高壓自動鑄造生產線砂處理粉塵治理探討

馬永生

（一拖（洛陽）鑄造有限公司，河南洛陽 471004）

高壓自動鑄造生產線砂處理粉塵治理探討

馬永生

（一拖（洛陽）鑄造有限公司，河南洛陽 471004）

簡要介紹了KW高壓自動造型線砂處理的工藝流程 ，對造型線砂處理前期除塵的狀況及效果進行了介紹，分析了砂處理配套除塵系統失效的原因，闡述了對造型線砂處理揚塵治理的思路，介紹了砂處理揚塵治理的具體方案及治理后的效果。

鑄造；砂處理；粉塵；治理

0　?引言

某公司的主要鑄造生產線是1996年從德國KW公司引進的自動化高壓造型線，為我國較早引進的全自動化大型鑄造生產線，砂處理皮帶系統國產配套。同步實施的除塵系統，采用集中收塵的方式，全部砂處理系統用四套除塵器進行收塵，砂處理系統流程見圖1。

KW線砂處理工藝流程如下：KW線鑄件砂胎經捅箱機扒砂裝置進入振動輸送槽，鑄件由機械手抓出，砂塊進入振動落砂床振散后經砂斗落入PD7，振動輸送槽的散落砂經下方的砂斗落入PD12，PD12的砂子送至PD7，PD7的砂子轉送至PD13。此外，捅箱機的散落砂及造型線其它的散落砂也轉運集中至PD8，由PD8轉運至PD13。PD13為地下室南北向主回砂皮帶，向北將砂子轉運至PD14，PD13磁選滾筒將碎鐵選出落入PD14A皮帶，送至集鐵斗。PD14向西將砂子轉送至PD15，PD15向北爬坡至14.5米將砂子轉送至PD16，PD16向東爬坡至19米，砂子經溜槽送至16.5米處多角篩，篩出的芯塊由溜槽落入14米的PD19皮帶，轉送至PD20?皮帶，兩道犁式刮板可將芯塊刮至東廢砂庫，或芯塊直接進入西廢砂庫。當回來舊砂需作為廢砂處理時，PD16頭架西側的刮板落下，回砂通過溜槽落到14米平臺PD17皮帶，PD17皮帶將砂子轉運至PD18皮帶送至西側廢砂庫。

圖1　砂處理系統流程圖

多角篩篩過的砂子通過其下方的砂庫送至7米處的PD21雙向皮帶，PD21將砂子加入雙盤冷卻器進行冷卻預混，或直接反向通過溜槽將砂子送至小地下室-3.5米的PD22皮帶，預混后的砂子同樣通過溜槽送至小地下室的PD22皮帶，PD22皮帶將砂子送至斗提機底部，通過斗提機將砂子提至21米，將砂子轉運至19米平臺的PD23皮帶，PD23上部2、3道犁式刮板可將砂刮至東側舊砂庫，第四道犁式刮板及機頭皮帶可將砂送至西側舊砂庫。東西兩側的新砂庫目前采用壓送加砂，后續將進行改造，將PD32向西延長，通過PD32皮帶機加新砂。當舊砂庫砂滿，PD23擋砂板落下，砂子通過擋板下方溜槽落到16.5米的PD24皮帶，通過PD24皮帶落到下方的儲砂庫。當系統砂量不夠時，儲砂庫砂子通過下方的0.00面的PD25皮帶，將砂送至斗提，提至21米轉送至PD23。

舊砂庫下方的PD26、PD27皮帶通過溜槽將砂送至PD28雙向皮帶，PD28雙向皮帶將砂加至東、西兩臺混砂機稱量斗，混砂機的加料膨脹節上伸到10米平臺。新砂由新砂庫下方的PD33、PD34皮帶通過溜槽加至混砂機稱量斗。

混好的型砂經由PD1、PD2等送至造型線。

1　前期狀況及分析

KW線大地下室為造型線回砂皮帶經過區域，揚塵主要由落砂及皮帶轉卸形成，揚塵點主要在PD12PD7皮帶轉卸點、PD7PD13皮帶轉卸點、PD8PD13皮帶轉卸點、PD13PD14皮帶轉卸點。主機、鉆氣孔機雖有散落砂，但此處砂子未經過造型澆注，在皮帶封閉的條件下落到皮帶上不會產生揚塵。地下室各揚塵點原由一臺除塵器進行處理，由于粉塵濕氣較大，造成風管逐漸堵死，除塵器布袋糊死。后期雖在大地下室北側PD13PD14處嘗試加裝濾筒除塵器用于處理PD13PD14處揚塵，因粉塵含有濕氣，濾筒失效。

KW線砂處理雙盤冷卻器由單獨的一臺除塵器負責處理，目前運行效果尚可。

砂處理7米除塵平臺上的除塵器，采用集中除塵設計，負責處理砂處理多角篩及各層平臺上的皮帶轉卸所產生的揚塵。由于整個管道系統布局較繁，系統風壓偏低，除塵器過濾面積較小，造成除塵器過濾風速太大，風阻損失較大，粉塵中的水汽造成管道堵塞，濾袋失效，部分管道銹蝕坍塌。

砂處理斗式提升機原由C4除塵器負責除塵，由于粉塵濕氣較大，除塵器失效、銹蝕，早已報廢拆除。

從以上情況可以看出，砂處理除塵器失效，主要由以下三種原因造成。①砂處理型砂中產生的水汽。由于砂處理型砂的混制必須要加入一定量的水，型砂在經過澆注后具有一定的溫度，揚塵時伴著一定量的濕氣，具有濕氣的粉塵在結露狀態下極易附著在風管的管壁，逐漸將風管堵塞，或將除塵濾袋糊住，嚴重情況下可1～2天即可造成除塵器失效；②除塵系統管路過于繁雜。除塵管路的支路過多，各支路管路的風壓、風量較難調配均衡，且含水汽的粉塵較易附著在管壁上，造成管路風阻的變化，從而影響各管路風壓的平衡，對于風阻變大的管路，吸塵口的風壓會變低，造成管路更易堵塞，形成惡性循環；③除塵濾料選擇不當。公司KW線引進較早，在該線配套的除塵設備中，普遍采用普通的滌綸針刺氈濾料，不具有拒水拒油的特性，且除塵器及管路均未保溫，造成濾袋糊死，除塵器失效。

2　改造思路

2.1除塵方式的選擇

由于原砂處理除塵采用集中除塵的方式，管道較長，風管各支路較多，加上粉塵中含有一定的濕氣，極易將較長的水平管路堵塞。前期設計的除塵系統，往往考慮風管內壁為光滑的金屬，風阻系數較小，風壓給的也較小，這樣又加重了風管的堵塞。近期配套的砂處理除塵雖增加了除塵功率，采用較大風壓的風機，仍需要定期對風管進行疏通。為解決以上問題，根據現場的空間情況，盡量采用脈沖反吹小型單機除塵器就近對揚塵點進行處理，大大減少了除塵管路，有效減少了系統風阻。由于除塵器安放高度的限制，除塵器采用側插扁帶以減小除塵器的體積及便于除塵濾袋的更換。對無法采用小型單機除塵器的少數揚塵點，采用集中除塵的方式，盡量減少支路管路。

2.2除塵濾料的選擇

由于鑄造砂處理粉塵為常溫粉塵，選用常溫濾料即可。濾筒用于除塵器雖可減小除塵器的體積，但遇到含有濕氣的粉塵較易糊死，不適合選用。普通滌綸針刺氈濾料由于不具有拒水的能力，也無法選用。而防水性較好的純聚四氟乙烯濾料，價格較貴，選用成本太高。經過與廠家的溝通及試用，最終選用正規廠家生產的滌綸針刺氈聚四氟乙烯覆膜濾料，具有較好的拒水及價格適中的特性。

2.3技術參數的選擇

考慮到粉塵中含有一定的濕氣，對濾料的風阻及風量會產生一定的影響，加大了風量，1?000?mm皮帶轉卸點落差大于1?000?mm的情況下，采用兩點除塵，一個轉卸點合計風量5?000～7?000?m3/h，砂處理除塵改造治理總功率200?kW，與采用集中除塵方案的功率基本持平。

2.4除塵灰的回用

為保持砂系統的含泥量保持在適當水平，除塵灰即可實時排放在回砂輸送皮帶上，也可通過岔管排放到除塵布袋里運走。除塵灰含有煤粉、膨潤土及細小顆粒的石英砂，通過對型砂含泥量的檢測，在保證型砂性能的前提下對除塵灰進行回用，既可降低生產成本及外排費用，又可減少對環境的污染。

3　改造方案

3.1?KW線大地下室南側除塵系統改造

（1）處理揚塵點：PD12及PD12PD7皮帶轉卸點，PD7及PD7PD13皮帶轉卸點，PD8及PD8 PD13皮帶轉卸點。

（2）改造方案：新增3套單機除塵系統（C1-1、C1-2、C1-3）。在PD7皮帶尾部上方架設單機除塵器C1-1，對PD12及PD12PD7皮帶轉卸點產生的揚塵進行處理。除塵器收集的除塵灰須均勻的放到皮帶上或根據需要通過轉換閥放到皮帶旁設置的積灰袋中，積灰袋放在轉運小車上，積灰袋滿后，通過小車拉至地下室出鐵口，通過梁吊將積灰袋吊走。在PD13皮帶尾部上方架設單機除塵器C1-2，對PD7、PD7PD13皮帶轉卸點產生的揚塵進行處理，對除塵灰的處理要求與單機除塵器C1-1一致，同時對未封閉的PD13皮帶進行封閉。在PD12皮帶頭架南側、PD13皮帶尾部上方架設單機除塵器C1-3，對PD8及PD8PD13皮帶轉卸點產生的揚塵進行處理，對除塵灰的處理要求與單機除塵器C1-1一致，同時對未封閉的PD8皮帶進行封閉。

3.2?KW線大地下室北側除塵系統改造

（1）處理揚塵點：?PD13PD14皮帶轉卸點，PD13頭架磁選滾筒。

（2）改造方案：新增1套單機除塵系統（C1-4）。在PD7皮帶尾部上方架設單機除塵器C1-4，對PD13PD14皮帶轉卸點、PD13頭架磁選滾筒產生的揚塵進行處理，除塵器收集的除塵灰須均勻的放到皮帶上或根據需要通過轉換閥放到皮帶旁設置的積灰袋中，積灰袋放在轉運小車上，積灰袋滿后，通過小車拉至地下室出鐵口，通過梁吊將積灰袋吊走。同時對未封閉的PD14皮帶進行封閉。

3.3PD14PD15、PD15PD16皮帶轉卸點除塵系統改造

（1）處理揚塵點：PD14PD15皮帶轉卸點，PD15PD16皮帶轉卸點。

（2）改造方案：新增2套單機除塵系統（C7-1、C7-2）。在PD15皮帶尾部架設單機除塵器C7-1用以控制PD14PD15皮帶轉卸點產生的揚塵，同時對未封閉的PD15皮帶進行封閉。在PD15皮帶頭部架設單機除塵器C7-2用以控制PD15PD16皮帶轉卸點產生的揚塵，同時對未封閉的PD16皮帶進行封閉。除塵灰即時排放在皮帶上。

3.419米平臺東北側及14米平臺處除塵系統改造

（1）處理揚塵點：（a）PD19多角篩，多角篩，多角篩PD19，PD19PD20，PD20廢砂庫；（b）PD16刮砂板PD17，?PD17PD18，?PD20廢砂庫。

（2）改造方案：拆除目前C5除塵器與多角篩連接的風管。在PD20北側新增除塵系統（C8），修理及完善各揚塵點的集塵罩及多角篩外罩。對PD17、PD18皮帶進行封閉。除塵器及風管保溫。由于A處揚塵點及B處揚塵點不是同時揚塵，除塵系統C8通過轉換閥用于分別控制以上A處揚塵點及B處揚塵點；除塵灰通過重力翻板閥即時排入PD20下方的廢砂庫。

3.519米平臺南側及16.5米平臺處除塵系統改造

（1）處理揚塵點：（a）大斗提頂部，大斗提PD23；（b）PD23犁板2舊砂庫，PD23犁板3舊砂庫；（c）PD23犁板4舊砂庫，PD23頭輪舊砂庫；（d）PD23刮板PD24，PD24儲砂庫。

（2）改造方案：新增4套單機除塵系統（C10-1、2、3、4）處理以上揚塵。

大斗提頂部、大斗提PD23揚塵：在PD23皮帶上架設單機除塵系統（C10-1），用于處理大斗提頂部及大斗提PD23產生的揚塵，對收集的粉塵即時排放在皮帶上。對皮帶可封閉的部分進行封閉。

PD23犁板2舊砂庫、PD23犁板3舊砂庫揚塵：PD23犁板2舊砂庫、PD23犁板3舊砂庫增加集塵罩，就近設置單機除塵系統（C10-2）對揚塵進行處理，所收集的粉塵即時排入舊砂庫。增加集塵罩需考慮皮帶的檢修。

PD23犁板4舊砂庫、PD23頭輪舊砂庫揚塵：PD23犁板4舊砂庫、PD23頭輪舊砂庫增加集塵罩，就近設置單機除塵系統（C10-3），所收集的粉塵隨時排入舊砂庫。增加的集塵罩需考慮皮帶的檢修。

PD23刮板PD24，PD24儲砂庫揚塵：在?PD24皮帶上方或就近設置單機除塵系統（C10-4），增加集塵罩，負責處理PD23刮板PD24、PD24儲砂庫所產生的揚塵。所收集的粉塵即時排入儲砂庫。

3.6?10米、7米平臺處除塵系統改造

（1）處理揚塵點：10米平臺PD26PD28，PD27 PD28，PD33KW混砂機，PD34法迪爾克混砂機，KW混砂機膨脹管，法迪爾克混砂機膨脹管，7米平臺PD21雙向皮帶兩端，PD28雙向皮帶兩端。

（2）改造方案：拆除現7米平臺處的C-6除塵器，在原位置新增除塵器（C6），用于處理以上各揚塵點粉塵，新增或修復各揚塵點處的集塵罩，對原有管路系統進行更新及優化，對可用的風管疏通并重新除銹刷漆，除塵器及風管保溫。除塵灰通過卸料閥將除塵灰卸放至鐵道旁的二次儲灰斗。

3.7砂處理小地下室除塵系統改造

（1）處理揚塵點：斗提機底部，PD22斗提機，流砂槽PD22，PD25斗提機。

（2）改造方案：在KW線砂處理南墻外側南門東邊，新增除塵器（C4），用于處理以上各揚塵點粉塵。除塵器及風管保溫，除塵器灰斗部分用彩鋼板封閉并開設放灰門，灰斗最低處高于砂處理南墻斗提皮帶開槽處。

4　改造效果

通過以上方案的實施，公司KW線的作業環境得到了明顯的改善，經過檢測，作業環境粉塵濃度小于10?mg/m3，排放濃度小于50?mg/m3。

[1] 魯民. 造型線粉塵回收工藝探討[J]. 中國鑄造裝備與技術,2010(6).

[2] 李景風. 從配砂工段粉塵問題談多層隔離廠房[J]. 鑄造機械, 1978(4).

Probe into Dust Control of High-Pressure Automatic Mould Line Sand Preparation

MA?YongSheng
（YTO?（Luoyang）?casting?co.，?LTD.，?Luoyang?471004.Henan，China）

Brief?introduce?the?technological?process?of?KW?high-pressure?automatic?mould?line?sand?preparation，?introduces?the?formerly?condition?and?effect?of?mould?line?sand?preparation，?analyze?the?reason?of?the?failure?of?dust?pelletizing?system?for?sand?preparation，?expounds?the?idea?of?raise?dust?control?of?mould?line?sand?preparation，?introduces?the?concrete?scheme?of?raise?dust?control?of?mould?line?sand?preparation?and?the?effect?after?the?governance?.

Mould；Sand?preparation；Dust；Governance

TG234+.6;

A；

1006-9658（2015）04-0061-04

10.3969/j.issn.1006-9658.2015.04.018

2015-05-12

稿件編號:1505-927

馬永生（1970—），男，工程師，主要從事設備管理工作.