噴丸設(shè)備節(jié)能減排改造

吳成武

（中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力總廠再制造中心，河北 青縣 062658）

噴丸設(shè)備節(jié)能減排改造

吳成武

（中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力總廠再制造中心，河北 青縣 062658）

綜合運(yùn)用多種技術(shù)方法將舊噴丸設(shè)備進(jìn)行改造，增加了噴砂毛化功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降低噪聲和減少粉塵排放的目的。

噴丸；噴砂毛化；磁力分選；減排

公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為中大功率發(fā)動(dòng)機(jī)再制造，拆解后的箱體類零件有很多孔。需要用噴涂、電刷鍍等方法修復(fù)。為了增強(qiáng)涂層與母材的結(jié)合力，需要將座孔表面進(jìn)行噴砂毛化處理。

一、噴砂毛化原理

噴砂毛化是利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化工件表面的一種工藝手段。主要用壓縮空氣將砂粒形成射束，高速噴射到工件表面，使工件表面形成了不同的粗糙程度，增加與涂層之間的附著力。噴砂工藝還可改善工件表面的機(jī)械性能，提高工件的抗疲勞性。

噴砂磨料選擇棕剛玉較為適宜，這是一種用礬土、碳素和鐵屑3種原料在電爐中經(jīng)過融化還原而制得的棕褐色人造剛玉，其主要化學(xué)成份是Al2O3，另含有少量的鐵、硅、鈦等雜質(zhì)。

二、噴丸設(shè)備改造目的及難點(diǎn)

公司原有1臺(tái)干式吸入式噴丸機(jī)，用于去除金屬工件表面氧化皮、殘?jiān)臀酃?，磨料采用直?.2mm鋼丸。為了節(jié)約成本，決定將該設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其既能進(jìn)行噴丸，也能進(jìn)行噴砂毛化，同時(shí)解決噪聲和粉塵排放超標(biāo)問題。改造項(xiàng)目難點(diǎn)如下。

（1）在切換噴砂和噴丸兩種功能時(shí)，如何將鋼丸和砂?；旌衔锓謩e回收。

（2）如何降低噴砂噪聲。

（3）如何減少揚(yáng)塵，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

三、磁力分選技術(shù)

磁力分選原理是利用混合物中各種物質(zhì)的磁性差異，在不均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行分選的一種方法。在分選裝置中，固體顆粒受磁場(chǎng)力、重力、流動(dòng)阻力、摩擦力、靜電力和慣性力等作用，混合物中的磁性物質(zhì)所受的磁場(chǎng)力大于機(jī)械力的合力，會(huì)被吸附；而非磁性顆粒所受到的機(jī)械力占優(yōu)，仍留在混合物中，從而實(shí)現(xiàn)了分選。磁力分選有兩種類型，一類是傳統(tǒng)的磁選，它主要應(yīng)用于供料中磁性雜質(zhì)的提純、凈化以及磁性物料的精選；另一類是磁流體分選法，可應(yīng)用于固體廢物中鋁、鐵、銅、鋅等金屬的提取與回收。

我廠噴丸設(shè)備改進(jìn)主要采用傳統(tǒng)磁選法，利用磁力分選機(jī)分離鋼丸和棕剛玉混合物中的鋼丸。其主要結(jié)構(gòu)由整機(jī)外殼、2個(gè)圓形滾筒、振動(dòng)版、支架、電機(jī)、磁系、磁偏角調(diào)整裝置等組成。磁分選機(jī)的磁路部分采用磁系，每個(gè)磁極由鐵氧體和銣鐵硼永磁塊組裝而成，用螺釘固定在磁導(dǎo)板上，磁極的極性沿圓周交錯(cuò)排列，沿軸向極性相同，磁場(chǎng)強(qiáng)、吸力大、除鐵效率高。根據(jù)鋼丸尺寸、形狀、密度等參數(shù)經(jīng)計(jì)算，所選分選機(jī)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5高斯，分選速度3t/h即可滿足要求。

改造后，鋼丸和棕剛玉磨料混合物經(jīng)過風(fēng)選裝置過濾粉塵后落入磁選機(jī)，鋼丸被吸附在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁性滾筒上，滾筒內(nèi)部裝有偏心放置的磁極，隨著圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化，當(dāng)鋼丸隨著圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)到遠(yuǎn)離磁極的一側(cè)時(shí)，吸附力量減弱，被刮板從圓筒上刮落，通過密閉管道進(jìn)入鋼丸儲(chǔ)存罐。棕剛玉由于不被滾筒吸附，則直接滑下滾筒表面進(jìn)入棕剛玉儲(chǔ)存罐。從而實(shí)現(xiàn)了兩種磨料的分離。

使用該裝置進(jìn)行磨料分離時(shí)需要注意以下兩點(diǎn)。

（1）棕剛玉磨料應(yīng)選擇一級(jí)產(chǎn)品。因?yàn)樽貏傆駜?nèi)含有少量的Fe、Si、Ti雜質(zhì)，棕剛玉的質(zhì)量根據(jù)其Al2O3含量不同有所區(qū)別。例如，一級(jí)棕剛玉的Al2O3含量可以達(dá)到95%，而二級(jí)棕剛玉的Al2O3含量只能達(dá)到85%。

棕剛玉一級(jí)料較為純凈無雜質(zhì)，二級(jí)料雜質(zhì)較多，顏色比較重，主要是因?yàn)榇判晕锖扛?，因此，在?jīng)過磁分選機(jī)時(shí)會(huì)有一部分含鐵量較高的棕剛玉雜質(zhì)被吸附，最終導(dǎo)致鋼丸儲(chǔ)存罐內(nèi)混入棕剛玉雜質(zhì)影響噴丸磨料純度。

（2）為了避免鋼丸被磁化，除了要選剩磁低、矯頑力小的鋼丸材質(zhì)外，鋼丸形狀也要盡量選擇規(guī)則的圓形。因?yàn)榇呕碾y易與被磁化物體的形狀、長(zhǎng)徑比有密切關(guān)系，長(zhǎng)徑比大的物體磁化效果好。鋼球的形狀越接近標(biāo)準(zhǔn)的球形，磁極形成越不明顯，將越難以被磁化。

四、降噪措施

經(jīng)分析，噴丸時(shí)噪聲主要通過操作間頂部進(jìn)氣口、房體及大門縫隙等處傳出。因此，要重點(diǎn)從這幾個(gè)部位著手進(jìn)行改造。

（1）頂部進(jìn)氣口處加裝迷宮式消聲器。其主要結(jié)構(gòu)為方形箱體內(nèi)布設(shè)多片相互疊加的隔音板，隔音板側(cè)面粘接吸音棉，噪聲進(jìn)入消音器內(nèi)，經(jīng)過隔音板的多次折射衰減和吸音棉的消音作用，可以大幅度減小形成傳遞噪聲的氣流脈動(dòng)，從而使得進(jìn)氣口傳遞出的噪聲得到減弱。

（2）在大門縫隙、大門與房體接縫處安裝密封條，增強(qiáng)室內(nèi)空間的密封性。

（3）在房體內(nèi)側(cè)墻壁上粘接一層橡膠板，避免噪聲氣流直接作用在房體鋼板上引起振動(dòng)。另外，當(dāng)磨料擊打在墻壁上時(shí)，膠板也可以起到減振消聲作用。

改進(jìn)后，在距離操作間1m處用分貝儀測(cè)量，噪聲值由先前的92dB降低到75dB。

五、減少粉塵排放的改進(jìn)措施

1．磨料回收系統(tǒng)改進(jìn)

原有設(shè)備噴下來的磨料通過地板格柵進(jìn)入設(shè)在地平面下的水平刮板系統(tǒng)，刮板將磨料輸送到橫向螺旋輸送器，通過斗式提升機(jī)將磨料送入氣體分離裝置進(jìn)行粉塵分離。被風(fēng)選出來的好的磨料進(jìn)入儲(chǔ)料斗。在此過程中，磨料始終處于常壓狀態(tài)和敞開式的環(huán)境，極易飛散的空氣中造成粉塵污染。

改進(jìn)后的磨料回收方式為在密閉管道內(nèi)氣體抽送回收，主要利用提砂風(fēng)機(jī)的動(dòng)力在回收管路內(nèi)形成負(fù)壓進(jìn)行磨料回收?；厥战Y(jié)構(gòu)包括表面布滿小孔的蜂窩狀吸砂地板，地板下面是縱向排列的兩列儲(chǔ)料斗，這些料斗底部開口與下面的分氣管路連接，分氣管路又與風(fēng)機(jī)的主管路連接，分氣管路與主管路的風(fēng)速均大于磨料的懸浮速度。當(dāng)噴丸或噴砂作業(yè)時(shí)，飛濺的磨料在氣流作用下，會(huì)快速地下落到蜂窩地板下的料斗中，再?gòu)牧隙仿淙胛胺止苤?，最后通過主管路被抽到風(fēng)選器去除其中的雜質(zhì)和粉塵，最后再將完好的磨料送入磁分選器進(jìn)行分選回收。

改進(jìn)后的系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）回收磨料始終處在一個(gè)封閉的負(fù)壓環(huán)境中，粉塵不易飛散，有利于減少操作間和磨料分選間室內(nèi)的粉塵污染。

磨料中混合的粉塵最終通過一臺(tái)濾筒式除塵器進(jìn)行過濾后集中回收，其中濾筒采用新型復(fù)合濾材，徑向鋪疊成褶皺的中空長(zhǎng)形圓筒，由于濾材表面附有一層聚四氟乙烯薄膜，極小的篩孔可阻擋0.5μm以上的塵粒,因此可將大部分粉塵阻擋在濾材外表面，使得通過除塵器排放到大氣中的空氣較為干凈。濾芯清理采用自動(dòng)脈沖反吹逐個(gè)清理，脈沖時(shí)間、間隔可調(diào)節(jié)設(shè)定。脈沖氣流吹下灰塵自動(dòng)落到集粉桶內(nèi)，集粉桶定期清理即可。

（2）磨料回收徹底，解決了原來噴丸室內(nèi)死角殘留的磨料刮板刮不干凈而過多積聚的問題，也解決了磨料輸送過程中從傳動(dòng)帶縫隙和邊緣泄漏等問題。

（3）回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，降低了機(jī)構(gòu)組件出故障的概率，減少了維護(hù)保養(yǎng)工作量。

2．室內(nèi)外空氣中粉塵污染的治理

原有設(shè)備采用兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)將室內(nèi)粉塵直接排出室外，由于風(fēng)扇功率不大，且沒有任何過濾措施，造成室內(nèi)煙霧彌漫，室外煙塵滾滾，給周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的不良影響。

針對(duì)除塵系統(tǒng)的改進(jìn)內(nèi)容如下。

（1）在噴丸（砂）操作間頂部增加進(jìn)氣口的面積和數(shù)量。

（2）在噴砂操作間墻壁底部開一排排風(fēng)口，外接導(dǎo)風(fēng)管及除塵風(fēng)機(jī)。

（3）除塵風(fēng)機(jī)采用離心通風(fēng)機(jī)，可將粉塵氣流送入筒式除塵器過濾，再?gòu)?5m高的煙囪排放到大氣中，排塵達(dá)標(biāo)。粉塵經(jīng)脈沖除塵后被集中收集處理。

六、結(jié)語

改造后的噴丸設(shè)備較好地實(shí)現(xiàn)了噴丸和噴砂毛化兩種功能，兩種磨料能夠得到快速回收和徹底分離。操作間和設(shè)備間污染物大大減少，工人操作環(huán)境得到很大改善，對(duì)環(huán)境的不良影響顯著降低。達(dá)到了增加功能、減少污染、節(jié)約資金的改造目的。

（二等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)魑模?/p>

TH16

B

1671-0711（2015）05-0066-02