硅烷化处理工艺作为代替传统磷化工艺的金属表面前处理技术,日益受到人们的广泛关注。硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的一种新型环保表面前处理技术。硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点:无有害重金属离子,不含磷,不产生沉渣;处理时间短,无需表调、钝化工序;硅烷处理常温操作,控制简便。本设计是针对现国内金属表面前处理磷化工艺和设备存在的问题,在实验室试验的基础上,遵循技术上先进、工艺上可靠、经济上合理、系统上最优的原则上完成的。本设计首先通过实验室试验确定了工艺流程及最佳工艺条件:预脱脂(60℃,5min)、脱脂(60℃,5min)、一次水洗(20℃,1min)、二次水洗(20℃,1min)、三次水洗(20℃,1min)、硅烷化处理(20℃,1min)、烘干(120℃,20min)。其次,根据所确定的工艺流程进行了年处理500万平方米的钢铁表面的工艺设计:以每小时处理714平方米钢铁表面为基准,对主要设备浸渍槽、干燥室等进行了物能衡算;对主要设备浸渍槽和干燥室进行了设计及辅助设备的选型;根据物料的性质和操作条件选择了各设备的材质和规格。综合上述工艺计算和设计结果,采用Auto CAD软件绘制了带控制点的工艺流程图、主要设备的装配图、车间布置图。最后进行了设备投资估算、成本估算等经济评价。经济评价结果表明,所设计的硅烷化处理工艺和传统磷化处理工艺相比,每处理1平方米钢铁表面,成本至少可以节省0.10元/平方米,而且具有良好的环保效益。