1　創建綠色塗裝工廠的意義

　　随着現代化和(hé)工業化的發展，各種工業污染源對地球環境的污染越來(lái)越嚴重，塗裝工業産生(shēng)的污染尤為(wèi)突出。如果再不進行(xíng)有(yǒu)效的預防和(hé)治理(lǐ)，将會(huì)嚴重影(yǐng)響人(rén)類的生(shēng)存環境和(hé)國民經濟的持續發展。創建“綠色塗裝工廠”是塗裝工業發展的必然趨勢。綠色塗裝工廠的建設和(hé)投入使用實現了減少(shǎo)VOC排放量，降低(dī)各種廢棄物排量，減少(shǎo)CO2排放量，降低(dī)能源資源耗量，降低(dī)設備裝機功率，提高(gāo)生(shēng)産效率，改善人(rén)類職業健康。因此，在保證塗裝質量的基礎上(shàng)，創建綠色塗裝工廠，造福于人(rén)類的健康和(hé)生(shēng)存具有(yǒu)極其重要的意義。

 

 

2　綠色塗裝工廠應用技(jì)術(shù)

2.1　綠色塗裝工廠建設思路

　　綠色塗裝工廠的建設目标是在塗裝過程中産生(shēng)更少(shǎo)的能源輸入、塗料消耗、溶劑消耗、水(shuǐ)消耗、VOC排放、CO2排放、廢水(shuǐ)排放、顆粒物排放、各種廢棄物排放；具有(yǒu)更高(gāo)的生(shēng)産效率和(hé)更優良的工作(zuò)環境。

　　建設綠色塗裝工廠需要選擇節能、環保和(hé)最優的人(rén)機工程塗裝工藝技(jì)術(shù)方案，通(tōng)過技(jì)術(shù)進步，應用新工藝、新材料、新裝備、節能環保技(jì)術(shù)和(hé)先進的科學管理(lǐ)，優化和(hé)簡化工藝及工序實現最終目标。

2.2　綠色塗裝工廠集成技(jì)術(shù)

　　所謂“綠色塗裝工廠”就是具有(yǒu)節能、減排、環保、省資源、降成本等功效的塗裝車(chē)間(jiān)。它應用的塗裝材料、工藝和(hé)裝備主要包括：前處理(lǐ)轉化膜材料（氧化锆和(hé)矽烷）、水(shuǐ)性塗料、粉末塗料等，水(shuǐ)性漆3C1B工藝、水(shuǐ)性漆免中塗工藝（雙底色工藝）和(hé)粉末塗裝工藝等，滾浸輸送設備、新型輸送系統（滑橇、摩擦鏈）、幹式噴漆室、全自動機器(qì)人(rén)噴漆及先進的換色技(jì)術(shù)、節能型烘幹室、智能化生(shēng)産能耗監控優化技(jì)術(shù)等

。

⑴綠色塗裝工藝

　　氧化锆轉化膜處理(lǐ)工藝

　　氧化锆轉化膜處理(lǐ)工藝是無磷酸鹽前處理(lǐ)技(jì)術(shù)，取消表調工序，縮短(duǎn)了成膜處理(lǐ)時(shí)間(jiān)和(hé)設備長度；沉渣減少(shǎo)90%以上(shàng)，消除了P、Ni、Mn，與磷化處理(lǐ)工藝比較F離子減少(shǎo)到小(xiǎo)于1/8。

　　ZrO轉化膜工藝與磷化工藝比較結果見下表。

　　ZrO轉化膜與磷化比較

序号	項 目	磷化處理(lǐ)	ZrO2處理(lǐ)
1	污水(shuǐ)處理(lǐ)量（%）	100	90
2	清洗化學品消耗（%）	100	85
3	能源消耗（%）	100	50

 

　　矽烷轉化膜處理(lǐ)工藝

　　矽烷轉化膜處理(lǐ)工藝是無磷酸鹽前處理(lǐ)技(jì)術(shù)，取消了表調和(hé)鈍化工序，縮短(duǎn)了工藝時(shí)間(jiān)和(hé)設備長度；适用多(duō)種金屬底材（冷軋闆、鍍鋅闆、鋁闆、預塗闆）的混線處理(lǐ)。消除了重金屬P、Ni等，出渣少(shǎo)，耗水(shuǐ)少(shǎo)，廢水(shuǐ)少(shǎo)；具有(yǒu)環保、節能、操作(zuò)簡便、低(dī)成本等優點。

　　電(diàn)泳工藝

　　新型節能低(dī)溶劑低(dī)沉降電(diàn)泳漆，很(hěn)好的控制(zhì)了顔料沉降。電(diàn)泳塗裝停産時(shí)，槽液停止攪拌可(kě)達10天。取消備用電(diàn)源，節約攪拌能耗、維護和(hé)廢棄物處理(lǐ)費用，減少(shǎo)了CO2排放。

　　水(shuǐ)性漆3C2B工藝

　　采用水(shuǐ)性塗料和(hé)粉末塗料替換溶劑型塗料。

　　① 水(shuǐ)性漆3C2B塗裝工藝：陰極電(diàn)泳（CED）塗料+水(shuǐ)洗中塗漆+水(shuǐ)性底色漆+2K溶劑型清漆塗裝工藝體(tǐ)系，實現每平方米被塗面積VOC排放量少(shǎo)于35克。

　　② 水(shuǐ)性漆粉末塗料3C2B塗裝工藝：陰極電(diàn)泳（CED）塗料+粉末中塗+水(shuǐ)性底色漆+粉末清漆塗裝工藝體(tǐ)系，使每平方米被塗面積VOC排放量少(shǎo)于10克成為(wèi)可(kě)能。

　　水(shuǐ)性漆“三濕”工藝

　　水(shuǐ)性漆“三濕”（3-wet）工藝即為(wèi)3C1B塗裝工藝。取消中塗烘幹和(hé)中塗後的打磨工序，使工藝簡化和(hé)緊湊，提高(gāo)生(shēng)産效率，實現節能減排。

　　水(shuǐ)性漆免中塗工藝

　　水(shuǐ)性漆免中塗工藝即為(wèi)雙底色工藝（2C1B），使塗裝工藝更簡化、緊湊、精益、降成本，更節能減排。大(dà)衆公司推行(xíng)的“2010工藝”屬于這種工藝。此工藝更有(yǒu)推廣價值。

　　水(shuǐ)性漆2C1B與3C2B工藝比較的結果見下表。

 

　　水(shuǐ)性漆2C1B與标準3C2B比較

序号	項目名稱	水(shuǐ)性漆免中塗（2C1B）工藝（2K）	水(shuǐ)性漆 “三濕” （3C1B）工藝	水(shuǐ)性漆标準3C2B工藝（2K）
1	工藝能耗（%）	70	82	100
2	噴漆VOC排放量（%）	90	-	100

 

　　粉末工藝

　　粉末工藝作(zuò)為(wèi)車(chē)身塗裝工藝，主要用于中塗和(hé)罩光清漆塗裝。粉末工藝環保性最好，組合塗裝體(tǐ)系是實現節能減排目标的重要方法之一。

 

⑵綠色塗裝裝備技(jì)術(shù)

　　前處理(lǐ)電(diàn)泳翻轉輸送技(jì)術(shù)

　　翻轉輸送技(jì)術(shù)主要包括RoDip、SHUTTLE（多(duō)功能穿梭機）、J-Flex輸送系統，它具有(yǒu)比推杆鏈、擺杆鏈輸送系統長度短(duǎn)，節省投資、運行(xíng)和(hé)維護保養費用，節省投槽時(shí)的化學品用量，節水(shuǐ)，節電(diàn)，節能等優點；日後的清潔維護工作(zuò)量和(hé)廢水(shuǐ)排放量顯著減少(shǎo)。新型RoDip V和(hé)E│SHUTTLE都是單臂式承載輸送結構，節能減排更佳。

　　電(diàn)泳設備逆向流循環技(jì)術(shù)

　　電(diàn)泳槽循環系統實現槽液逆向流循環，槽兩端設溢流槽，槽液流動與工件運行(xíng)方向相反，顯著提高(gāo)電(diàn)泳質量。循環次數(shù)和(hé)能耗減半。

　　烘幹設備廢氣淨化技(jì)術(shù)

　　推廣使用的直通(tōng)型烘幹室，解決了進出口熱損失耗能問題。廢氣焚燒采用TAR或RTO系統，有(yǒu)毒物質被處理(lǐ)；使廢氣餘熱回收再利用，排煙溫度顯著降低(dī)，實現節能減排。

　　幹式噴漆室節能減排技(jì)術(shù)

　　應用新型幹式漆霧捕集分離器(qì)技(jì)術(shù)節能減排，其優點是低(dī)運行(xíng)成本、維護成本，低(dī)作(zuò)業環境噪音(yīn)；無廢水(shuǐ)處理(lǐ)，噴漆室用水(shuǐ)節省80～90％；噴漆室中使用90%～95%的循環風和(hé)5%～10%的新風；與濕式噴漆室比較能耗節省60%～70％；無惡臭氣味，改善了工廠環境和(hé)員工工作(zuò)條件。

　　幹式與濕式噴漆室節能減排比較見下表。

 

幹式與濕式噴漆室節能減排比較

序号	項 目 名 稱	幹式噴漆室	濕式噴漆室
1	水(shuǐ)耗量（%）	- 87	100
2	新風和(hé)廢氣（%）	- 95	100
3	工藝能耗（%）	- 60	100

 

　　全自動機器(qì)人(rén)噴漆及換色技(jì)術(shù)

　　應用機器(qì)人(rén)噴塗車(chē)身內(nèi)外表面，使塗層質量提高(gāo)約25%左右。應用彈夾式或線性換色閥技(jì)術(shù)自動換色，油漆損失小(xiǎo)于10ml。可(kě)以取消編組功能，縮小(xiǎo)生(shēng)産面積，實現省材料，節能減排。

　　智能化生(shēng)産能耗監控優化技(jì)術(shù)

　　塗裝工廠智能化生(shēng)産能耗監控技(jì)術(shù)日趨成熟，記錄生(shēng)産過程中各種有(yǒu)關數(shù)據，分析、評估實際能耗情況。通(tōng)過對各個(gè)生(shēng)産區(qū)域能耗的自動監控、識别和(hé)調整，實現對能耗過高(gāo)的區(qū)域制(zhì)定節能對策，及時(shí)優化節能。如DURR公司新開(kāi)發的EcoEMOS Energy軟件模塊。

 

⑶土建公用節能減排

　　重視(shì)建築節能

　　重視(shì)采用節能型建築和(hé)使用節能材料，加強牆壁和(hé)屋面保溫；廠房(fáng)空(kōng)間(jiān)盡量減少(shǎo)淨空(kōng)高(gāo)度，提高(gāo)節能效果。

　　公用節能減排

　　廠房(fáng)采暖通(tōng)風采用節能溫控系統自動調節，變頻技(jì)術(shù)控制(zhì)送排風量，空(kōng)調裝置設回風系統，合理(lǐ)利用回風量，節省空(kōng)調能耗。

　　加熱源應用太陽能、地源熱泵等節能技(jì)術(shù)。

　　變壓器(qì)盡可(kě)能靠近負荷中心，降低(dī)運行(xíng)中的低(dī)壓損耗。

　　合理(lǐ)延長塗裝設備的預熱時(shí)間(jiān)，減少(shǎo)最大(dà)耗能量，降低(dī)能源供應負荷。

　　污水(shuǐ)處理(lǐ)采用中水(shuǐ)回用系統，合理(lǐ)利用水(shuǐ)資源減少(shǎo)排放。

　　公用設備的選用充分考慮節能減排優質産品。

 

⑷典型的綠色塗裝工廠

　　① DURR公司為(wèi)大(dà)衆公司建設的綠色塗裝工廠

　　采用綠色塗裝工藝（大(dà)衆2010工藝）、RoDip滾浸輸送設備、EcoDryScrubber幹式噴漆室、全自動機器(qì)人(rén)噴漆以及換色技(jì)術(shù)(EcoBell2 /EcoBell3霧化系統、EcoICC線性換色器(qì))、TAR烘幹廢氣焚燒淨化技(jì)術(shù)、熱回收技(jì)術(shù)、EcoEMOS優化能源管理(lǐ)技(jì)術(shù)等。工廠每年CO2排放量減少(shǎo)30%，天然氣減少(shǎo)30%，生(shēng)産用水(shuǐ)減少(shǎo)80%，電(diàn)量減少(shǎo)50%,VOC排放量減少(shǎo)70%。綜合能耗降低(dī)40%～50%。

　　② EISENMANN公司推薦的綠色塗裝工廠

　　采用綠色塗裝工藝、多(duō)功能穿梭機（E│SHUTTLE新型單臂翻轉）、E│SCRUB幹式噴漆室、全自動機器(qì)人(rén)噴漆以及新型換色技(jì)術(shù)、BlueMAX Burner燃燒器(qì)廢氣焚燒淨化技(jì)術(shù)、熱回收技(jì)術(shù)、工廠太陽能供熱技(jì)術(shù)等。在節省熱能方面效果十分顯著，單車(chē)塗裝能耗下降40%。

　　③ GEICO公司推薦的綠色塗裝工廠

　　采用綠色塗裝工藝、J-Flex翻轉輸送系統、Dryspin幹式噴漆室、全自動機器(qì)人(rén)噴漆以及換色技(jì)術(shù)、節能烘幹技(jì)術(shù)等，顯著降低(dī)了運行(xíng)成本。僅對滾浸輸送系統和(hé)幹式噴漆室與擺杆輸送系統和(hé)濕式噴漆室兩項比較，可(kě)實現單車(chē)減少(shǎo)能耗115千瓦時(shí)。

 

3　綠色塗裝工廠創建啓示

　　從減少(shǎo)污染氣體(tǐ)（VOC、CO2）排放，減少(shǎo)塗裝污水(shuǐ)和(hé)廢棄物排放，減少(shǎo)塗料和(hé)溶劑的消耗，降低(dī)運行(xíng)成本和(hé)能耗，提高(gāo)生(shēng)産效率，營造優良的人(rén)機工程工作(zuò)環境已經達到的諸多(duō)效果看，這是未來(lái)塗裝發展的必然趨勢。

　　成都一汽大(dà)衆綠色塗裝工廠是目前國內(nèi)外最好的樣闆工廠之一：采用大(dà)衆2010工藝、第三代RO-Dip翻轉輸送系統、EcoDryScrubber 幹式噴漆、車(chē)身內(nèi)外部全機器(qì)人(rén)自動噴塗、EcoLCC 線性換色器(qì)供漆、TAR 廢氣焚燒爐等，VOC排放量減少(shǎo)到24g/m2以下，每年可(kě)以減少(shǎo)CO2排放量約9000噸。

　　綠色塗裝工廠與傳統塗裝工廠的數(shù)據比較見下表。

綠色塗裝工廠與傳統塗裝工廠數(shù)據比較

序号	項目名稱	國內(nèi)傳統塗裝車(chē)間(jiān)	國外傳統塗裝車(chē)間(jiān)	綠色塗裝工廠
1	能量消耗量（%）	≥ 130	100	≤ 60
2	CO2排放量（%）	≥ 130	100	≤ 60
3	每平方米被塗面積VOC排放量（g/m2）	≥ 120	90	≤ 30

 

　　綠色塗裝工廠與傳統塗裝工廠比較能耗和(hé)廢氣排放指标都降低(dī)40%以下。國內(nèi)合資企業采用傳統塗裝工藝（CED+3C2B）、設備全部引進并且節能最好的塗裝工廠，生(shēng)産轎車(chē)單車(chē)能耗約0.1943t标煤。國內(nèi)大(dà)多(duō)數(shù)轎車(chē)傳統塗裝工藝塗裝線遠大(dà)于此值。

　　按照能耗降低(dī)40%，單車(chē)能耗0.1943t标煤計(jì)算(suàn)，年産15萬輛(liàng)轎車(chē)塗裝線至少(shǎo)每年可(kě)節能11658t标煤。如果我國今後都按綠色塗裝工廠建設新塗裝線，其節能總量将十分顯著。

　　據國外經驗介紹綠色塗裝工廠與傳統塗裝工廠相比，生(shēng)産每一輛(liàng)塗裝車(chē)身CO2的排放量可(kě)減少(shǎo)100kg以上(shàng)。按100kg CO2/輛(liàng)計(jì)算(suàn)年産15萬輛(liàng)轎車(chē)塗裝線，每年至少(shǎo)可(kě)減少(shǎo)CO2的排放量達15000t。歐洲允許改造後采用傳統塗裝工藝VOC排放量90g/m2以下，環保塗裝工藝VOC排放量35g/m2以下，從用傳統塗裝工藝到改用環保塗裝工藝VOC排放量的減少(shǎo)是顯著的。可(kě)想而知，如果我國塗裝線VOC排放量降至綠色塗裝工廠水(shuǐ)平，對保護環境的貢獻将是巨大(dà)的。因此，建設綠色塗裝工廠是國家(jiā)需要和(hé)發展必然。

　　加強綠色塗裝意識，結合企業發展，在建設或改造塗裝線時(shí)，首先要選擇綠色塗裝技(jì)術(shù)（材料、工藝、裝備、管理(lǐ)、節能、環保），根據本企業的經營情況，可(kě)從部分選擇逐漸過渡到全部選擇。國內(nèi)塗裝行(xíng)業供應商需要加強研發，在塗裝材料、工藝和(hé)設備創新方面下工夫，從模仿創新到自主創新，逐漸代替進口。這是企業和(hé)供應商必須承擔的社會(huì)責任，隻有(yǒu)國家(jiā)和(hé)行(xíng)業一齊努力，才有(yǒu)望實現綠色塗裝的目标。

 

4　創建綠色塗裝工廠的規劃

　　　⑴ 國內(nèi)塗裝行(xíng)業必須加快塗裝材料、工藝和(hé)裝備創新，加快努力創建綠色塗裝工廠的步伐。

　　⑵ 國家(jiā)有(yǒu)關部門(mén)盡快補充制(zhì)定有(yǒu)關法規，一經出台，生(shēng)産企業必須嚴格執行(xíng)。

　　⑶ 創建綠色塗裝工廠作(zuò)為(wèi)企業建廠目标，企業根據實際情況在進行(xíng)工廠建設時(shí)，重視(shì)采用綠色制(zhì)造技(jì)術(shù)，從部分選用過度到全部選用，為(wèi)企業、員工和(hé)社會(huì)造福。

　　⑷ 企業加強培養全員樹(shù)立節能減排綠色塗裝意識，由粗放生(shēng)産管理(lǐ)轉變為(wèi)精益生(shēng)産管理(lǐ)；對塗裝質量、材料消耗、能源消耗、工時(shí)定額、倉儲物流和(hé)設備運行(xíng)等的管理(lǐ)，應用科學方法進行(xíng)科學統計(jì)和(hé)優化，實現生(shēng)産線最佳開(kāi)動率和(hé)有(yǒu)效利用率。

　　⑸新建塗裝工廠必須部分或全部應用綠色塗裝技(jì)術(shù)，推動建設綠色塗裝工廠。

　　推廣應用無磷轉化膜前處理(lǐ)工藝、“三濕”和(hé)免中塗水(shuǐ)性漆塗裝工藝等。

　　推廣應用節能型的前處理(lǐ)電(diàn)泳塗裝翻轉輸送技(jì)術(shù)、幹式噴漆室、新型節能烘幹室等。

　　推廣應用車(chē)身內(nèi)外部全機器(qì)人(rén)噴塗和(hé)省塗料供漆系統的塗裝技(jì)術(shù)。

　　推廣應用綠色塗裝工廠的生(shēng)産管理(lǐ)技(jì)術(shù)。

　　⑹ 跟蹤研究國外正在開(kāi)發實施的綠色塗裝技(jì)術(shù)，及時(shí)吸納，有(yǒu)效利用。例如：火(huǒ)焰矽烷氣相處理(lǐ)工藝的“ITRO處理(lǐ)法”，為(wèi)創建綠色塗裝工廠提供新工藝。熱泵技(jì)術(shù)作(zuò)為(wèi)新型高(gāo)效熱源或用于加熱和(hé)冷卻或用于熱源回收，實現減少(shǎo)CO2排放量和(hé)降低(dī)運行(xíng)成本10%以上(shàng)。

　　⑺ 重視(shì)數(shù)字化技(jì)術(shù)應用。通(tōng)過數(shù)字化技(jì)術(shù)進行(xíng)工藝性分析、創新産品特性分析、靜力學和(hé)動力學及流體(tǐ)力學方面的分析，實現産品功能驗證和(hé)優化，減少(shǎo)開(kāi)發産品在試制(zhì)過程中的改進工作(zuò)量和(hé)縮短(duǎn)開(kāi)發時(shí)間(jiān)。促進實踐綠色塗裝工廠建設。

 

5　結語

　　建設綠色塗裝工廠有(yǒu)利于提高(gāo)生(shēng)産效率和(hé)資源利用率，提高(gāo)産品競争力，實現國家(jiā)倡導的建設環境友(yǒu)好型、資源節約型和(hé)創新型社會(huì)的國策。借助綠色塗裝技(jì)術(shù)發展趨勢，推進我國塗裝行(xíng)業應用塗裝節能減排新技(jì)術(shù)和(hé)加快建設綠色塗裝工廠的進程。