсионного покрытия: проверяются через определенные промежутки времени и корректируются для поддержания заданной массы конверсионного покрытия на поверхности полосы.
• Вес конверсионного покрытия: периодически проверяется на образцах полосок с помощью рентгенофлуоресцентного измерения, обычно ориентировочный показатель от 10 до 40 мг/м2 для систем, не содержащих хроматов.

Контроль качества нанесения покрытия

• Вязкость и температура покрытия в ванне для нанесения покрытия: отслеживаются и контролируются для поддержания постоянного веса нанесения на протяжении всего производственного цикла.
• Толщина влажной пленки: проверяется при запуске устройства для нанесения покрытия и после любого изменения скорости или настроек валков с помощью измерения датчика влажной пленки на образцах, взятых непосредственно из устройства для нанесения покрытия.
• Толщина сухой пленки: измеряется на отвержденных образцах с помощью магнитно-индукционного датчика (для покрытий на стали) или вихретокового датчика (для покрытий на алюминии), а также с помощью встроенных рентгеновских или оптических датчиков, описанных в выходном разделе.
• Пиковая температура металла: постоянно контролируется с помощью ленточных термопар на выходе из печи и периодически проверяется с помощью регистрации данных, проходящих через печь на калиброванных носителях.

Испытания качества готового покрытия

На выходе линии из каждого производственного рулона отбираются образцы для лабораторных испытаний на соответствие применимым спецификациям покрытия:

• Испытание на адгезию Т-образного изгиба: Панель с покрытием изгибают на 180 градусов и оценивают степень растрескивания или расслоения покрытия по критерию «прошел/не прошел»; проход 0T или 1T указывает на превосходную гибкость и адгезию покрытия.
• Испытание на адгезию через штриховку: Согласно ISO 2409, через покрытие делается сетка разрезов и накладывается стандартная натяжка ленты; любое отслоение покрытия указывает на нарушение адгезии.
• Твердость карандаша: Оценено согласно ASTM D3363, подтверждающее, что отвержденное покрытие достигло заданной твердости, свидетельствующей о полном отверждении.
• Устойчивость к обратному удару: Оценивается ударом падающего груза на обратную сторону панели, проверка расслоения покрытия на ударной поверхности.
• Измерение цвета: Спектрофотометрические измерения в соответствии с основным стандартом цвета с допусками, обычно выражаемыми в единицах CIE Delta E (допустимое отклонение обычно составляет Delta E менее 0,5–1,0 для продуктов с жесткими допусками).
• Устойчивость к коррозии в солевом тумане: Периодические ускоренные испытания на коррозию в соответствии со стандартом ISO 9227 для подтверждения того, что система покрытия обеспечивает заданную защиту от коррозии (Источник: ISO 9227:2022, Коррозионные испытания в искусственной атмосфере).

Краткое описание технологического процесса: от голого рулона до готового предварительно окрашенного продукта

Полный технологический процесс на стандартной линии нанесения покрытия на рулонные металлы можно последовательно изложить следующим образом:

1. Загрузка рулона и заправка ленты: Катушка из голого металла загружена на раздаточную катушку; полоса продевается через леску и соединяется с хвостовиком бегущей ленты
2. Выравнивание полосы: Комплект рулонов снимается с помощью правильных или правильных валков для достижения ровной геометрии полосы, необходимой для равномерного нанесения покрытия.
3. Входное заполнение аккумулятора: Зачистной контур встроен в входной аккумулятор во время начальной заправки резьбы и во время нормального производства, когда входной участок работает быстрее, чем технологический участок.
4. Щелочная очистка: Поверхностные масла, смазки и оксиды удаляются с помощью нагретой щелочной струи или системы очистки погружением.
5. Этапы полоскания: Остатки очистителя удаляются за несколько этапов промывания водой; окончательное ополаскивание деминерализованной водой
6. Конверсионное покрытие: Химическая реакция между обрабатывающим раствором и металлической поверхностью создает неорганический антикоррозионный слой, способствующий адгезии.
7. Сушка: Остатки промывочной воды удаляются в сушильной печи или системе воздушных ножей перед нанесением покрытия.
8. Применение праймера: Устройство для нанесения валкового покрытия наносит жидкую грунтовку на поверхность верхнего слоя; одновременное нанесение заднего слоя на обратную сторону на многих линиях дизайна
9. Печь для отверждения грунтовки: Полоса нагревается до заданного значения PMT (типичная температура от 215 до 232 градусов Цельсия) для полного отверждения праймерной пленки.
10. Закалка после грунтовки: Закалка водой охлаждает полосу до температуры ниже 50 градусов Цельсия перед нанесением верхнего покрытия.
11. Нанесение верхнего покрытия: Устройство для нанесения валкового покрытия наносит жидкое верхнее покрытие заданной толщины пленки (толщина пленки от 15 до 60 микрон).
12. Печь для отверждения верхнего покрытия: Полоса нагревается до ПМТ, соответствующего верхнему покрытию (от 220 до 260 градусов Цельсия в зависимости от химического состава покрытия)
13. Закалка и охлаждение после нанесения верхнего слоя покрытия: Закалка в воде с последующим охлаждением на воздухе до температуры ниже 40 градусов Цельсия перед контактными валками.
14. Выход из аккумулятора: Полоса с покрытием буферизована, что позволяет производить замену наматывающего устройства без остановки технологического участка.
15. Осмотр поверхности: Автоматизированный оптический контроль обеих поверхностей полосы на наличие дефектов покрытия; измерение цвета и блеска
16. Откат and labelling: Готовая полоса с покрытием намотана на выходную катушку; данные о весе, размерах и качестве рулона, записанные с учетом идентичности рулона
17. Дополнительная продольная резка или обрезка по длине: Рулон с покрытием разрезается по ширине или разрезается по размерам листа в соответствии со спецификацией заказчика.

Выбор правильной конфигурации линии для нанесения покрытия на рулонный металл

Спецификации линии нанесения покрытия на рулонный металл должны соответствовать конкретным производственным требованиям оператора — типы подложек, ширина полосы, системы покрытия, объемы производства и ассортимент продукции — все это влияет на правильную конфигурацию линии. Ключевые решения по спецификации включают в себя:

Скорость линии и длина печи

Скорость линии и длина печи взаимосвязаны: более быстрая линия требует более длинной печи для достижения того же времени выдержки полосы при пиковой температуре металла. Производственные линии для нанесения рулонного покрытия, рассчитанные на производительность от 80 до 150 м/мин общая длина секции обработки (грунтовка и финишное покрытие) составляет от 60 до 120 метров и более. Небольшие линии, предназначенные для гибкого производства небольших партий продукции на более низких скоростях, могут использовать более короткие печи. Согласование длины и скорости печи с системами нанесения покрытия, предназначенными для производства, является центральным проектным решением в спецификации линии.

Ширина полосы и возможности подложки

Производственные линии рассчитаны на максимальную ширину полосы, обычно от 600 мм до 2000 мм, в зависимости от целевого рынка. Головка устройства для нанесения покрытия, наборы сопел печи, закалочные коллекторы и накопительные валки должны быть рассчитаны на максимальную ширину полосы, сохраняя при этом однородность характеристик по всей ширине. Линии, предназначенные для обработки как стальных, так и алюминиевых подложек, требуют учета различных термических свойств, требований к формованию и требований к обработке поверхности каждого материала.

Интеграция систем автоматизации и управления

Современные линии покрытия рулонов объединяют управление процессом, сбор данных о качестве, отслеживание рулонов и управление производством в единую платформу автоматизации. Управление уровня 1 (управление процессом на базе ПЛК) управляет отдельными приводами, устройствами для нанесения покрытий и зонами печи. Контроль уровня 2 (система управления процессами) объединяет данные о качестве, планирование производства и управление рецептами для различных спецификаций продукции. Подключение уровня 3 (интеграция ERP) связывает линию с заводскими системами планирования производства и управления качеством. Указанная степень автоматизации напрямую влияет как на способность линии поддерживать стабильное качество в течение длительных производственных циклов, так и на уровень квалификации операторов, необходимый для эффективного управления производством.

Для производителей, оценивающих новые мощности по нанесению покрытия рулонов или модернизирующих существующие линии, работайте с поставщиком, имеющим опыт выполнения работ «под ключ». Линия для нанесения покрытия на металлические рулоны проектирование и поставка, способные интегрировать все этапы процесса от входа до выхода в согласованную, хорошо оптимизированную производственную систему, — это наиболее надежный путь к линии, которая отвечает как текущим производственным требованиям, так и будущим потребностям в разработке продукции.