| 涂料配料系統生產線布局 | 2021-03-16 |
| 隨著公司的快速發展和油漆產品種類的不斷增加，公司原有的生產線布局已經逐漸不能滿足生產需求。如何合理調整生產車間的布局和灌裝機生產線的布置，改進配料生產裝置的自動輔助桶，提高生產效率，降低生產成本，適應高附加值產品的生產等。已經成為公司在激烈的市場競爭中取勝必須注意的問題。根據我多年來對油漆生產的了解，對生產車間布局和配料生產線布局進行了初步分析，并對現有生產設備的改造方案提出了一些建議，供參考。 一、車間總體布局 傳統的油漆生產企業采用串聯布置，即物料從原料倉庫開始，按照工藝流程依次經過各個車間，然后到達成品倉庫。然而，隨著產品種類的不斷增加和產品類型的不斷差異，近年來并行布局已經被取代，即物料可以分成多條路線，同時經過不同的車間，最終到達成品倉庫。顯然，這種方法大大提高了串聯物料的產量，減少了干擾，生產效率更高。同時，這種布局也有利于助劑、電力、燃氣等電力線路的合理鋪設，降低投資成本。目前，公司車間布局是按照平行布局設計的。 目前，一些涂料生產配料也提出了車間組合布局模式，即在生產車間內設立針對特定產品的原料倉庫、成品倉庫、實驗室、檢驗室等。合并，物料在車間內流動，改變了原原料倉庫、車間和成品倉庫的拆分方式，節省了物流的行程和時間，大大提高了生產效率。鑒于需要新建一個車間來配置工程的涂料和汽車涂料產品的配料，可以采用組合布局的方法，既可以避免原料和成品之間距離過長、效率降低的缺點，又可以集中同類產品的所有揀選和生產環節，便于過程控制和生產管理，有利于產品質量的穩定。 一般來說，生產車間的布局設計應考慮原材料入庫、生產揀選、成品交付等各個方面。在生產過程中，材料的布局方法是最短路徑、最短時間和資本占用。 二、配料車間設置 涂料配料具有原料和產品種類多、生產工藝簡單、流程短的特點。涂裝車間生產線的布置有兩種方式:一種是工藝專用配料系統的生產線，也稱為車隊配料的生產線，即根據不同的生產工藝建立不同的車間或工段團隊。工藝專業車間安裝了同類型的配料設備，便于大規模生產組織。第二，產品專用配料的生產線，也稱為封閉配料生產線，是以產品為基礎建立車間。在產品的專業化生產車間，生產某種產品的集中在一條批量系統生產線上，可以獨立完成產品生產的所有工藝流程。大多數傳統的油漆配料車間都是按照工藝建立的，尤其是在以前的大中型油漆廠，絕大多數都是按照專業生產線的工藝建立的。根據工藝專業化設立車間的優點包括:(1)配料中利用率高；(2)配料便于過程的專業管理。 特別是對于品種少、批量大的產品，專業化生產線的優勢非常明顯。例如，公司原有的稠膏涂料配料生產線在稠膏涂料產品產量占多數的時期取得了良好的經濟效益。 然而，隨著涂料產品種類的不斷增加，生產批次的數量不斷增加，單批次產量不斷下降，工業專用生產線日益暴露出自身的不足，主要包括: (1)同一臺生產不同的產品，會干擾產品性能，容易造成質量問題，特別是面漆色差。 (2)更換產品時，頻繁洗車會增加材料消耗，浪費很多； (3)生產計劃的編制和調度困難，影響了添加劑桶管理水平的提高。 目前，許多油漆制造商開始選擇專業化生產線。專業生產車間的特點: (1)減少不同涂料品種之間的干擾，有利于提高產品質量； (2)降低產品的材料消耗，提高生產效率； (3)簡化生產計劃和調度； (4)可以用最短的時間、的能耗生產出最多品種的產品，從而促進涂料生產 配料系統的大規模、連續、自動化生產的發展有利于企業現代化管理的實現。 在公司搬遷設計中，我們根據厚漿漆、環氧漆和中試小批量漆對油漆品種進行了分類。考慮到舊灌裝機的搬遷利用和投資的節約，按原方式布置。配料、研磨和油漆混合在車間的不同區域分開，沒有單獨的生產車間。 近年來，隨著公司新市場的不斷發展和新產品的不斷引進，原有的生產線布局越來越不能滿足公司的發展需求，主要體現在以下幾個方面: (1)稠膏漆產量不斷下降，稠膏漆生產線利用率低，液體灌裝機閑置； (2)環氧涂料不緊湊，生產中中間環節過多，生產效率低； (3)中試產品種類增多，產量增加。有些產品已經超出了小規模生產的范圍。采用小規模生產將導致高成本并影響產品的競爭力。 (4)自動化程度低，未能采取自動控制和精確測量措施，影響產品質量的提高； (5)生產品種變化頻繁，材料損耗高，產品質量不穩定；(6)生產計劃和生產調度困難，影響添加劑桶管理水平的提高。 根據公司發展規劃的要求，我認為公司目前和未來幾年需要大力發展的主要產品應該詳細劃分，如醇酸樹脂漆、環氧樹脂漆(包括地板漆和預涂底漆)、工程漆(包括客車漆)、添加劑漆等。然后，生產車間(生產線)將按照產品專業化的方式重新設置，當前的將重新組合。 三、自動配料系統生產線布局 自動化配料系統的生產線布局不僅要滿足生產過程的要求，還要從安全防火、環保、安裝維護等方面進行充分考慮。自動涂料配料生產線的良好設計應滿足以下基本要求: (1)材料運輸路線合理； (二)有足夠的原材料、中間產品和成品周轉空間； (三)具有多品種生產的靈活性，為合理生產留有余地； (4)操作管理方便，輔助設施配備得當； ⑤運行環境良好，能保證生產安全。 根據不同的物流模式，涂料生產可分為三種不同的布局模式:平面、三維和混合。其中，平面布局只適合小規模生產(如公司的中試小規模生產)或手工車間生產，不適合現代油漆生產管理。 該立體布置具有占地面積小、生產效率高等特點。隨著近年來土地的短缺，多層廠房占據相當大的比例，立體布局越來越受歡迎(例如湘江莞西的四層油漆生產廠房就是典型的立體布局)。但是，我們也應該清楚地認識到它的缺點，不應該盲目地仿效: (1)立體車間成本高，一次性投資大； (2)材料能耗高、運輸成本高(90%的材料需要吊裝到20m以上的高層建筑， 同時，由于涂層的高粘度，能耗肯定會增加，統計上比平面布置高20%以上。 (3)管道復雜，液體灌裝機安裝施工困難； (4)只適合批量生產，不適合中小批量生產(因為液體灌裝機、 管道連接、材料損耗、清潔工作量)。 目前，許多中小型涂料企業普遍采用稱重配料系統的生產線布局模式，即在一層(或兩層)車間設置鋼平臺的模式:配料和調漆在平臺上進行，研磨液灌裝機(一般為臥式砂磨機)放置在平臺下，包裝采用配料系統。該方案的主要優點是縮短物料運輸距離，實現涂料生產的連續性和自動化。 根據公司目前的生產規模和產品特點，我認為選擇是采用混合安排。不同產品可靈活配備不同數量的配料罐、調漆罐和研磨，日產量可在500-10000公斤/天之間調節。 高速分散機主要用于不同粘度的漿狀液體原料的粉碎、分散、乳化和混合。通過分散板上下尖齒的高速運轉，物料受到高速強力剪切、沖擊、破碎和分散，達到快速混合、溶解、分散和細化的效果。目前，高速分散機一般采用防爆變頻調速實現無級調速功能，可以根據不同的工藝階段選擇不同的轉速，充分滿足各種工藝過程中不同的工藝要求。具有液壓升降、360度旋轉等多種功能，可同時配置2-4個容器，一機多用，大大提高了工作效率。保證了自動配料系統稱重灌裝的控制精度，實現了液體溶解和過濾的效果。 2、研磨。 目前，涂料生產中常用的研磨是砂磨機。與球磨機、三輥機、膠體磨等研磨液灌裝機相比，砂磨機具有生產效率高、連續性強、成本低、產品細度高等優點，因此得到了廣泛的應用。一般有立式砂磨機、臥式砂磨機、籃式砂磨機、雙錐桿砂磨機等。研磨介質為氧化鋯珠或硅酸鋯珠，其他液體灌裝機除外，立式砂磨機使用普通的2-3/3-4毫米玻璃珠。 立式砂磨機由于研磨效率低、清洗和啟封困難等缺點，其應用范圍逐漸縮小。籃式砂光機作為一種浸入式濕磨，工作腔小，殘留物少，清洗更方便，不需要面對臥式砂光機的循環加工問題。因此，非常適合生產品種變化頻繁、粘度低的涂料。目前，它已成為輔助涂料(如墻漆)的主要研磨。對于油性涂料，封閉式臥式砂磨機仍是一種更合適的液體灌裝機，因為其粘度高、容易在管道和中殘留以及揮發性強。對于高粘度材料(如油灰)的研磨，三輥機仍然是的解決方案，盡管其開放式工作模式會造成溶劑浪費和環境污染。對于小批量油漆的生產，一些企業目前使用籃式粉碎機進行生產。在一個容器中，可以簡單地實現從進料到制漿和油漆混合的所有工藝過程。然而，對于大型涂料生產企業來說，通常采用“一機多缸”分散式和多系列臥式砂磨機調漆系統配置來實現油性涂料的大規模連續生產，這也是國內外涂料廠較為常見的工藝實現方法。目前市場上有很多自動液體灌裝機，包括半配料系統(目前公司采用)和全配料系統等。可根據不同的包裝規格和重量訂購，精度為5‰，實現產品的精確計量和包裝。 3.自動控制裝置 目前，國內中小型涂料生產企業普遍存在生產規模小、灌裝機自動化程度低、勞動強度大、工作效率低、工作環境差的問題，自動化生產線少之又少。然而，在油漆等液體灌裝機高度自動化的合資企業中，我們也可以看到只有2-3個人在整個車間，根本沒有體力勞動的場景。車間里的材料通過管道運輸，并由計算機監控。整個生產過程在監控室完成。監控屏幕上的每個液體灌裝機的狀態一目了然。車間場地井然有序，液體灌裝機自動輔助桶產量非常高。 配料生產線上的主要由監控屏、工控機、操作臺、配料秤、配電柜等組成。其功能包括以下幾個方面: (1)動態監控功能:可在屏幕上清晰顯示的運行狀態和物料流量。 (2)配方管理功能:技術配方存儲在計算機中。在生產過程中，配方中確定了不同產品配料過程中的物料配比和投料順序。因此，系統需要在生產前調用配方，自動計算和稱量各種物料，并保持配比的準確性。 (3)自動配料、灌裝和計量:灌裝和配料是化工產品生產過程中最重要的工序之一，稱為“喉部”工序。灌裝和配料過程的質量對整個產品的質量起著重要的作用。在生產過程中，由配料系統控制的氣動球可按配方實現自動計量和自動送料，保證產品質量穩定。 (4)混合速度控制:變頻器控制混合速度，不同的物料可以以不同的混合速度混合，保證混合均勻。(5)現場調整控制:可根據產品生產要求添加少量材料，實現現場調整。 目前，我國還沒有通用的配料控制系統，生產中有自動控制的例子，例如輔助油漆的配料。一些企業還試圖自動控制一些生產環節，如磨削溫度、壓力和磨削時間的自動控制等。然而，自動涂料定量自動配料系統生產線將是涂料配料系統生產設備未來的發展趨勢。對于整個配料系統生產線的自動化設計，涂料企業很難獨立完成。隨著涂裝生產線規模的擴大、復雜性和自動化控制程度的提高，涂裝企業必須與供應商溝通，共同完成生產線的設計和制造，以確保目標過程的實現。可以采取總承包的方式，從設計、施工到調試和交付，全部承包給配料承包商。配料生產線交付后，承包商還應進行操作培訓和初步試生產，以提供足夠的技術數據，確保生產裝置中輔助桶的持續升級，實現高效率、連續性和自動化。 | |
