鑄造車間粉塵處理技術(shù)的研究

丁道正

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和社會(huì)水平的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾成為目前我們需要解決的主要矛盾，對(duì)于環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，較為重要的一方面就是大氣污染，大氣污染源主要有兩種，即粉塵和煙塵。鋼鐵行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速提高，但是其粉塵排放量位居行業(yè)第二，煙塵排放量位居第四，所以，鋼鐵行業(yè)也是重污染行業(yè)。自我國(guó)提出可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)后，構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)、減少環(huán)境污染成為迫在眉睫的問(wèn)題。本文將就高鐵企業(yè)鑄造車間的粉塵處理展開(kāi)探討，分析相關(guān)處理技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】鋼鐵企業(yè)；鑄造車間；粉塵處理

0引言

調(diào)查顯示，2007年全國(guó)鑄件總量超過(guò)了3000萬(wàn)噸，2013年已經(jīng)超過(guò)4000萬(wàn)噸，我國(guó)的鑄件總量超過(guò)了德國(guó)、日本和美國(guó)的鑄件總和，全世界鑄件的30％以上都是我國(guó)制造的，我國(guó)是當(dāng)之無(wú)愧的鑄造大國(guó)，但是雖然數(shù)量占優(yōu)，但是鑄造技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家難以同日而語(yǔ)。數(shù)據(jù)顯示，2006年鑄造行業(yè)排放粉塵量達(dá)到150萬(wàn)噸，超出發(fā)達(dá)國(guó)家粉塵排放量9倍以上。如何運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)處理鑄造車間產(chǎn)生的粉塵，構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)，是我們需要研究的重要課題。

1鑄造車間粉塵性質(zhì)分析

一般情況下，不同鑄造車間使用的材料、技術(shù)工藝、設(shè)備都是不同的，產(chǎn)生的粉塵也有差別，所以，了解粉塵特性才能做好粉塵處理工作。按照產(chǎn)生來(lái)源劃分，鑄造粉塵可以分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩種。固化劑、樹(shù)脂、桐油、澆注熔煉設(shè)備以及烘干爐窯產(chǎn)生的粉塵一般是有機(jī)粉塵，新舊砂、膨脹土粉、煤粉、石墨粉以及廢鋼、石灰石等爐料產(chǎn)生的粉塵一般是無(wú)機(jī)粉塵。

鑄造粉塵化學(xué)特性：長(zhǎng)期處于大量鑄造粉塵環(huán)境中，極易引發(fā)硅肺病等其他疾病，因?yàn)殍T造粉塵的化學(xué)成分中含有大量化合態(tài)、游離態(tài)的二氧化硅(SiO2)。舉例來(lái)說(shuō)，測(cè)量某鋼鐵企業(yè)鑄造車間二氧化硅含量，混砂機(jī)處含量平均值約為40.5％，噴砂室內(nèi)約為64％，感應(yīng)爐處約為15％；再者，二甲胺、呋喃樹(shù)脂等在鑄造車間內(nèi)使用的化學(xué)制劑，也會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響。

鑄造粉塵物理特性：可燃性、荷電阻、分散度等，都是鑄造粉塵的物理特性，其中較為重要的是粉塵分散度。從醫(yī)學(xué)角度來(lái)說(shuō)，如果粉塵直徑大于10μ，就不會(huì)進(jìn)入人體，對(duì)人體不會(huì)有太大危害。鑄造車間除塵設(shè)備的性能需要根據(jù)粉塵分散度確定。相對(duì)于其他設(shè)備產(chǎn)生的粉塵，沖天爐較為特殊，一小部分粉塵直徑在2μ以下，大部分粉塵直徑在50μ以上，需要使用高效率設(shè)備清除直徑較小的粉塵。

2鑄造粉塵的產(chǎn)生原因

和粉塵性質(zhì)相似，產(chǎn)生鑄造粉塵有化學(xué)原因和物理原因，有的是兩者兼具。

2.1化學(xué)物理過(guò)程產(chǎn)生的粉塵

在落沙河澆注過(guò)程中會(huì)有粉塵產(chǎn)生；熔化爐在熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵，不同的設(shè)備產(chǎn)生的粉塵量也不同，熱風(fēng)沖天爐融化一噸鐵水會(huì)產(chǎn)生將近12千克粉塵，冷風(fēng)沖天爐會(huì)產(chǎn)生大約10千克粉塵，感應(yīng)熔化爐會(huì)產(chǎn)生0.5千克左右粉塵，電弧爐產(chǎn)生粉塵量約為10千克；爐前處理同樣會(huì)產(chǎn)生粉塵，調(diào)查顯示，電弧爐出鋼過(guò)程中，產(chǎn)生的粉塵濃度約為5.5千克/立方米，脫硫處理過(guò)程中粉塵濃度約為580毫克/每立方米。

2.2機(jī)械過(guò)程粉塵

使用落錘、切斷機(jī)、破碎機(jī)破碎回爐鐵、石灰石或者生鐵的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生粉塵，破碎每塊、粘土和焦炭并進(jìn)行磨粉的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生粉塵；處理粘土、新砂是可能產(chǎn)生粉塵；運(yùn)輸材料、爐料或者在材料進(jìn)入料斗和料庫(kù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生粉塵；使用除芯機(jī)和落砂機(jī)落紗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵，在拋丸室、滾筒中清理逐漸會(huì)產(chǎn)生粉塵，使用砂輪機(jī)打磨鑄件的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生粉塵。

3鑄造車間粉塵處理技術(shù)分析

3.1砂處理系統(tǒng)除塵

砂處理工段具有設(shè)備多、工作量大、材料使用量較大的特點(diǎn)，產(chǎn)生的粉塵也相對(duì)較多，所以，砂處理系統(tǒng)是鑄造車間除塵重點(diǎn)環(huán)節(jié)。我們可以使用規(guī)格為150m2的布袋除塵器，將施風(fēng)量范圍設(shè)置為18000m3到30000m3，風(fēng)壓約為2.5千帕到1.9千帕，主風(fēng)管分為兩路，直徑為0.68米，上路主風(fēng)管直徑為0.285米和0.52米，上路主風(fēng)管再分為兩條支路，一條支路主管直徑為0.42米，采用漸縮式，延伸至卸料處，在每個(gè)漸縮處都要設(shè)置直徑為0.2米并配置直徑0.2米蝶閥的支管；另一條支路主管直徑為直徑0.3米的蝶閥，在需要直線振動(dòng)篩的情況下，可以將這個(gè)閥門打開(kāi)。

對(duì)于下風(fēng)路的主風(fēng)管，直徑為0.38米，和上風(fēng)路主風(fēng)管相似，同樣分為兩條支路，一條延伸到儲(chǔ)砂斗，風(fēng)管直徑為0.285米，另一條延伸到提升機(jī)，直徑為0.25米。在揚(yáng)塵點(diǎn)配置直徑0.2米的風(fēng)管和兩個(gè)直徑0.2米的蝶閥，蝶閥在皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才打開(kāi)，已達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，此系統(tǒng)有較好的除塵效果，同時(shí)提高了型砂質(zhì)量，吸出了舊砂中的灰分。

3.2混砂機(jī)除塵系統(tǒng)

運(yùn)用傳統(tǒng)的操作進(jìn)行混砂，在加入舊砂、沒(méi)飯、膨脹土和白泥的過(guò)程中，造成粉塵局部濃度非常大。操作者需要了解碾砂情況，就需要使用風(fēng)扇鼓風(fēng)，防止粉塵偏向操作者，這樣就會(huì)產(chǎn)生更多的粉塵，鑄造車間局部粉塵量過(guò)大，造成可見(jiàn)度極低。

經(jīng)過(guò)分析，粉塵凈化設(shè)備阻力、排風(fēng)罩入口阻力和風(fēng)管摩擦阻力，是除塵的主要阻力來(lái)源。在計(jì)算風(fēng)管總阻力損失時(shí)，需要將阻力最大環(huán)路或者距離系統(tǒng)最遠(yuǎn)除塵點(diǎn)的各段風(fēng)管阻力加起來(lái)。舉例來(lái)說(shuō)，煙臺(tái)市某鋼鐵企業(yè)鑄造車間的風(fēng)管總阻力損失約為1千帕，布袋除塵器阻力約為1.2千帕，局部阻力損失約為0.15千帕，則總阻力約為100+15+120-15=2.2千帕。要達(dá)到最好的除塵效果，我們選用5A風(fēng)機(jī)和75㎡的布袋除塵器，完全能夠滿足系統(tǒng)用風(fēng)量需求，在排風(fēng)點(diǎn)支管上設(shè)置蝶閥，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。在混砂操作時(shí)，可以在加砂的同時(shí)加水，獲得最佳的除塵效果。

3.3落砂機(jī)除塵

一般情況下，落砂操作為行車調(diào)運(yùn)不脫鉤，未達(dá)到除塵效果并且不影響操作，可以采用側(cè)吸罩吸塵。采用300m2的布袋除塵器，風(fēng)壓范圍為2.4千帕到1.9千帕。主吸風(fēng)管直徑為0.8米，分為兩條支路，一條延伸至卸料揚(yáng)塵點(diǎn)，一條延伸至側(cè)吸罩，實(shí)踐表明，車間的帶塵水汽和熱上升氣流都能被有效控制。

3.4沖天爐工部除塵

經(jīng)過(guò)技術(shù)發(fā)展，沖天爐工部基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化，但是向料筒卸料的過(guò)程中會(huì)有爐料外溢產(chǎn)生粉塵，此處就是揚(yáng)塵點(diǎn)，為了將粉塵外溢較好的控制住，我們可以設(shè)置一臺(tái)振打式布袋除塵器；沖天爐爐帽處會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的粉塵外溢現(xiàn)象，我們可以將爐帽做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，用與內(nèi)風(fēng)帽直徑相同的風(fēng)帽代替大風(fēng)帽，將管體和兩層風(fēng)帽之間的距離縮短，如果第一層風(fēng)帽沒(méi)有將粉塵阻擋住，第二層風(fēng)帽可以繼續(xù)阻擋，實(shí)踐表明，鑄造車間沖天爐附近基本不再有灰塵外溢。

４結(jié)束語(yǔ)

綜上，首先簡(jiǎn)單介紹了鑄造車間粉塵的性質(zhì)，然后分析了鑄造車間生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生粉塵的原因，最后針對(duì)鑄造車間粉塵問(wèn)題，提出了具體的改造技術(shù)和解決措施。

【參考文獻(xiàn)】

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［責(zé)任編輯：薛俊歌］