鑄造車間粉塵處理技術的研究

丁道正

【摘要】隨著我國經濟水平和社會水平的不斷發展，環境保護和經濟發展之間的矛盾成為目前我們需要解決的主要矛盾，對于環境保護問題，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。鋼鐵行業的發展帶動了我國國民經濟的快速提高，但是其粉塵排放量位居行業第二，煙塵排放量位居第四，所以，鋼鐵行業也是重污染行業。自我國提出可持續發展觀點后，構建環境友好型社會、減少環境污染成為迫在眉睫的問題。本文將就高鐵企業鑄造車間的粉塵處理展開探討，分析相關處理技術。

【關鍵詞】鋼鐵企業；鑄造車間；粉塵處理

0引言

調查顯示，2007年全國鑄件總量超過了3000萬噸，2013年已經超過4000萬噸，我國的鑄件總量超過了德國、日本和美國的鑄件總和，全世界鑄件的30％以上都是我國制造的，我國是當之無愧的鑄造大國，但是雖然數量占優，但是鑄造技術和西方發達國家難以同日而語。數據顯示，2006年鑄造行業排放粉塵量達到150萬噸，超出發達國家粉塵排放量9倍以上。如何運用先進技術處理鑄造車間產生的粉塵，構建環境友好型社會，是我們需要研究的重要課題。

1鑄造車間粉塵性質分析

一般情況下，不同鑄造車間使用的材料、技術工藝、設備都是不同的，產生的粉塵也有差別，所以，了解粉塵特性才能做好粉塵處理工作。按照產生來源劃分，鑄造粉塵可以分為有機和無機兩種。固化劑、樹脂、桐油、澆注熔煉設備以及烘干爐窯產生的粉塵一般是有機粉塵，新舊砂、膨脹土粉、煤粉、石墨粉以及廢鋼、石灰石等爐料產生的粉塵一般是無機粉塵。

鑄造粉塵化學特性：長期處于大量鑄造粉塵環境中，極易引發硅肺病等其他疾病，因為鑄造粉塵的化學成分中含有大量化合態、游離態的二氧化硅(SiO2)。舉例來說，測量某鋼鐵企業鑄造車間二氧化硅含量，混砂機處含量平均值約為40.5％，噴砂室內約為64％，感應爐處約為15％；再者，二甲胺、呋喃樹脂等在鑄造車間內使用的化學制劑，也會對人體健康產生不利影響。

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。從醫學角度來說，如果粉塵直徑大于10μ，就不會進入人體，對人體不會有太大危害。鑄造車間除塵設備的性能需要根據粉塵分散度確定。相對于其他設備產生的粉塵，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，需要使用高效率設備清除直徑較小的粉塵。

2鑄造粉塵的產生原因

和粉塵性質相似，產生鑄造粉塵有化學原因和物理原因，有的是兩者兼具。

2.1化學物理過程產生的粉塵

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

2.2機械過程粉塵

使用落錘、切斷機、破碎機破碎回爐鐵、石灰石或者生鐵的過程中，會產生粉塵，破碎每塊、粘土和焦炭并進行磨粉的過程中，會產生粉塵；處理粘土、新砂是可能產生粉塵；運輸材料、爐料或者在材料進入料斗和料庫時，會產生粉塵；使用除芯機和落砂機落紗過程中會產生粉塵，在拋丸室、滾筒中清理逐漸會產生粉塵，使用砂輪機打磨鑄件的過程中也會產生粉塵。

3鑄造車間粉塵處理技術分析

3.1砂處理系統除塵

砂處理工段具有設備多、工作量大、材料使用量較大的特點，產生的粉塵也相對較多，所以，砂處理系統是鑄造車間除塵重點環節。我們可以使用規格為150m2的布袋除塵器，將施風量范圍設置為18000m3到30000m3，風壓約為2.5千帕到1.9千帕，主風管分為兩路，直徑為0.68米，上路主風管直徑為0.285米和0.52米，上路主風管再分為兩條支路，一條支路主管直徑為0.42米，采用漸縮式，延伸至卸料處，在每個漸縮處都要設置直徑為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，在需要直線振動篩的情況下，可以將這個閥門打開。

對于下風路的主風管，直徑為0.38米，和上風路主風管相似，同樣分為兩條支路，一條延伸到儲砂斗，風管直徑為0.285米，另一條延伸到提升機，直徑為0.25米。在揚塵點配置直徑0.2米的風管和兩個直徑0.2米的蝶閥，蝶閥在皮帶運轉時才打開，已達到調節風量的目的。經實際測試，此系統有較好的除塵效果，同時提高了型砂質量，吸出了舊砂中的灰分。

3.2混砂機除塵系統

運用傳統的操作進行混砂，在加入舊砂、沒飯、膨脹土和白泥的過程中，造成粉塵局部濃度非常大。操作者需要了解碾砂情況，就需要使用風扇鼓風，防止粉塵偏向操作者，這樣就會產生更多的粉塵，鑄造車間局部粉塵量過大，造成可見度極低。

經過分析，粉塵凈化設備阻力、排風罩入口阻力和風管摩擦阻力，是除塵的主要阻力來源。在計算風管總阻力損失時，需要將阻力最大環路或者距離系統最遠除塵點的各段風管阻力加起來。舉例來說，煙臺市某鋼鐵企業鑄造車間的風管總阻力損失約為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。要達到最好的除塵效果，我們選用5A風機和75㎡的布袋除塵器，完全能夠滿足系統用風量需求，在排風點支管上設置蝶閥，達到調節風量的目的。在混砂操作時，可以在加砂的同時加水，獲得最佳的除塵效果。

3.3落砂機除塵

一般情況下，落砂操作為行車調運不脫鉤，未達到除塵效果并且不影響操作，可以采用側吸罩吸塵。采用300m2的布袋除塵器，風壓范圍為2.4千帕到1.9千帕。主吸風管直徑為0.8米，分為兩條支路，一條延伸至卸料揚塵點，一條延伸至側吸罩，實踐表明，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

經過技術發展，沖天爐工部基本實現了機械化和自動化，但是向料筒卸料的過程中會有爐料外溢產生粉塵，此處就是揚塵點，為了將粉塵外溢較好的控制住，我們可以設置一臺振打式布袋除塵器；沖天爐爐帽處會發生較為嚴重的粉塵外溢現象，我們可以將爐帽做適當的改進，用與內風帽直徑相同的風帽代替大風帽，將管體和兩層風帽之間的距離縮短，如果第一層風帽沒有將粉塵阻擋住，第二層風帽可以繼續阻擋，實踐表明，鑄造車間沖天爐附近基本不再有灰塵外溢。

４結束語

綜上，首先簡單介紹了鑄造車間粉塵的性質，然后分析了鑄造車間生產過程中產生粉塵的原因，最后針對鑄造車間粉塵問題，提出了具體的改造技術和解決措施。

【參考文獻】

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［責任編輯：薛俊歌］