(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司，四川成都 610021)

鑄造業(yè)已成為關(guān)系國計(jì)民生的重要行業(yè)，是汽車、石化、鋼鐵、電力、造船、紡織、裝備制造等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，是制造業(yè)的重要組成部分[1]。而鑄造行業(yè)生產(chǎn)工序繁多、過程復(fù)雜，廢氣、廢水、廢渣、噪聲等都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，特別是生產(chǎn)過程中多個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢氣，排放點(diǎn)多且分散不易收集，處理不當(dāng)會(huì)對(duì)大氣環(huán)境會(huì)產(chǎn)生明顯影響[2]。國家相關(guān)法律法規(guī)也明確規(guī)定，該類建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污特點(diǎn)，提出合理的治理措施，做到達(dá)標(biāo)排放，減輕對(duì)周圍環(huán)境的影響。

本文以四川某鑄造企業(yè)為例，介紹了中頻感應(yīng)電爐鑄造的工藝流程，分析了電爐鑄造過程中廢氣的產(chǎn)污環(huán)節(jié)，并根據(jù)廢氣的排放特點(diǎn)，提出了電爐鑄造生產(chǎn)過程中廢氣的治理措施，分析了采取相應(yīng)措施后的污染物達(dá)標(biāo)情況。

1 中頻感應(yīng)電爐鑄造生產(chǎn)工藝流程介紹

以四川某鑄造企業(yè)為例，中頻感應(yīng)電爐鑄造生產(chǎn)工藝為：將鑄造生鐵、優(yōu)質(zhì)低碳鋼、鐵合金等材料經(jīng)稱量后，加入電爐內(nèi)熔化成鐵水，再將鐵水澆注在預(yù)先制備好的砂型中成型，經(jīng)冷卻后，進(jìn)行落砂、拋丸清理以及機(jī)加工后便得到成品件，其生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 中頻感應(yīng)電爐鑄造生產(chǎn)工藝流程及廢氣產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)圖

生產(chǎn)工藝流程簡述如下：

(1)電爐熔化：低碳鋼、生鐵、鐵合金按照一定比例進(jìn)行配料，配料完成后，加料車按加料程序通過振動(dòng)輸送方式加入爐料，除渣劑、保溫覆蓋劑等采用人工加料的方式投加。爐料在爐內(nèi)經(jīng)升溫、熔化、調(diào)整化學(xué)成份，待鐵水溫度達(dá)到一定溫度時(shí)進(jìn)行保溫。

(2)澆注成型：為提高爐前分析水平和鐵水控制質(zhì)量，保證鑄件品質(zhì)，在爐前設(shè)有光譜室、快速分析室、爐前操作控制室等，經(jīng)檢測(cè)合格后，鐵水從電爐傾倒鐵水包中經(jīng)行車吊往澆注區(qū)轉(zhuǎn)移到澆注機(jī)中進(jìn)行澆注，澆注后自然冷卻。

(3)混砂造型：采用粘土濕砂無煤造型工藝，即將新砂、再生砂、水、膨潤土等物料按配比混合處理后，由造型機(jī)分別造好上下型，然后在造型線上經(jīng)小車運(yùn)至下芯段下芯，下芯后由合箱機(jī)合箱，隨后進(jìn)入后續(xù)工序。

(4)冷芯盒制芯：冷芯盒制芯工藝是一種以石英砂為主要原料，冷芯樹脂為粘結(jié)劑(酚醛樹脂、聚異氰酸脂)，通過在芯砂中加入一定比例的催化劑或稱固化劑(三乙胺)，使之在芯盒中自硬成型的制芯工藝。

混砂：將原砂與酚醛樹脂均勻混合0.5～1min后，加入聚異氰酸脂，再混合1～2min至均勻后出砂。

射芯：用干燥壓縮空氣進(jìn)行射砂，射砂壓力0.30～0.48MPa，射砂時(shí)間2～3s。射砂目的是緊實(shí)芯砂。

圖2 冷盒制芯工藝流程圖

清洗：吹胺固化后的砂芯停留幾秒后，向芯盒內(nèi)吹入壓縮空氣進(jìn)行洗滌，以清除砂芯中及排氣管道系統(tǒng)中的殘余三乙胺，殘余三乙胺經(jīng)三乙胺廢氣處理系統(tǒng)處理后有組織排放。

開模取芯、組芯：砂芯硬化后開模取出砂芯，并采用機(jī)器人進(jìn)行取芯、組芯。

上涂料：由機(jī)械手利用夾具夾住砂芯往涂料池中進(jìn)行浸涂，讓涂料附著在砂芯表面，然后機(jī)械手將砂芯放在烘芯爐的托盤上進(jìn)行烘芯。

烘干：烘芯設(shè)備采用德國進(jìn)口的烘芯設(shè)備烘芯爐，烘干爐排除的廢氣經(jīng)收集后與硬化、清洗工序產(chǎn)生的廢氣一并進(jìn)入三乙胺廢氣處理系統(tǒng)。

(5)舊砂再生：采用干法機(jī)械再生砂處理系統(tǒng)，其流程為：舊砂首先通過振動(dòng)輸送機(jī)，輸送至落砂滾筒清理，然后進(jìn)行磁選，選出鐵磁夾渣物，磁選后的舊砂經(jīng)篩分分離砂團(tuán)河夾渣物、冷卻處理后送入高速旋轉(zhuǎn)的再生盤上，在離心力作用下拋向四周的耐磨環(huán)，砂粒與耐磨環(huán)之間及砂粒之間的相互反復(fù)摩擦與碰撞，使砂粒表面的粘結(jié)膜被去除，再生后的砂從耐磨環(huán)和再生盤間落下，同時(shí)，和再生盤同處一軸的風(fēng)機(jī)向上鼓風(fēng)，形成強(qiáng)氣流對(duì)下落的砂子沸騰、風(fēng)選、去粘結(jié)膜和灰塵，得到

滿足工藝要求的再生砂通過皮帶送入料斗。

(6)落砂清理：鑄型開箱后，采用振動(dòng)落砂系統(tǒng)落砂。

(7)拋丸、打磨：鑄件毛坯件經(jīng)落砂處理后去除澆冒口，再進(jìn)行拋丸打磨處理。

(8)熱處理：采用電火爐進(jìn)行熱處理，使后續(xù)加工時(shí)具有良好的機(jī)械性能。

(9)機(jī)加工：經(jīng)檢測(cè)合格后，鑄件毛坯件在機(jī)加工車間內(nèi)經(jīng)車、銑、鏜、鉆等機(jī)械加工后，成為成品，入庫待售。

2 電爐鑄造生產(chǎn)廢氣產(chǎn)污分析

根據(jù)生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污分析(見圖1)，廢氣污染物主要有：電爐熔化煙塵、澆注煙塵、落砂粉塵、拋丸打磨粉塵、舊砂再生粉塵、混砂造型粉塵、冷芯盒制芯廢氣。

(1)電爐熔化煙塵：產(chǎn)生于加料、除渣、出液體爐料工序，主要污染物為煙塵，生鐵中含有微量硫元素，會(huì)產(chǎn)生SO2。因此，電爐熔化過程廢氣主要污染物為煙塵、SO2。

(2)澆注煙塵：產(chǎn)生于澆注、冷卻工序，主要污染物為煙塵、SO2。

(3)落砂粉塵：產(chǎn)生于落砂工序，主要污染物為粉塵。

(4)拋丸打磨粉塵：產(chǎn)生于去拋丸清理、打磨等工序，主要污染物為粉塵。

(5)舊砂再生粉塵：產(chǎn)生于舊砂再生工序，主要污染物為粉塵(SiO2和粘接劑膜等)。

(6)混砂造型粉塵：產(chǎn)生于混砂造型工序，主要污染物為粉塵(SiO2)。

(7)冷芯盒制芯廢氣：產(chǎn)生于制芯及烘芯工序，主要污染物為粉塵、有機(jī)廢氣。

3 電爐鑄造生產(chǎn)過程廢氣治理措施及達(dá)標(biāo)分析

電爐鑄造生產(chǎn)過程中排放的廢氣主要以煙粉塵為主，排放點(diǎn)多，分散且不易收集。因此，鑄造企業(yè)應(yīng)根據(jù)鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn)，選擇適宜的收集措施，并配以合理的廢氣處理措施，才能做到達(dá)標(biāo)排放。

四川某鑄造企業(yè)電爐鑄造生產(chǎn)過程廢氣治理措施及達(dá)標(biāo)情況見表1。

由表1可以看出，企業(yè)通過合理的收集和處理措施，不僅可大大減小鑄造企業(yè)煙粉塵的無組織排放，而且有組織排放的各項(xiàng)污染物均能做到達(dá)標(biāo)排放，對(duì)周圍環(huán)境影響大大減小。

表1 四川某鑄造企業(yè)電爐鑄造生產(chǎn)過程廢氣治理措施及達(dá)標(biāo)情況

注：1.電爐熔化使用無氟造渣劑；2.電爐煙塵執(zhí)行《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB9078-1996)[3]二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，其余執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)[4]二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求；3.排放參數(shù)數(shù)據(jù)來源于企業(yè)竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)。

4 結(jié) 論

在中頻感應(yīng)電爐鑄造企業(yè)中，廢氣主要來源于熔化、澆注、落砂、拋丸、打磨、制芯、混砂造型工序，主要污染物為煙粉塵、SO2和有機(jī)廢氣，排放特點(diǎn)為排污點(diǎn)多且不易收集，企業(yè)在采取合理有效的收集、治理措施后，污染物能達(dá)標(biāo)排放，對(duì)環(huán)境的影響大大減小。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳繼忠.中國鑄造業(yè)的環(huán)保問題[J].鑄造，2009，58(10)：1038-1040.

[2]薛紅云.中頻感應(yīng)電爐鑄造生產(chǎn)工藝大氣污染物產(chǎn)排污分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013，58(11)：40.

[3]GB9078-1996，工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]GB16297-1996，大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].