铸造车间通风除尘设计
介绍铸造车间的粉尘治理，混砂机工部除尘系统的设计．对铸造车间其他主要扬尘点的治理
控制和治理铸造过程中的粉尘，是搞好企业安全生产劳动保护和防止环境污染的一项重要而又带普遍
1混砂机除尘系统设计
此工部在未进行技术改造前，混砂过程尤其旧砂的加入，粉料中白泥、膨润上和煤粉在搅拌碾压过程中的加入，造成局部粉尘浓度高达上千毫克。为使操作者能在现场看清碾砂状况，过去在操作者站立位置加风扇外鼓，以制止粉尘向操作者一侧逸出，这样就造成厂更大的粉尘源，使得车间局部大面积粉尘飞扬，尤其煤粉或石墨大量飞逸时，几乎几步之外都视物不清。在砂处理工部技术改造时，决定对此工部作为重点进行治理，使之达到环保要求。
此工部是一线设计，安装了四台混砂机，分别I—S1318、2—Sll6和I—S116A，排尘系统考虑到作者习惯于开一侧密闭罩门，以便观察混砂状况所以将排风量定的较高，为每台3000m／h，风管设计风速按18m／s进行除尘系统阻力计算。经关资料查得砂处理混砂机除尘系统，当风管风速18m／s一19m／s时，最远一环风管长度为30m一m，排风点个数为2h一4h，估算风管阻力1kPa一4kPa。
除尘的总阻力包括排风罩的人口阻力、风管及其部件的摩擦阻力和局部阻力以及净化设备的阻力三个部分，而风管的总阻力损失是按系统中最远一个吸尘点或阻力最大的一个环路的各段风管阻力相加而求得。摩擦阻力的局部阻力可按各管段的风量和选择的风速按有关图表确定管径得出。经计算按下图和以上给定的条件，风管的总阻力损失约1kPa，密封围罩的局部阻力损失为150Pa，选用布袋除尘器当布袋过滤风速为2m／min一2．5m／min时、工作阻力为1．1kPa一1．5kPa。此除尘系统总阻力为：100+l5+110—15—2．25kPa一2．65kPa，另外，除尘系统各并联支管之间的计算阻力损失差值宜小于1O％，当除尘系统各并联支管之间的阻力差值超过10％时，可采用调整管径，增加风管长度和增加局部阻力来达到平衡。
除尘系统各段风量的总排风量，一般应按该段各排风点同时工作考虑，当有的排风点不同时工作而且排风量较大时，计算各段风管的总排风量时，可按该段同时工作的排风点计算排风量。该厂该部除尘系统是按四台混砂机布置，如按四台同时工作时经计算布袋除尘器应选择≥90m，风机则应≥5风机，考虑到该工部一般不是同时工作，最多为3台同时工作，按此状态设计计算，选用75m布袋除尘器和5A风机。电机选用JO25l一2，13kW。此时风量范围7950m／h一4720m／h，风压为3．24kPa一2．24kPa。系统需用总风量为9000in／h，即使再增加各非同时工作排风量的l5％一20％和袋式除尘器及风量的5％一10％亦能满足风量要求、在各间歇排风点的支管上装设蝶阀，以调节设备不同时工作时，关闭间歇设备的排风口。该厂混砂机的吸尘口设在密闭罩的上部近顶处，为防止较大排风量将粉料吸走，混砂工艺定为先加水同时加砂，另将螺旋输送器输送的粉料采用布袋联接引至混砂机碾轮高馊。经以上措施，该系统除尘效果达到理想状态。选用一台布袋除尘器并联串接多台混砂机进行排尘，较采用单个插入式脉冲袋式除尘器，可说各有利弊，前者一次性投入少，安装维修简便，不利因素为由于排尘风量较大、会吸走一定的粉料造成浪费。经采用上述合理的工艺方法和措施就可减少粉料的浪费，相对而言是简便宜行和较经济的。
2砂处理系统除尘
该工段工序复杂，物料输送量大，工艺设备多，跨越面积大，故扬尘点造成的危害也大，是铸造车间粉尘治理的重点。因此在结合机械化物料输送的技术改造中，设计配置了一台150m布袋除尘器，风机为4—72一U，8C风机，电机配JO72—2，22kW，该设施风量范围为17920m／h一31000m／h，风压2．52kPa—1．88kPa。主风管为4,680rain，再分上下两路，上风路主风管为20IIlIII和85ITlln，分两支路，一支路主管为00rain蝶阀，当不需要经直线振动筛时，关闭此阀门。另一支路主管为20mm，分至五处犁式卸料器处，此主管采用渐缩式，在每一渐缩处分一支管，其管径为4,200rain，同时配4,200rain蝶阀，用以调节和关闭不启用，卸料处的风量损失。渐缩管为20一70一20一50—4,200(mm)。下风路主风管为4,380mm，再分两支路，一路至提升机下部，风管直径为50mm；另一支路主管85mm通至储砂斗下，密封皮带输送机的两处扬尘点风管直径皆为4,200rain配2—4,200mm蝶阀，皮带不运转时关闭两处碟阀以调节风量此除尘经应用理想，不但制止了粉尘外逸，在旧砂回送过程中，将旧砂中的灰分大量吸出，使得型砂质量得以提高。
3 粉料输送除尘
粉料输送为自行设计的粉料压送装置，采用压缩空气进行气力输送提升粉料。在此系统倒包处和卸料处设计采用内置式7．5m布袋除尘器，采用压缩空气按顺序反吹清灰，使物料在输送过程中的粉尘得到了有效地控制。
4 落砂机除尘
落砂机选用L128惯性冲击式落砂机，传统落砂方式为行车吊运不脱钩落砂，由于落砂机所处位置在车间内的中部，基本上无横向气流，因而采用侧吸罩吸尘方式，这样可不影响工艺操作。为此选用300m布袋除尘器，风机为4—72—1l，10C风机，电机JO2—82—4，40kW，风量范围34800m／h一50150m／h，风压2．39kPa一1．90kPa。主吸风管00mm至侧吸罩，同时分一支路至落砂机下部至皮带输送机的卸料扬尘点。在生产现场，基本上控制住了由于激烈振动、撞击、空气扰动以及高温铸件产生的热上升气流和带尘水汽。
5 清理工部除尘系统
清理工部现行设备为一台Qll8清理滚筒，两台十双头+400mm砂轮机，除尘系统设计时按三台双头砂轮机布置。布袋除尘器选用90m布袋除尘器，风机选用4—72一ll，5A风机，电机为JO2—5l一2，13kW，风量为7950m2／h一14720m／h，风压3．24kPa一2．24kPa，由于此处粉尘颗粒较大且粉尘中含有大量磨削下的金属颗粒，此系统采用双级除尘，即布袋除尘器前加一级XLPII．5型旋风惰性除尘器。此系统主吸风管为50rain，采用渐缩管形式，即为,1,455—4,325—4,255—4,200(rain)。,1,455rain变径三通分路分为20mm，4,320rain再分为4,250rllln和,1,2oomill两种，4,250mill处通QH8侧吸罩以控制滚筒滚动工作时逸出的粉尘，4,200mm变径通至Qll8本身所带吸尘器。至双头砂轮机的三通分路分别在25rain和55rain的渐缩处，三通分路管径4,200rain再分4,13orain两路至砂轮封闭式吸尘罩，在三通分路前加4,200toni蝶阀以控制调节风量。此除尘系统粉尘较其他除尘器不同，风管选用铁板要厚一些。
6 底漆工部抛丸设备除尘系统
该工部除尘系统按照两台Q3113A抛丸滚筒和一台Q378单钩抛丸清理机布局进行设计，亦采用双级除尘设备规格型号同情理工部。
7冲天炉工部除尘
此工部已实现机械化，自动上料，唯一扬尘点即在各种炉料向料桶卸料时的外逸。在此处定点安置了一台LLH一20振打式布袋除尘器控制粉尘的外逸。另冲天炉炉帽处的粉尘外逸现象对周围环境污染较重，为此，设计了一种新型的冲天炉除尘帽。拉小两层帽与管体的间距，上风帽由原来的大风帽改为和内风帽同径的风帽，使得第一层风帽未挡住的粉尘在上升过程中被第二层风帽变径出口前的周侧再次受阻下落，同时加大下滑斜度，使被捕集的粉尘得以顺利下落。从现场看周围基本上无外逸的粉尘，效果较理想。
8制芯工部除尘
制芯工部主要粉尘点为粘接两半芯头时，为达到平行粘合的要求，烘芯后需将芯头粘合面磨平以利粘合，为此在磨芯机处安装一台uJH一15振打式布袋除尘器控制粉尘的外逸。
9木型工部除尘系统
此工部机械设备集中间隔于厂房一侧，设备现有两台木型车床，截锯一台，圆锯一台，一台压刨和大小平刨各一台。除尘系统设计采用一台XM一6型木工旋风除尘器。配套风机采用排尘离心通风机和lOkW电机，风机前置，将吸人的木屑粉尘排入旋风除尘器再落人封闭的小屋内。吸尘管路主管后分两支路采用集合管形式再分多个小吸口，吸口用蛇皮软管联接至各个设备扬尘点，控制粉尘的外逸。
该厂铸造车间的粉尘治理主要抓住了这九处进行治理，其余的粉尘如干型合型前的粉尘和浇注时产生的烟气，由于无法定点而采用加强文明生产管理来减少粉尘的外逸。治理后经市级环保部门检测数据如下：(单位为ms／m)大件造型地段3．0；中部造型1．8；北部小件1．6；混妙机1．4；冲天炉1．5；对芯2．0；清铲1．5；砂轮机处2．0；抛丸滚筒1．5。除大件造型因采用干型造型烘型后的修型合箱过程还有粉尘飞逸超标外，基本上都达到了国家规定的标准范围。
控制和治理粉尘污染应从工艺改革着手，实现机械化、自动化、密闭化，并配备一定的通风除尘设施，这是最有效的途径。该厂结合铸造车间技术改造的过程中，通过自行设计分段实施，在提出铸造机械化的过程中同步解决了铸造车间的粉尘污染。尤其砂处理工部的粉尘治理，还使得旧砂中所含的灰分得以有效地排出，一举两得，使产品质量相应提高。同时企业的安全生产、劳动保护质量也有了保障。但是相对而言，粉尘治理一次性投入较大，经济效益回报率不显著，应用后的设备保养维护投入也增大、在面临市场经济的大气候环境中，应加强环保意识及法制教育，使上下一致提高此项意识，否则便会导致即使上了的环保项目，如不及时投资进行维护保养，也将使其成为废物，发挥不了应有的作用，这是应当引起高度重视的。
与发达国家铸造业通风除尘环保技术方面的差距
德国考察的体会与思考
--------------------------------------------------------------------------------
【保护视力色】 【打印】 【进入论坛】 【评论】 【字号 大 中 小】 2006-10-27 14-18
前不久，中国一汽铸造有限公司《通风除尘考察组》一行五人，就“学习和了解工业发达国家、特别是铸造通风除尘环保方面的先进技术及设备；学习和了解工业发达国家先进科学的管理方法；学习和了解工业发达国家相关环保、工业安全卫生方面的法律法规及政府、企业、社会的环保方面的综合情况”，赴德国进行了专项考察。在此期间，先后参观了NEOTECHNIK公司(简称：尼欧除尘设备公司)；KGT公司；DISA公司除尘设备厂，及相应环保产品的四个用户铸造厂，并通过交流，基本实现了本次考察的预期目标。
考察的基本情况
参观距比勒菲尔德150km处的Kunde：Busch (布什铸造公司)，对德国NEOTECHNIK(简称：尼欧除尘设备公司)的产品应用情况进行考察。Busch(布什铸造公司)建于上世纪60年代，2001年扩建后为三个铸造厂。主要参观的铸造三厂是以生产汽车配件包括毛坯的初加工为主，年生产能力82000t，三班生产。
除尘设备全部由NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)提供，清一色顺流风机侧吹布袋除尘器，车间内部相对集中高架布置。车间配套有天然气加热的送风装置。浇注冷却、清理、制芯合并为一个系统，130000m3/h风量；砂处理、砂冷却一个系统，130000m3/h风量；铸件冷却、落砂一个系统，130000m3/h风量；三大系统几乎涵盖了全厂除冲天炉以外的除尘。布袋除尘器阻力显示在120mm水柱以下。
该厂设有粉尘后处理中心，加湿搅拌后埋地。落砂筛、皮带运输机为全封闭。
同日下午，参观了德国NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)，并就相关技术及合作方面的事宜进行较长时间的座谈。
NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)是一个成立于1919年，现有员工60多人的较小规模专业化的通风除尘设备生产厂。产品除德国外还销往世界各地，1996年开始与中国烟草行业合作。
尼欧迪克除尘设备公司的主要产品为顺流风机侧吹布袋除尘器，和顺流脉冲侧吹布袋除尘器两种。这两种除尘器也是目前欧洲最流行的除尘器。一般顺流风机侧吹布袋除尘器适宜较大系统，顺流脉冲侧吹布袋除尘器适宜中小系统。从该公司滤袋制作车间的样品滤布来看，质量、透气性明显优于国内产品。
参观Tweer(特威尔铸造厂)，对德国NEOTECHNIK(尼欧除尘设备公司)的产品应用情况进行了考察。特威尔铸造厂年生产能力80000t，人员230人。主要生产球铁、灰铁、铸钢件，用于铁路交通运输车辆件毛坯。
现场所见到的除尘器布置室外，一典型砂处理系统的标记参数为：通风量为1393m3/min，风机压力415mm水柱，除尘器过滤面积680m3。由此可计算出除尘器过滤风速高达2m/min。该厂所见的除尘器都是顺流风机侧吹布袋除尘器。
特威尔铸造厂除尘器下来的粉尘都是以袋装运输，然后集中处理。
参观第二个尼欧除尘设备公司的产品用户Baumgarte(保母嘎滕铸造厂)。年生产能力21000t，人员210人。主要生产普通机械、农业机械设备用毛坯。
该厂所见的除尘器也都是顺流风机侧吹布袋除尘器，除此之外在以下几个方面，留下较深的印象：
●11t冲天炉除尘器与冷却器联体共用一个灰斗，长螺旋输送机一端卸灰的同时直接造粒处理；
●双翻三状态中频炉吸尘罩很有特色，收尘效果极佳；
●铸件冷却罩、浇注线均有除尘净化装置。
在慕尼黑，对KGT旧砂再生设备的用户厂家、德国宝马汽车铸造厂进行了考察。这是世界闻名的汽车公司下属的铸造厂。由于保密制度十分的严格，安排的参观路线仅限于旧砂再生设备及相关覆膜砂生产现场。
宝马汽车铸造厂应用的KGT旧砂再生设备，是一套每小时处理废砂6t的再生系统，其中包括：定量供砂装置；热法沸腾焙烧炉；冷却装置；余热换热回收装置；供风装置；引风除尘系统及自动控制系统。全过程实现无人操作。主要技术参数：砂温加热到700℃；排气温度675℃(换热器入口温度)；排气量2359m3/h；天然气耗量100m3/h。系统配套的除尘设备全部放置在车间内部。
在DISA公司的安排下，参观了位于德国弗赖堡附近的乔治费歇尔公司GF-Singen铸造厂。该铸造厂有三条造型线，其中一条丹麦DISA公司的2070挤压造型线，另外两条水平分型造型线。主要生产球铁保安件，年生产能力11万吨，向几大知名汽车公司供货。据介绍，这是全德国第二大球铁铸造厂。我们仅看到的一条生产线产自意大利，每小时生产能力220型。由于大多生产保安件，铸件由GF自动浇注机浇注完了冷却，然后进入“轻柔”处理过程：抓取机构将铸件去掉外部型砂，送入全封闭的冷却段至接近环境温度，取出包裹铸件表面的型芯砂，进行抛丸清理和100%X射线检测。
GF-Singen铸造厂所使用的除尘器，全部是由DISA公司提供的顺流风机侧吹布袋除尘器，基本布置于车间内部。几大除尘系统主要技术参数分别如下：
砂处理及砂冷却系统：风量： 75000m3/h
过滤面积：1943/1849m2
电机功率：250kW
铸件冷却系统： 风量 175000m3/h
过滤面积 1943/1849m2
电机功率 250kW
球化处理系统： 风量 48000m3/h
过滤面积 745/702m2
电机功率 75kW
抛丸清理系统： 风量 50000m3/h
过滤面积 630/599m2
电机功率 110kW
此外，主要在以下几个方面留下较深的印象：
●铸件分两段冷却，合箱冷却段的排风直接送入开箱冷却段，然后进入除尘段；
●砂处理及铸件由浇注至抛丸清理实现全过程密闭；
●砂处理除尘器下来的粉尘一般就近返回砂处理系统中去，其它粉尘以气力输送和袋装两种方式集中处理。
●抛丸清理机(室)设于隔音屏蔽室内。在位于德国欧芬博格市附近的DISA公司除尘设备厂本部，听取了工厂情况介绍，并进行了现场参观考察。
DISA公司是一个全球性的跨国公司，1904年成立时，主要以集装箱运输为主，现在扩大到铸造设备、环保设备等很多领域。仅DISA公司除尘设备厂在全球就有三家。
DISA公司对除尘技术深刻的理解，可从短暂的接触中感受得到：
●浇注除尘与砂处理除尘混合并入一个系统可明显地减轻布袋的堵塞现象；
●在比较寒冷地区，湿度较大的除尘系统，比如DISA落砂清理滚筒，冬季必须有加热装置，才能保证系统的正常运行；
●铸件清理除尘系统完全有理由实现自循环，即经过处理的空气再送回车间，不仅可以减少车间内部的负压，同时在冬季还有节能意义；
●DISA公司除尘设备厂的主导产品是顺流风机侧吹布袋除尘器，他们认为传统的除尘器(目前国内大多采用的)压缩空气耗量大，布袋组件之间相互碰撞，极大地影响使用寿命。
DISA公司除尘设备厂具有相当的规模，产品设计、制造都十分的讲究，这一点是国内产品无法比拟的。比如布袋端口的弹簧压紧卡环，设计得既简单又方便，而且密封性特别好。
差距及感受
通过考察，在以下几个方面感觉到了我们存在的差距，学到了一些东西。
1 环境保护意识强
在德国，环境保护成为社会优先考虑的议题。根据宪法，16个联邦州及那些城市乡村在环境保护方面都有范围广泛的职责。在全体德国人民中，已经形成了高度成熟自觉的环保意识。这首先表现在，大约400多万名德国人是那些环境和自然保护协会的成员。我们所到过的无论老厂还是新厂，都毫不例外地达到环保标准。德国很早施行了“排污者付费原则”，它是通过市场经济原则解决污染问题的工具。基于这一原则：谁造成污染，谁就必须负责承担环境负担成本。由此调动了人们开发那些有利于环保、同时成本低廉的技术的主动性和创造性。
当然，也曾经引发了人们的多种担忧。人们担忧德国经济会由于过高的成本而失去其竞争能力，担忧新的工厂不再设在德国、而是设在外国。担忧会因此导致工作岗位的丧失。事实证明，这些担忧是站不住脚的，市场经济的生态取向在更大程度上创造了工作、就业和社会产品。比如根据一项调查表明：维持大气洁净、消除垃圾等的业务活动，涉及600亿马克/年(统一使用欧元前)，而且急速上升。目前德国与美国一起，在世界环境技术市场上占据着领先地位。
现在，一项循环经济与固体废物法已成为基本的法律。打出了“结束用过就扔的社会，开始循环经济”的旗号。它使得任何一件商品的制造商必须为该商品的整个生命周期负责。
2 除尘环保技术先进可靠
逆流除尘结构原理，即除尘器内部气流方向与重力场方向成反方向，这种模式下派生出来的各种除尘器在我们国内风行近30年，其最大问题在于上升的气流动力阻碍了靠重力沉降的粉尘进入收集灰斗，从而影响了除尘器效率的发挥。而在欧洲这种除尘器已经很少见到了。与此相反，顺流理论的应用，顺流除尘器的巧妙设计及广泛使用，体现出了体积小，处理风量大，运行稳定等好多方面的好处。
除尘器的滤布对于除尘器性能的影响是极其重要的，这在过去仅停留在感性认识上，而缺乏理性的分析。这次利用考察之便，我们有机会采集到了四种德国滤布样品，回国后与国内同类产品进行了对比检测分析，结果令人难以相信：国外产品的透气量是国内产品的1～3倍。由此使我们感觉到了国外除尘器过滤风速的选择，为什么总是明显高于国内除尘器过滤风速的选择，国外除尘器体积明显小于国内除尘器体积的最主要的原因。由此影响到除尘设备一次性投资及运行成本的增大是十分惊人的。尽管如此重要的一个问题，但却长期被我们，包括国内通风除尘业内人士们忽视了。直至目前，国内除尘器滤布生产厂家的产品出厂技术参数，大多有意模糊了这一问题。而除尘器设备生产厂家大多“照猫画虎”，关键的问题考虑和研究得很不够。
表1 是国内外滤料透气性对比。
编号
滤料品名
透气量标定值(×10-3)/m3·m-2·s-1
透气量实测值(×10-3)/m3·m-2·s-1
备注
1
***-*涤纶针刺毡
400～90
124
中国
2
涤纶覆膜针刺毡
30～20
37.48
中国
3
***-***防静电针刺毡
400～90
94.9
中国
4
***-*美塔斯芳纶针刺毡
400～90
288.3
中国
5
涤纶防油防水针刺毡
200～90
101.8
中国
6
729
249
中国
A
用砂处理防油防水针刺毡
353.5
德国
B
防静电针刺毡
231
德国
C
高温针刺毡
330
德国
3 工艺设备密闭性好
本次所到的铸造厂，无论是老厂新厂，工艺设备密闭性都是很好的。其中铸件落砂，冷却，型砂的送、回系统，还包括除尘器下来的干粉尘，都是全封闭的。也有铸件从开箱直至进入清理全过程封闭输送。多层结构厂房钢结构平台，均以栅格或钢板网制作，这样可以避免灰尘的存积，消除清扫过程的二次、三次扬尘。
4 通风除尘设备状态好
主要体现在完备可靠的监控装置。
5 强调供风排风的平衡
供风排风的平衡是科学合理地组织厂房气流，消除外部不定因素干扰，获得良好稳定作业环境的重要条件。机械供排风之比，某种程度反映了作业环境的稳定性程度。供排风之比小，则作业环境好坏的波动性大；供排风之比大，则作业环境的稳定性相对要好。目前我们国内对这一问题的重视程度远远不够。
这次我们在德国参观的Busch(布什铸造公司)，机械供风量为389500m3/h，机械排风量为390000m3/h，供排风之比99.99%。Tweer(特威尔铸造厂)，Baumgarte(保母嘎滕铸造厂)机械供风量分别为388500m3/h，机械排风量为390000m3/h，供排风之比也高达99.99%。这个数字显示出这三个铸造厂都实现了供、排平衡。这对我们是有十分重要借鉴意义的。
6 铸造旧砂再生技术
通过考察及听取介绍，铸造旧砂再生在欧洲早已是十分成熟并广泛应用的技术，该项技术已发展到不仅仅满足环境保护的要求，同时在改善造型、制芯材料工艺性能，降低铸件生产成本方面也收到了很好的效果。旧砂再生方法有热法，机械法和二者混合法。特别是通过混合法再生的粘土树脂混合砂，可以用于生产覆膜砂，这在我们国内是难以想象的。在欧洲80%的芯砂和几乎100%的树脂砂都是用再生砂替代的。
进入二十一世纪的我国铸造业，必将承受环境和资源两方面的巨大压力。按每生产1t铸件将产生1t废旧砂的保守方法计算，全国每年将有1200万吨废旧砂倾倒排放，约占铸造固体废弃物总量的70%以上。因此尽快提高我国铸造旧砂再生技术水平，特别是掌握和提高粘土树脂混合砂混合法再生技术，对于机械化流水生产的中型铸造企业，意义是十分重大的，当然这也是我国铸造环保业所面临的重要任务之一。
应该看到，我国铸造环保技术、设备，在最近几年有了较大的发展，特别改革开放扩大了各种工业技术设备的引进，一些配套引进的国外环保技术设备，包括一些外资或合资企业环保技术设备的选用，影响带动并提升了国内铸造环保水平，但就一些关键核心技术特别是整体水平来看，差距是明显的，任务仍然十分艰巨，还需要我们全体铸造环保业内人士继续不断的努力。
 | |||||||
 |
|
 | |||||
 | |||||||
 | |||||||
