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湿型砂造型与覆膜砂制芯工艺及环评要点

发布时间:2017-08-10

中国正处在工业化发展高速时期,实现“绿色铸造”和铸造行业可持续发展是当前发展的主题[1]。铸造行业快速发展的同时也带来一些环境问题,产生大量废弃旧砂和工业粉尘,给周围环境带来严重影响。根据近年从事铸造项目环评的实际工作经验及对山西省多家铸造企业的调查和了解,总结铸造项目中应用广泛的湿型砂造型、覆膜砂制芯和砂处理生产线环评的评价重点,对造型生产线环评内容进行积极探讨。

1 工艺技术方案

1.1 粘土湿型砂造型工艺流程

造型材料选择是铸造生产的关键,造型材料的质量关系到铸件品质、生产效率和成本,而且对铸造厂的清洁生产水平和环境保护起至关重要的作用。目前,铸造行业采用的造型方法包括砂型、金属型、陶瓷型、石膏型和石墨型等,其中铸造厂广泛使用的是砂型造型。成型砂是由砂、粘结剂、少量辅助材料和水均匀混合配制而成。高密度湿砂型铸造是一种可高效回收和循环反复利用的生产工艺,铸件尺寸精度可达CT6级~CT8级,表面粗糙度可达12.5μm~25μm。而且粘土湿型砂原料来源广泛,资源储量大,价格低廉,工艺操作可实现自动化,无味无毒,可再生循环利用,符合清洁铸造要求,因此,粘土湿型砂被广泛使用,是中国铸造行业采用的主要造型材料。粘土湿型砂造型线主要由造型主机、加砂机、平移式下芯机、同步夹持输送机、皮带冷却机、扇形浇注机、落砂机等设备组成。

1.2 覆膜砂制芯工艺流程

铸造企业中主要采用以树脂砂为原料的芯砂,制芯工艺有热芯盒法、覆膜砂工艺、冷芯盒法、温芯盒法和树脂自硬砂。根据中国铸造行业发展现状和未来发展需要,覆膜砂工艺在今后一段相当长的时间内仍是制芯工艺的主流,尤其是覆膜砂材料本身具有良好的流动性和存放性,浇注充型不会产生较多的气泡,而且适合于生产各种薄壁复杂的砂芯,其强度满足铸件浇注要求强度,可以与各种砂型配合使用,形成壁薄、中空和发散性好的砂型。以覆膜砂为原料的热芯盒工艺生产的铸件表面光滑、尺寸精确,在中、小型铸件生产中广泛使用。

1.3 砂处理工艺流程

砂处理生产采用与造型机配套砂处理系统,该系统为全自动控制,其主要工序有旧砂处理(二级磁选、破碎、再生、冷却等)、储存;新砂输送、储存;物料称量、定量加水、型砂混制、输送等。

1.3.1 旧砂处理系统

二级磁选:通过落砂机完成铸件与砂分离,浇注冷却后的湿热旧砂经由回砂皮带回送,在回砂皮带上设置两级磁选装置。

破碎及筛分:经过磁选的旧砂经皮带进入滚筒筛,滚筛筒采用倒锥六角形结构,具有破碎和精细筛分作用。

冷却:经过磁选、破碎湿热旧砂进入振动沸腾冷却机。经过冷却后的旧砂由提升机提升至主砂库储存备用,在主砂库内进一步降温和水份均和。

1.3.2 新砂系统

储存在料库内的新砂由人工小车送到斗式提升机处,经斗式提升机和新砂皮带输送到新砂库内,需要给料时,再由单向皮带给料机输送,经称量后进入混砂机混制。

1.3.3 混砂系统

新砂、旧砂、膨润土、煤粉经一系列输送后,分别储存在混砂机上方各自的料斗内,经准确称量后,进入混砂机混制。

1.3.4 型砂输送系统

混砂机混制出的型砂通过型砂皮带输送机输送至造型机上方的定量砂斗内,此时就可以进行造型等一系列后续工序。

1.4 造型制芯及砂处理工艺过程污染环节分析

造型、制芯和砂处理生产线各主要生产环节几乎都有粉尘排放,并且分布着噪声源。造型、制芯及砂处理生产工艺流程图及排污环节见图1。

2 产业政策

中华人民共和国工业和信息化部于2013年5月颁布《铸造行业准入条件》,《准入条件》中对造型工艺、生产装备和环境保护等方面提出明确要求。其中造型工艺不得采用粘土砂干型/芯、油砂制芯、七○砂制型/芯等落后工艺;铸造企业应配备与生产能力相匹配的造型、制芯、砂处理、清理等设备,采用砂型铸造工艺的企业应配备旧砂处理设备,粘土砂旧砂回用率≥95%;生产过程产生粉尘的部位均应配置大气污染物收集及净化装置,废气排放应符合GB16297-1996大气污染物综合排放标准。

3 环境影响评价要点分析

3.1 工艺布置

考虑到造型生产线粉尘排放量较大,对周边大气环境会产生一定影响。造型生产线防尘应先从工艺车间布置开始,造型车间和制芯车间工艺布置要求:在集中采暖地区,造型车间和制芯车间应布置在非采暖期最小风频的下风向;在非集中采暖地区,应该布置在全年最小风频的下风向。

3.2 热芯盒制芯除尘措施

单工位热芯盒博悦娱乐注册应设侧向集尘罩;双工位热芯盒博悦娱乐注册应在1、2位顶部设置集尘罩,罩口空气流速应控制在1.5 m/s左右;多工位热芯盒博悦娱乐注册应按照芯盒的输送轨道进行密闭引风,引风量应控制在0.7m/s~1.0 m/s左右。由于覆膜砂在制芯和烘干过程中散发少量有害气体,应加强车间通风设施。

3.3 落砂除尘设施

浇注完成的铸型通过皮带冷却输送机运至落砂工序,铸型进入滚筒式冷却落砂机,落砂过程中会产生粉尘排放。落砂工部应设置在独立封闭场地内,并设置集尘罩。

3.4 通风与除尘系统

在造型、制芯和砂处理工序中均有无组织粉尘排放,对于无组织排放的烟粉尘,环评应要求强化各车间通风排气设施,确保单位时间内换气量满足相关标准。

3.5 固体废物污染处置措施

造型生产线虽然均配备再生设备,而且湿型砂造型线回收率≥95%,随着旧砂不断使用,铸造企业将会每隔一段时间更换旧砂,废弃旧砂处置不当将会对环境产生较大影响。


4 结语

通过分析铸造湿型砂造型生产线、覆膜砂制芯生产线和砂处理线工艺流程,从五个方面对铸造造型线的环评关注要点进行探讨。随着铸造造型工艺不断改进、自动化程度不断提高、环保设施不断完善,将会彻底改善铸造生产线职工劳动环境,保障职工身体健康,减少粉尘污染危害,实现铸造行业绿色清洁可持续发展。


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