磷化是塗裝前處理工藝關鍵工序之一，而磷化除渣的效果好壞直接影響磷化質量。
基本介紹
- 中文名：磷化除渣
- 外文名：Phosphate slag
- 套用範圍：汽車塗裝線
- 化學反應：過飽和反應
簡介,磷化渣危害,典型除渣方法,斜板沉澱槽過濾系統,全量過濾型除渣系統,
簡介
金屬材料表面塗裝前經磷化處理可以顯著提高塗層的附著力和耐腐蝕性，因此在各行業得到了廣泛套用，特別在汽車行業中，磷化膜作為電泳塗漆的底層，得到了幾乎100%的套用。伴隨磷化處理的過程，磷化沉渣的產生不可避免。過多的磷化渣如果不及時從槽液中清除，不但會污染磷化液，縮短其使用壽命，同時還會附著在車身表面影響磷化膜質量和整車的塗裝質量；對於噴射系統，磷化渣過多，容易造成噴嘴堵塞、管路堵塞，降低換熱系統的傳熱效率，造成整條生產線無法正常運行，因此，必須採取可行的辦法把槽液中的磷化渣含量控制在一定範圍內，由此，各種磷化除渣系統（裝置）應運而生。
磷化渣危害
（1）
大量磷化渣的存在，會影響磷化膜的質量，降低工件的耐蝕性能，增加不合格品的比率，甚至會影響生產的正常進行．
（2）
磷化碴能導致磷化液使用壽命縮短，直接增加了磷化加工的運行成本．磷化液在前處理的各類藥劑中是最貴重的，價格一般在2～3萬元/t左右，而磷化槽液量比較大，一槽磷化液少則十幾萬，多則上百萬．由於磷化渣的增加，導致頻繁倒槽甚至換槽，將給企業帶來較大的經濟損失。
（3）
磷化渣的增加會增加倒槽、清洗的次數，增加污水處理的負荷和成本，加大企業環保設施的投入。
（4）
磷化渣的增加會影響設備的正常運轉，比如加大泵的負荷，阻塞噴嘴、管道閥門等，造成維修成本的增加。
典型除渣方法
斜板沉澱槽過濾系統
1、斜板沉澱槽+紙帶過濾機
工作時，磷化渣在磷化槽的錐形槽內初步沉澱濃縮，由泵P1輸送至磷化沉澱槽內，通過專設的導液管開口進入磷化沉澱槽底部,然後以極低的流速緩慢上升，流過斜板區域，磷化渣在重力沉降和斜板擋壓雙重作用下，快速沉入錐底，上部形成的清液通過溢流管流回磷化槽。沉澱槽底部的富渣槽液由自動閥控制流至紙帶過濾機的鏈板上，鏈板上放置有濾紙，磷化液通過重力沉降，透過濾紙流至鏈板下部的儲液槽，由回收泵P2輸送回磷化槽；磷化渣由濾紙截留，並在鏈板上不斷增厚，達到一定厚度後，液面上升，感測器發出信號，指令氣動閥自動切斷磷化渣供應，鏈板啟動，濾紙前移，磷化渣連同濾紙落入廢料桶，新濾紙自動鋪設到鏈板上，液面下降，感測器指令鏈板停止運轉，開始下一個工作循環。
此種配置的磷化除渣系統的特點是設備投資相對較小、操作簡單、占地面積小，如果磷化槽底部設定多個磷化錐，由自動閥控制輪換打開，能進一步提高除渣效率。不足之處是濾紙消耗量過大，得到的磷化渣含水量較高，磷化液損失大。
此種配置的磷化除渣系統過去曾經應於汽車塗裝生產線，由於過去的生產線產量不高，基本能滿足生產要求，但隨著近幾年汽車塗裝生產線自動化程度的提高和產量的不斷加大，此種配置的除渣系統已基本不再使用。
2、沉澱槽+板框壓濾機
此種除渣系統的配置與“沉澱槽+紙帶過濾機”的配置基本相同，只不過紙帶過濾機更換成了板框壓濾機。工作時由泵P2將富渣磷化液打入板框壓濾機，由濾布進行過濾，清液由暗管流出返回磷化槽。磷化渣被截留在板框內，不斷積累，達到一定程度，阻力變大，壓力升高，由壓力感測器PG控制泵P2停止供液，人工關閉閥門V1，打開壓縮空氣閥門V2，進行脫水吹乾，減少濾餅中磷化液的含量。吹乾後關閉閥門V2，人工打開板框的壓緊螺栓，清除板框內的磷化渣，洗淨板框後重新裝好、壓緊板框，準備開始下一個工作循環。
與紙帶過濾機相比板框壓濾機具有過濾面積大、獲得的磷化渣含水少的優點，避免了磷化液的無謂浪費。
由於目前國產的板框壓濾機多數採用人工操作，自動化程度低，雖然也有自動壓緊、自動排渣的自動型板框壓濾機，但是可靠性不高，限制了該除渣系統的大範圍使用。由於自動化程度低，處理能力受到了很大限制，“沉澱槽+板框壓濾機”除渣系統目前在大型的、連續式生產的汽車塗裝線上基本不再使用，一般只使用於小批量的、間歇式生產的汽車塗裝線。
3、沉澱槽+FK磷化壓濾機
“沉澱槽+FK磷化壓濾機”除渣系統一般為進口。FK系列壓濾機是全自動型的壓濾機，加壓過濾、通氣脫水、渣餅排出等全部工作過程採用PLC自動控制，得到含水量很低的渣餅，過濾過程採用過濾時間和壓力限制兩方面控制，整套系統自動化程度高，與磷化沉澱槽配合使用效果很好，是近年在汽車塗裝線上套用較多的除渣系統類型，在商用車、轎車塗裝線上都有套用。
但是此套系統也存在一定缺點，FK系列除渣機濾紙不能自動清洗反覆使用，只能一卷濾紙用完後人工清洗，再次利用；系統長期工作後，在管道、過濾腔等部位會粘附部分磷化渣，系統不能整體自動酸洗，需要人工拆開清洗，清理比較麻煩；另外受除渣機處理能力限制，一般只用於產量不很大的汽車塗裝線（年產量少於10萬輛）。
4、雙沉澱槽+濃縮靜置槽+FK壓濾機
磷化除渣系統的此種配置是在“沉澱槽+FK磷化壓濾機”的基礎上的改進，目的是為了加大磷化渣的處理量，兩個斜板沉澱槽由自動閥控制輪換排渣，增加沉澱時間，提高磷化渣的濃度，排入濃縮靜置槽進一步沉澱濃縮，清液從上部溢流到副槽內由回收泵打回磷化槽。
磷化壓濾機從濃縮靜置槽內供液，濃度很高，提高了壓濾機的除渣效率，整套系統的除渣效率很高，一般用於產量較大的轎車塗裝線（年產量為15～20萬輛）。
全量過濾型除渣系統
1、ALSI全過濾壓濾機
該壓濾機基本的除渣原理與FK系列除渣機相同，但設備功能比FK系列有很大提高：處理能力大，系列產品中處理能力為20～1500GPM，用戶可根據需要選擇不同處理能力的產品；不需要設定磷化沉澱槽就可以滿足工藝對除渣能力的要求，磷化液全量過濾，除渣比較徹底，能保持磷化槽內較低的渣含量；通過程式可以設定濾紙在排完渣後自動回卷，濾紙可自動多次重複使用；管道和過濾腔內粘附的磷化渣可以通過酸洗的方式很方便的清除，降低了工人勞動強度。由於設備整機進口，投資較大，一般用於產量較大的轎車塗裝線（年產量在20萬輛以上）。
2、逆向（PS）過濾系統
該系統的主要設備有逆向（PS）過濾器、濃縮槽、壓濾機等。含渣的磷化液由泵P1從PS過濾器底部打入，過濾器內部有70個過濾袋，過濾袋安裝方式與傳統的安裝方式相反，裝在金屬支撐網外面，澄清的磷化液透過過濾網袋返回磷化槽，磷化渣則附著在過濾網袋的外表面，經2h的運轉後，磷化渣附著使得過濾器壓力上升，濾液量開始減少，此時逆洗程式自動開始。濾液出口閥關閉，逆洗壓縮空氣閥門自動打開，經10s後過濾袋錶面附著的磷化渣被壓縮空氣吹落，排入濃縮槽內，約3～6min後程式自動返回過濾行程。
濃縮槽內的漿液被泵P2打入壓濾機進行加壓過濾，然後再通壓縮空氣進行脫水，澄清的磷化液透過濾紙返回磷化槽，磷化渣被壓成固體渣餅排出。
該裝置由電腦自動控制，控制程式可根據需要調整，即使磷化液含渣量為100～200ppm時也能有效除渣，是一種全量過濾型磷化除渣系統。由於其單向流動的特點，操作十分簡單，且處理量大，可達到70m3/h ，與壓濾機配合使用可得到含水量很低的渣餅。不足之處是PS過濾網袋拆卸較麻煩，多用於大型轎車塗裝線，國內由帕卡公司設計建造的塗裝線上套用較多。
3、板框壓濾機全過濾系統
此種除渣系統設備配置比較簡單，關鍵設備是板框壓濾機（如圖9所示），一般採用全進口設備。工作時，自動閥AV2、AV3打開，AV1關閉，含渣磷化液由泵P1打入板框壓濾機，進行加壓過濾，清液透過濾布回流磷化槽；工作一段時間之後磷化渣在過濾腔內不斷聚積，阻力增大，管道壓力升高，當達到設定壓力時，壓力感測器PG發出信號，AV1打開、AV2關閉；然後自動閥AV4打開，自動開始通壓縮空氣脫水過程，脫水一定時間後，閥AV3關閉，然後AV4關閉、AV5打開，壓濾機內部泄壓；接著開始自動卸渣程式，全自動卸餅裝置發揮作用，保證了磷化渣餅能順利從板框中清除，落入集渣盤，然後自動壓緊板框，開始下一個工作循環。
由於設備自動化程度很高，設備開機後可以無人值守自動工作，另外壓濾機還可配備濾布自動清洗裝置，降低了工人勞動強度。
