鑄造車間設(shè)計中的環(huán)境保護措施

楊濤林，余 博

（中國汽車工業(yè)工程公司，天津 300113）

《中華人民共和國環(huán)境保護法》第二十六條規(guī)定：“建設(shè)項目中防治污染的措施，必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用?！边@一規(guī)定在我國環(huán)境立法中通稱為“三同時”制度，在工程項目建設(shè)的各個階段，必須貫徹有關(guān)環(huán)境保護的“三同時”制度。鑄造行業(yè)歷來被認為是污染大戶，據(jù)有關(guān)資料顯示[1]，我國1 t鑄件的三廢排放量是發(fā)達國家的10倍左右。即每生產(chǎn)1 t合格鑄件，大約要排放粉塵 50 kg，廢氣 1 000 m3～2 000 m3，廢砂 1 t～1.3 t，廢渣300 kg.在鑄造車間設(shè)計時，必須重視環(huán)境污染的治理措施，做到有針對性、經(jīng)濟性和實用性，確保各項污染物的排放指標符合國家相關(guān)標準的要求。本文以大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)動機缸體鑄造車間為例，探討環(huán)境污染的治理措施。

1 鑄造車間的主要污染源及污染物

鑄造車間各工部的主要污染源及污染物（粉塵、廢氣）見表1.

鑄造車間廢水來源、種類及排放方式見表2.

鑄造車間噪聲源較多，主要高噪聲設(shè)備及噪聲級見表3.

表1 各工部主要污染源及污染物（粉塵、廢氣）

表2 鑄造車間廢水

表3 噪聲源一覽表

鑄造車間產(chǎn)生的固體廢棄物主要有廢砂、廢爐渣；除塵系統(tǒng)產(chǎn)生的生產(chǎn)性粉塵；生活垃圾；廢機油及擦拭機器或地面的沾油廢棉紗。固體廢棄物見表4.

表4 固體廢物一覽表

2 環(huán)境污染治理措施

2.1 粉塵、廢氣治理

1）熔化工部

中頻無芯感應(yīng)熔煉電爐出鐵水、加料、熔煉時均產(chǎn)生大量煙氣，采用高溫濾料的氣箱脈沖袋式除塵器，去除效率大于99%.除塵管路及設(shè)備，除塵器、風機均需選用耐高溫型產(chǎn)品。除塵風管與電爐吸煙罩法蘭連接，風管一般通過爐前區(qū)域的地溝引向車間外除塵器，某項目的電爐除塵見圖1.

烤包器設(shè)局部排風系統(tǒng)，利用煙氣的熱壓自然排煙，其出口設(shè)筒形風帽或無動力渦輪通風器，將烤包余熱廢氣排出室外后高空排放，某項目的烤包器排風見圖2.

為排除熔化工部室內(nèi)余熱和部分煙氣，在熔化工部屋面（電爐區(qū)域側(cè)上方）設(shè)屋頂通風機進行換氣。

圖1 電爐除塵

圖2 烤包器排風

2）造型工部

澆注段采用上吸式均流側(cè)吸罩沿澆注段密布，以排除澆注過程中產(chǎn)生的煙塵，其煙塵經(jīng)除塵器系統(tǒng)凈化后排入大氣。某項目的澆注段側(cè)吸罩見圖3.

冷卻段設(shè)排風系統(tǒng)，以排除冷卻通廊內(nèi)產(chǎn)生的煙氣，使冷卻通廊內(nèi)煙氣不向車間內(nèi)逸散。

振動落砂機由于發(fā)塵量大，采用密閉式排風罩排風。除進出鑄件等必要部位開口外，連同機械手密封，形成一個大的密閉空間，以確保含塵空氣不向車間逸散。含塵空氣經(jīng)除塵器系統(tǒng)凈化后排入大氣。落砂機底部溜槽設(shè)置排塵口并入落砂機除塵系統(tǒng)。

為排除造型線余熱和部分煙氣，在造型線上方屋面設(shè)屋頂通風機進行換氣。

3）砂處理工部

砂處理工部的雙盤冷卻器、混砂機、皮帶輸送系統(tǒng)、振動輸送槽、精細六角篩等設(shè)備在生產(chǎn)時會產(chǎn)生大量粉塵，對其除塵系統(tǒng)，除塵設(shè)備采用氣箱脈沖袋式除塵器，凈化后的排放廢氣滿足《大氣污染物綜合排放標準》的要求。某項目的砂處理除塵見圖4.

圖3 澆注段側(cè)吸罩

圖4 砂處理除塵

4）制芯工部

冷芯盒制芯機產(chǎn)生三乙胺等有害氣體，設(shè)備本身設(shè)置密閉罩排風，并配套有害氣體吸收凈化裝置，其有害氣體經(jīng)凈化后排入大氣。為進一步稀釋和排除冷芯盒制芯區(qū)域的難聞氣味和有害氣體，改善車間環(huán)境，除了適量增大設(shè)備局部排風量外，沿車間外墻設(shè)置邊墻式排風機，加強局部區(qū)域通風效果。

熱芯盒制芯機產(chǎn)生一定量的煙塵和有機廢氣，在取芯操作工位設(shè)置傘形罩、加熱工位設(shè)置密閉罩排風。為防止砂芯表干爐內(nèi)熱煙氣外逸，在爐門口設(shè)置散形罩，將爐內(nèi)熱氣排除室外。

為排除制芯工部難聞氣味和有害氣體，設(shè)屋頂通風機進行換氣。

5）清理工部

振動擊芯機、拋丸清理設(shè)備生產(chǎn)時產(chǎn)生大量的粉塵，對其加設(shè)密封除塵罩，收集到的粉塵采用布袋除塵器凈化處理后達標排放。沿磨削機操作工位設(shè)置上吸式側(cè)吸罩，含塵氣體經(jīng)除塵器凈化后排入大氣。人工打磨工位設(shè)置密閉清理隔間，可減少粉塵外溢。常見的隔間內(nèi)打磨工位抽風形式有兩種，一種是隔間內(nèi)設(shè)計側(cè)吸式抽風罩（如圖5），另一種是在打磨工位格子板下方設(shè)置抽風管（如圖6），收集到的粉塵采用布袋除塵器凈化處理后達標排放（表 5）.

2.2 廢水治理

鑄造車間廢水污染源主要有制芯機尾氣凈化產(chǎn)生的三乙胺吸收廢液；設(shè)備循環(huán)冷卻溢流水；理化實驗室排放的實驗廢水；廠區(qū)生活、淋浴污水。

三乙胺廢水及實驗廢水進入生產(chǎn)廢水池，經(jīng)預(yù)處理后，上清液與生活、淋浴污水混合，排入污水處理站，污泥經(jīng)提升泵提升至污泥濃縮槽；潔凈廢水直接排入雨水系統(tǒng)。

表5 某年產(chǎn)24萬臺發(fā)動機缸體鑄造車間部分設(shè)備風量

圖5 人工打磨工位上吸式側(cè)吸罩

圖6 人工打磨工位底抽風

2.3 噪聲治理

1）鑄造車間高噪聲設(shè)備如落砂機、擊芯機、拋丸清理機等，噪聲通常在 95 dB（A）～110 dB（A）左右。需采取隔聲減振降噪措施，工藝設(shè)備盡可能設(shè)置在隔聲吸聲密閉間內(nèi)，設(shè)備基礎(chǔ)加裝減振基礎(chǔ)。采取措施后使車間外噪聲可控制在75dB（A）以下。通風除塵系統(tǒng)風機噪聲通常在90dB（A）～105dB（A）左右。除塵系統(tǒng)離心風機選用低噪節(jié)能優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并配置減振座架、軟接頭等；盡量將風機設(shè)置單獨的風機間或采用隔音房。近年來設(shè)計的鑄造車間落砂機和人工打磨隔音房節(jié)點示意如圖7.

2）壓縮空氣站設(shè)有空氣壓縮機，壓縮機密閉在隔聲箱體內(nèi)，設(shè)減振基礎(chǔ)，進、出氣口設(shè)消聲器，排氣口加裝橡膠軟連接頭，設(shè)隔聲值班操作間。采取措施后使站房外噪聲不大于70dB（A）.

圖7 隔音房節(jié)點示意

3）總圖布置時，盡量將噪聲大的噪聲源遠離廠界和敏感點，通過遠距離衰減達到降噪的目的。

4）廠區(qū)綠化時，考慮高大喬木和低矮灌木相結(jié)合措施，利用綠化帶的吸聲作用達到降噪的目的。

5）對于點源污染，設(shè)計考慮均設(shè)在建筑物內(nèi)，通過建筑的隔聲，達到降噪的目的。

2.4 固體廢物處置

鑄造車間產(chǎn)生的固體廢棄物處置措施如下：

1）廢砂存放在廢砂斗中、廢爐渣存放在電爐旁的爐渣斗中、生產(chǎn)性粉塵存放在各除塵器的集灰斗中，定期由汽車外運到環(huán)衛(wèi)部門指定地點填埋，運輸過程采取防護措施，防止二次污染。

2）廢機油、沾油廢棉紗和漆渣收集并按《危險廢物儲存污染控制標準》中有關(guān)規(guī)定進行儲存，待收集到一定量后與廠區(qū)的危險固體廢物一起交給環(huán)衛(wèi)部門進行處置。

4）生活垃圾（其中20%左右的有用成分，如廢紙等回收）集中存放，由環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一外運至垃圾無害化處理廠進行無害化處理。

3 結(jié) 語

鑄造車間的環(huán)境保護措施與具體的鑄造工藝密切相關(guān)，在進行車間環(huán)境保護設(shè)計時應(yīng)緊密結(jié)合具體的鑄造工藝與設(shè)備。本文提出的環(huán)境保護措施有效改善了大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)動機鑄造車間環(huán)境，各種污染物得到有效治理，實現(xiàn)了達標排放。

［1］孔維軍，劉小龍.鑄造工廠的環(huán)保與節(jié)能[J].鑄造設(shè)備研究，2008（05）：5-7.

［2］丁原朝，鑄造車間的粉塵治理［J］.鑄造設(shè)備研究,2003（4）:38-40.

［3］曹培，巴吾東，王永兵.鑄造車間樹脂砂有害氣體祛除的研究［J］.鑄造設(shè)備研究,2008（3）:25-28.

［4］吳永正.鑄造車間噪聲調(diào)查和測定［J］.鑄造設(shè)備研究,1998（2）：75-80.

［5］馬永杰.鑄造生產(chǎn)節(jié)能和環(huán)保［J］.鑄造設(shè)備研究,2003（6）：46-48.