云南新建门窗铝型材生产线一期安全设施设计

2.1.3工程性质

本建设项目工程性质属新建项目。

2.1.4设计内容

本安全设施设计为项目一期建设内容：项目占地面积约8680㎡，厂房面积6480㎡，办公生活综合楼442.02㎡，项目建成后年生产门窗铝型材4800t。

本安全设施设计具体对该项目的总图布置、工艺及生产装置、物料储运与使用、公用工程及辅助设施、厂内运输、安全管理的安全设施设计。原材料及产品的厂外运输、职业卫生、环境保护等不在本安全设施设计范围内。建设项目建构筑物结构设计、建筑施工设计、防雷设计等详细施工设计不在本安全设施设计范围内。

2.2项目基本情况

2.2.1项目地理位置及选址、厂区总平面布置及功能分区

2.2.1.1建设项目所在的地理位置及选址

寻甸县地处滇东高原中部， (略) 辖县，位于东经102°41′～103°33′，北纬25°20′～26°01′之间，东临马龙、沾益、会泽；西和富民，禄劝毗邻；北与东川接壤；南接嵩明。境内地势西北高，东南低，呈向东南倾斜阶梯状，以走向北东－南西或近南北向的乌蒙山、梁王山、小海梁子等山脉为主，山间点缀着低凹谷地或湖盆。东西横距84.5公里，南北绵延75公里，幅员面积3598平方公里。最高点花石子（巨龙梁子）海拔3294.8米，最低点金源河谷的小树棵海拔1445米。

项目位于 (略) 寻甸特色产业园区金所片区。金所片区南起金河大道，北至天生桥，东起嵩待高速向西约2公里的范围；项目地理位置坐标为东经103°12′55.071″，北纬25°34′26.068″，交通十分便利。项目交通位置见图2-1所示。

1. 项目地理位置图

2.2.1.2厂区总平面布置及功能分区

项目地面积8680㎡，厂房面积6480㎡，办公生活综合楼442.02㎡，项目工程内容包括主体工程、辅助工程、公用工程、环保工程。主体工程主要为生产厂房等；辅助工程主要为办公生活综合楼；公用工程主要包含供水、供电、排水、消防。项目共设1栋生产厂房，位于厂区北部，占地面积约6480㎡，均为1层钢结构，厂房高度为12.63m，主要建设铝型材生产线、原辅材料库区、包装材料区、成品堆放区；综合楼位于厂区南侧，占地面积442.02㎡，用于员工办公室生活等，设置食堂、办公区、值班室、员工宿舍等。

项目平面布局将生产区与办公生活区分开布置，满足生产人流、物流分离、互不交叉干扰的原则，结构明朗，流程顺畅，布局紧凑，符合生产工艺流程等需求。建设项目平面示意图见附件。

1. 项目主要建设内容一览表
2. 建（筑）物防火间距一览表（单位：m）

3. 建构筑物一览表

2. 总平面布置图

2.2.2项目产品方案和设计规模，主要技术方案、生产工艺布置和工艺流程，主要工艺技术来源及国内外应用情况，主要生产装置（设备、设施）及特种设备

2.2.2.1生产产品及规模

本项目运营期年产4800t铝型材，主要产品与规模详见下表。

4. 设计年生产规模一览表

2.2.2.2主要生产工艺

铝型材生产工艺：铝棒-加热、热剪-挤压-冷却、拉直-钢切定尺-检查-人工时效-喷砂-验收-上料转挂-水洗-除油-水洗-钝化-水洗-烘干-喷塑/喷漆-固化-检查-木纹转印（ (略) 场需求制造）-包装-出库。

工艺流程简述：

加热、热剪：项目外购铝棒堆放于厂内挤压区，未使用的模具位于模具仓库。模具通过模具炉和氮化炉加热处理后，铝棒通过热剪炉对铝棒进行加热，加热后的铝棒进行热剪，铝棒热剪炉使用天然气作为燃料，模具炉采用电加热方式，加热温度均控制在525℃左右，并一直保持在525℃左右方可进行挤压。

使用完的模具经清洗擦干净后进入氮化炉氮化，氮化炉采用电加热方式。氮化炉位于挤压区北侧。

氮化炉工作原理：氮化就是把氮渗入金属工件表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。氮化处理是利用氨在一定温度下（项目氮化温度为500℃~580℃）所分解的活性氮原子向金属工件的表面层渗透扩散形成铝氮合金，从而改变金属工件表面机械性能（增强耐磨性，增加硬度，提高耐蚀性等）和物理、化学性质。

氮化过程由分解、吸收、扩散三个基本过程组成：

（1）氨的分解：随着温度的升高，氨的分解程度加大，生成活性氮原子。

2NH₃→6H+2[N]

（2）吸收过程：金属表面吸收氮原子，先溶解形成氮在Q-Fe中的饱和固溶体，然后再形成氮化物。

2mFe+2[N]^-→2FemN

（3）扩散过程：氮从表面饱和层向铝层深处进行扩散，形成一定深度的淡化层。本项目氮化在氮化炉内进行，氮化炉是周期作业式电炉，是在系列电炉的基础上改进的节能型电阻炉，由炉壳、炉衬、炉盖升降机构、炉用密封风机、马弗罐、加热元件及电控系统等组成。炉盖上装有取样管、排气管、炉罐侧壁上部的输入管可供氨气输入用，炉罐与炉盖采用水冷真空橡胶密封，并装有压紧螺拴。氮化炉冷却为自然风冷。炉内废气通过排气管经废气燃烧设备燃烧后，由15m高的排气筒排放。

氮化前先对整个氮化系统的管线接头处进行气密性检查，保证氨气不 (略) 中的畅通无阻。

因此，此加热、热剪工序会有天然气燃烧废气G1、设备运行噪声N1。氮化工序会有氮化炉产生的氨气G8。

挤压：通过挤压机的挤压轴对铝棒施加压力，迫使铝棒变形而从模具孔中出料，需定期对挤压机中模具进行清洗，清洗分三道，第一道清洗液为片碱及水的混合物（1吨水投入0.2吨片碱），第二道及第三道均为清水，碱洗反应液每2个月更换一次，第三道工序清洗水回用至第二道工序，第二道清洗水池留有溢流口；更换的碱洗反应液及清洗水池溢流的清洗废水全部进入生产废水处理系统处理达标后回用，不外排。此过程会产生N2噪声、W1模具清洗废水（包括反应液及清洗水）。

冷却、拉直：自然冷却后的挤压材经输送带送至张力柱，首先检查长度、断面尺寸，确保夹头位置和延伸率，其中延伸率一般控制在0.05-2%左右，然后进行拉伸矫直整理，矫直后检查铝材无波浪、弯曲、扭拧等，同时避免出现收口、张开、尺寸负差等现象。此过程会产生N3噪声。

钢切定尺：矫直后的挤压材送至挤压机自带的剪刀，首先检查其截面质量、表面质量是否存在缺陷，然后将不合格段切除，再定尺钢切。按照技术工艺要求，控制挤压材的长度公差、切斜度偏差等，防止出现负偏差，完成钢切后修理断面，做到无变形、无毛刺、无油污且整齐美观，钢切时是对铝材进行断料，铝材质地较软，切割转速较慢，不会产生粉尘，此过程会产生S1边角料、N4噪声。

人工时效：是指加热或是冰冷处理消除或减小淬火后工件内的微观应力、机械加工残余应力，防止变形及开裂。通过模型监测之后将合格产品放入时效炉，稳定其产品物理性质，时效炉需要通过天然气的加热保证其温度，此工序会产生天然气燃烧废气G2。

前处理工序：前处理方式为直通型前处理通道瀑布式，前处理工序主要包括1#水洗（水洗槽容积为5m³）、除油（包括2#预脱脂、3#脱脂、4#脱脂（3个脱脂槽容积为8m³））、水洗（5#包括水洗、6#水洗、7#纯水洗（3个水洗槽容积为5m³））、8#钝化（钝化水槽容积为8m³）、9#水洗（水洗槽容积为5m³），主要通过喷淋的方式，去除基材表面油渍及进行钝化。除油剂按水槽水量的5%兑水进行调配，然后在一体化前处理设备内对金属件表面残留的油脂进行清洗，清洗时间控制在5~10分钟。除油工序会产生脱脂废液，脱脂废液每隔2个月更换一次，损耗部分定期添加。钝化剂按水槽水量的1%兑水进行调配，然后在槽体内对金属件进行钝化，时间控制在1~5分钟。钝化用的钝化剂循环使用，定期添加，每2个月清理一次槽液。钝化工序将产生钝化废液。采用清水清洗表面残留的钝化剂。

脱脂前需要进行1#水洗，脱脂后需要进行三次水洗（5#、6#、7#），钝化后需要一次水洗（9#），清洗水通过溢流系统进行循环，溢流顺序为：9#溢流到7#纯水槽，7#纯水槽溢流至6#水洗槽，6#水洗槽溢流至5#水洗槽，5#水洗槽溢流1#水洗槽，1#水洗槽留有溢流口，溢流出的清洗废水进入生产废水处理系统处理达标后回用于系统补水，不外排。溢流流量为4m³/h，溢流规模约32m³/d，纯水洗槽采用流量计控制定量补水。预脱槽、脱脂槽、铬化槽等工艺槽采用人工加水装置。前处理工序会产生废水W2、W3、W4。表面处理会产生硫酸雾、氯化氢、氮氧化物等废气产生，废气经集气罩收集，活性炭吸附处理后，通过15m高的排气筒排放。

干燥：清洗完成后，经烘干炉烘干，天然气为烘干炉提供热源，此工序会产生天然气燃烧废气G3。

喷塑：喷塑工序采取静电喷粉的方式，其原理是：粉末涂料由供粉系统借压缩空气气体送入喷枪，在喷枪前端加有高压静电发生器产生的高压，由于电晕放电，在其附近产生密集的电荷，粉末由枪嘴喷出时，形成带电涂料粒子，它受静电力的作用，被吸到与其极性相反的工件上去，随着喷上的粉末增多，电荷积聚也越多，当达到一定厚度时，由于产生静电排斥作用，便不继续吸附，从而使整个工件获得一定厚度的粉末涂层；喷塑室内配套设置一套大旋风+滤袋回收塑粉，大旋风吹过的塑粉进入一级粉箱，未进入一级粉箱的塑粉经滤袋过滤后由23m高的DA004排气筒排放。滤袋收集的粉尘进入二级粉箱。此工序会产生颗粒物G4。

固化：喷塑后的基材进入固化炉内加热、保温，使热固性粉末熔融后凝固在基材表面，从而起到使型材上色，并保护型材不被腐蚀的作用。本项目以天然气为燃料对固化炉进行加热，会产生废气G5，该过程会产生SO₂、颗粒物、NOx、有机废气，S2废活性炭。

木纹转印：木纹转印，就是在经过静电粉末喷塑后的金属材质上，通过真空木纹转印设备，在高温负压的压力下，转印膜上的油墨热升华，渗透到涂层中的一个转化过程。

通过木纹转印机加热后将木纹纸上的图案转印至铝型材上。生产工艺中，首先将木纹纸包覆于铝型材上，再用高温袋套住并抽真空后密封，送入热转印机中加热，加热温度在175~185℃，加热过程中木纹纸上的油墨直接升华渗透到铝型材涂层中。木纹 (略) 场需求使用，一般使用时间较少，此过程会产生G6天然气燃烧废气、有机废气，S3木纹废纸。

检测包装入库：生产得到的成品，检查合格后包装入库，主要检查粉末喷涂型材装饰面上的涂层是否平滑、均匀，不允许有皱纹、气泡、流痕、发粘等缺陷。喷涂不均匀的型材重新进行前处理后经喷塑工序进行补涂。检查合格的型材即为成品，对其进行商标贴膜保护，并用包装纸包装入库。该过程产生废包装料S4。