Nhà máy sản xuất sản phẩm gồm nhôm sơn tĩnh điện, nhôm sơn vân gỗ với công suất 3.000 tấn/năm, hai công nghệ này bản chất vẫn là sơn tĩnh điện, tuy nhiên sử dụng loại sơn khác nhau, công
Trang 1QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT NHÔM ĐỊNH HÌNH
Trang 2QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NHÔM ĐỊNH HÌNH
(CÔNG TY CP THƯƠNG MẠI BÌNH PHÁT)
Nhà máy sản xuất nhôm định hình nằm tại Km 35+600- Quốc lộ 5A, thuộc cụm công nghiệp xã Cẩm Điền, huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương Nhà máy sản xuất sản phẩm gồm nhôm sơn tĩnh điện, nhôm sơn vân gỗ với công suất 3.000 tấn/năm, hai công nghệ này bản chất vẫn là sơn tĩnh điện, tuy nhiên sử dụng loại sơn khác nhau, công suất của từng loại tùy vào nhu cầu của thị trường mà sản xuất ít hoặc nhiều
1 Quy trình công nghệ sản xuất
1.1 Quy trình công nghệ sản xuất nhôm tĩnh điện
Quy trình sản xuất nhôm tĩnh điện đi qua các bước như sơ đồ sau:
Hình 1 : Sơ đồ quy trình công nghệ sơn tĩnh điện Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Mạ crôm 1phút 36giây
Dd mạ
Crom
Thanh nhôm treo nhôm 4 phút
Rửa nước
Rửa nước
Nước
Nước sạch Nước thải
Nước thải
Rửa nước
Tẩy dầu 2 phút
20 giây
dd DA-2 Nước thải
chứa DA-2
Tẩy dầu 2 phút
20 giây
dd DA-2 Nước thải
cứng(22phút)
Ra lò 3 phút
Sơn tĩnh điện
Sấy khô 9 phút
Súc rửa 45 giây
Rửa nước 45giây
Thanh nhôm được sơn tĩnh điện
Nước thải
mạ chứa
Cr, rắn lơ lửng Bột sơn
Trang 3Quá trình sản xuất sơn tĩnh điện được thực hiện lần lượt qua các bước làm sạch phôi nhôm, mạ crom, sơn tĩnh điện bột và hoàn thiện sản phẩm với sự hỗ trợ của hệ thống máng dẫn nguyên liệu nhôm Các bước hoạt động của quá trình trên hoạt động như sau:
Rửa nước: Nhôm được đưa vào buồng rửa nước, tại đây nước được phun
thành tia từ 2 bên để rửa thanh nhôm Quá trình rửa nước được thực hiện 4 lần nhằm làm sạch hóa chất sau mỗi công đoạn
Tẩy dầu: Công đoạn này làm tẩy rỉ sét và dầu bám trên thanh nhôm nguyên
liệu, nguyên liệu dùng để tẩy rỉ sét là dung dịch DA-2 (HF.H2O, H3PO4, C6H14O2) được pha loãng sau đó phun trực tiếp lên bề mặt nhôm Quá trình làm sạch xảy ra do sự hòa tan các oxit kim loại bám trên nhôm trong môi trường axit của dung môi Đồng thời với quá trình làm sạch là quá trình photphat hóa bề mặt nhôm Sự phốt phát hóa là một trong các phương pháp bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn và nó là quá trình phủ trên bề mặt kim loại một lớp mỏng có cấu trúc tinh thể rất nhỏ của các muối photphat không tan
Cơ chế của quá trình phốt phát hóa :
Trong quá trình photphat hóa, một phản ứng phụ xảy ra ngoài mong muốn đó là phản ứng giữa axit và kim loại giải phóng ra khí:
Al + H3PO4 → AlPO4 + 3/2 H2↑ Quá trình này tạo thành trên mặt nhôm một màng mỏng photphat nhôm bền chắc đồng thời giải phóng khí H2
Mạ Crom: Quá trình mạ Crom sử dụng hóa chất Cr-2: HNO3: 8%; CrO3: 4%; NaNO3: 6% Quá trình mạ Crom là quá trình kết tủa Cr lên trên bề mặt thanh nhôm thông qua phản ứng oxy hóa khử
Sấy khô: sấy khô sử dụng nhiên liệu là khí gas, quá trình sấy khô giúp làm khô
bề mặt thanh nhôm Sau khi sấy khô khoảng 9 phút đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thanh nhôm được đưa sang công đoạn sơn tĩnh điện
Sơn tĩnh điện: Sơn tĩnh điện là quá trình phủ một lớp chất dẻo lên bề mặt các
thanh nhôm, đây là quá trình sơn khô, nguyên liệu sơn ở dạng bột Trong quá trình sơn nguyên liệu sơn được tích một điện tích (+) khi đi qua một thiết bị được gọi là súng
Trang 4sơn tĩnh điện, đồng thời thanh nhôm cũng sẽ được tích một điện tích (-) để tạo ra hiệu ứng giữa bột sơn và thanh nhôm
Thiết bị chính của hệ thống sơn tĩnh điện là súng phun và bộ điều khiển tự động, các thiết bị khác như buồng phun sơn và thu hồi bột sơn; buồng hấp bằng tia hồng ngoại tuyến (chế độ hấp điều chỉnh nhiệt độ và định giờ tự động tắt mở) Máy nén khí, máy tách ẩm khí nén
Ưu thế chính của phương pháp sơn tĩnh điện là không dùng các hợp chất hữu cơ
dễ bay hơi (VOC) và vì thế mà không cần đến các thiết bị phân hủy VOC tốn kém như
lò thiêu hoặc các thiết bị hấp thụ carbon
Đông cứng sơn: Sau khi phun sơn tĩnh điện, thanh nhôm được đi qua khu vực
sấy sơn, nhờ quá trình đông cứng sơn bột phủ sẽ chảy và tạo thành lớp bề mặt có liên kết tốt để hình thành lớp phủ chắc bên cho sản phẩm Quá trình đông cứng sơn kéo dài khoảng 22 phút và không tạo ra sản phẩm phụ nguy hại Phản ứng đóng rắn bột sơn như sau:
Đóng rắn bằng axit poly cacboxylic
Trang 5Đóng rắn bằng isoxianat
Nguồn: Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ đề tài cấp nhà nước - Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng sơn bột tĩnh điện – Mã số KC 02 21 – Phó giáo sư tiến sỹ Vũ Trường Thiện.
Ra lò: Sau khi được sấy, lớp sơn tĩnh điện đã hoàn thiện vì vậy sản phẩm được
đưa ra xếp vào vị trí thành phẩm
Hình 2: Sơ đồ quá trình sơn tĩnh điện
Trang 61.2 Quy trình sản xuất nhôm vân gỗ
Công ty sản xuất nhôm vân gỗ với quy trình công nghệ như sau:
Hình 3: Sơ đồ quy trình công nghệ sơn vân gỗ
Sấy khô 9 phút
Cọ rửa 45 giây
Cọ rửa 45 giây
Cọ rửa 45giây
Dung dịch
axit
Dung dịch
kiềm
Nước
Cr 3+
Nước thải
có tính axit Nước thải có tính kiềm Nước thải
Nước thải chứa
Cr 3+ ,Cr 6+
Bột sơn
Tẩy rỉ sét Thanh nhôm
Tẩy dầu mỡ nhờn 2ph20giây
Súc rửa 45 giây
Súc rửa 45 giây
Mạ crôm 1ph36giây
Tiền đông cứng lần 1 Phun sơn lần 1 (1 phút)
Bột sơn
Bột sơn
Khí thải
Khí thải
Đông cứng toàn bộ 22 phút
Ra lò 3 phút
Tạo vân gỗ số 2
Phun sơn lần 3
Tiền đông cứng lần 2
Tạo vân gỗ số 1
Phun sơn lần 2(1 phút)
Thanh nhôm được sơn
vân gỗ
Nước thải Nước
thải
thải
thải
Bột sơn
Trang 7Quá trình công nghệ sản xuất nhôm vân gỗ gần giống với sản xuất nhôm tĩnh điện, chỉ khác ở công đoạn sơn Về bản chất sơn vân gỗ vẫn là sơn tĩnh điện, tuy nhiên
để tạo được vân gỗ, quá trình tạo sơn được thực hiện bởi 3 lần phun sơn và 2 lần tạo vân gỗ, vân gỗ được tạo bởi loại sơn có màu vân gỗ được sơn theo chu trình định sẵn của hệ điều khiển súng sơn
Nguyên lý hoạt động của một số thiết bị chính
Nguyên lý hoạt động buồng sơn tĩnh điện
Buồng sơn vân gỗ và sơn tĩnh điện về nguyên lý đều giống nhau, sơn vân gỗ chất liệu mầu và lộ trình của súng sơn được lập trình để tạo nên vân màu khác nhau
Hạt sơn được tích điện bằng nguyên lý Corona, những ion không khí mang điện tích âm (-) được tạo ra bởi hiệu điện thế cao áp của thiết bị sơn (còn gọi là súng sơn)
sẽ chuyển điện tích (-) cho những hạt sơn, những ion âm (-) sinh ra bởi hiệu điện thế rất cao khoảng 30 -100KV
Những hạt sơn sau khi được nạp điện sẽ di chuyển tới thanh nhôm (đã được tiếp đất) bằng lực hút tĩnh điện và lực đẩy của khí nén Những hạt sơn mang điện tích âm (-) di chuyển theo đường đi của đường sức của từ trường, vì vậy hạt sơn sẽ bám nhiều vào về mặt của vật
Hình sau minh họa quá trình sơn tĩnh điện:
Hình 4 : Nguyên lý sơn tĩnh điện
Nguyên lý hoạt động lò đông cứng và lò sấy
Cấu tạo lò đông cứng gồm 3 bộ phận chính: buồng đốt nhiên liệu, giàn trao đổi nhiệt và buồng đông cứng
Phân tử bột sơn tĩnh điện
Thanh nhôm được phủ
Đường cấp bột sơn
Cáp hiệu
điện thế thấp
Ion
-Bộ phận
tăng áp
Khu vực hiệu điện thế cao
Trang 8Hình 5: Cấu tạo lò đông cứng và lò sấy
Nhiên liệu khí gas được đưa vào đốt ở dưới đáy buồng đốt nhiên liệu, nhiệt do khí gas tạo ra sẽ trao đổi gián tiếp với khí cấp vào thông qua dàn trao đổi nhiệt để cấp sang buồng đông cứng
Tại buồng đông cứng có hệ thống phân tán khí nóng và có thiết cảm biến nhiệt mục đích để ổn định nhiệt độ trong khoảng 200oC, điều kiện lý tưởng cho quá trình đông cứng bột sơn Khí nóng trong quá tình đông cứng một phần được quay trở lại gia nhiệt, một phần được thoát ra ngoài bởi ống khói thải buồng đông cứng
3 Danh mục máy móc, thiết bị
Bảng 2:Danh mục máy móc thiết bị
STT Tên hàng Số lượng Xuất sứ Tình
trạng
I Hệ thống băng tải treo 1bộ Trung quốc 100%
1 Xích chính và day dẫn hướng 330 mét Trung quốc 100%
Dàn trao đổi nhiệt
Ống khói thải buồng đốt
Ống khói thải buồng đông cứng
Khu vực để thanh nhôm cần sấy
Khí gas
Buồng đốt
nhiên liệu
Trang 99 Dụng cụ tra dầu tự động 1 cái Trung quốc 100%
II Hệ thống chuyên trở nạp/không nạp 1 bộ Trung quốc 100%
1 Hệ thống chuyên trở nạp nguyên liệu 1 bộ Trung quốc 100%
2 Hệ thống chuyên trở không nạp 1 bộ Trung quốc 100%
3 Hệ thống chuyên trở không nạp phụ trợ 1 bộ Trung quốc 100%
III Tiền xử lý (L25.5mét) 1 bộ Trung quốc 100%
V Buồng sơn và hệ thống thu gom 1 bộ Trung quốc 100%
VI Lò đông cứng 1 bộ Trung quốc 100%
VII Buồng sơn bột vân gỗ và hệ thống thu
gom
VIII Hệ thống tạo hình vân gỗ 2 bộ Trung quốc 100%
1 Thiết bị bút vẽ và tạo hình vân gỗ 1 bộ Trung quốc 100%
IX Lò tiền đông cứng tạo vân 2 bộ Trung quốc 100%
X Hệ thống điều khiển vân gỗ 1 hệ thống Trung quốc 100%
XI Hệ thống xử lý nước sạch 1 Hê thống Việt Nam 100 %
XI Hệ thống xử lý nước thải 1 Hê thống Việt Nam 100%
4 Nguyên, nhiên, vật liệu
4.1 Nhu cầu về nguyên liệu
Bảng 3: Nhu cầu nguyên liệu
Trang 10STT Tên nguyên liệu Khối lượng
(kg/năm)
Công thức hóa học Công đoạn sử
dụng
Xuất xứ
đầu vào chính
Việt Nam
2 Bột sơn tĩnh điện
các loại 262.500
Epoxy, polyester, phụ gia
Nguyên liệu dùng sơn phủ
Việt Nam, trung quốc
3 CR-2 (dongtai) 5000 HNO3: 8%; CrO3:
4%; NaNO3: 6% Phủ Crom
Trung quốc
4
DA-2(Dong tai)
5000
HF.H2O: 15%;
H3PO4: 5%;
C6H14O2: 5%
Phủ Crom
Trung quốc
5
H2SO4
50
H2SO4 Xử lý nước
thải, hoàn nguyên vật liệu hấp phụ
Việt Nam
thải
Việt Nam
7 Al2(SO4)3 1500 Al2(SO4)3 Xử lý nước
thải
Việt Nam
thải
Việt Nam
thải
Việt Nam
10
NaOH
500
nguyên liệu,
xử lý nước thải
Việt Nam
4.2 Nhu cầu về nhiên liệu, điện, nước và hóa chất
Gas lỏng: 120 tấn/năm
Điện: 30.000 kWh/năm
Nước: 25 m3/ngày trong đó dùng cho mục đích sinh hoạt là 10 m3, dùng cho quá trình làm sạch bề mặt và mạ Crom là 10 m3, nước dùng để tưới cây 5 m3
