铸造厂产生工业油雾的原理

作者:草木绿人气: 发表时间:2019-04-17 21:16:20
铸造厂是产生油雾等污染的大户,那么铸造厂究竟是如何产生除那么多的油雾等污染的呢?这还要从铸造厂的生产工序来详细分析,下面我们就从铸造厂的主要工序来跟大家来介绍铸造
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  铸造厂是产生油雾等污染的大户,那么铸造厂究竟是如何产生除那么多的油雾等污染的呢?这还要从铸造厂的生产工序来详细分析,下面我们就从铸造厂的主要工序来跟大家来介绍铸造厂产生油雾的原理:

铸造厂
铸造厂

  1)砂处理及旧砂再生

  制造砂型(芯)的材料主要包括:原砂、粘结剂、辅料和水,制备时需要将上述材料混合均匀,在混合过程中会有大量的粉尘排放。落砂后的旧砂应再生回用,在再生的过程中也存在粉尘污染问题,此外若是采用热法再生,则旧砂中的残留树脂、煤粉等会分解VOCs产生排放。

  2)造型

  按照铸型使用的材料的不同,主要可分为:砂型、熔模、消失模(含V法造型)、金属型等多种铸型。国内的黑色铸造主要以砂型、熔模、消失模、金属型(主要用于离心铸造)为主,有色铸造主要以金属型(含压铸及低压铸造)为主,因此重点分析这五种铸型在制造过程中产生的大气污染物。

  ①砂型(含V法造型)

  制备砂型的方法有两种,一种是采用造型机或捣固机来制备砂型。此过程中由于皮带运输、振动等会产生粉尘污染。对于中大型砂型有时需进一步将砂型表干;表干过程中有机粘结剂及煤粉中的有机物受热会产生VOCs排放。水玻璃砂型和树脂砂型一般无需烘干。

  另一种是V法造型工艺,即将型砂(不含粘结剂)密封于砂箱和塑料薄膜之间。抽真空使干砂紧实成型。此处的污染主要是粉尘以及薄膜加热并气化形成的VOCs污染。

  ②熔模铸造

  熔模铸造使用易熔材料(石蜡、树脂等)制成和铸件形状相同的模样(即熔模),在熔模表面涂挂涂料(硅砂、硅溶胶或水玻璃等)和石英砂,经硬化(氨气、氨水或气流等),干燥后将模样在80~90℃的热水中脱蜡,得到一个中空的型壳,再经干燥和高温焙烧,浇注铸造合金而获得铸件的工艺方法。在熔模表面涂挂石英砂时一般用沸腾撒砂的方法,会扬起大量的粉尘;采用水玻璃或硅酸乙酯涂料结壳硬化时会差生恶臭气体-氨;此外熔模在蜡料融化成模、在80~90℃的热水中熔化脱蜡及在型壳焙烧时也会产生VOCs污染。

  ③消失模铸造

  消失模铸造是将与铸件尺寸形状相似的聚苯乙烯或共聚物泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火材料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的铸造方法,在振动紧实过程中,会排放粉尘;在用线切割方法制造泡沫模型时,高温金属丝切割泡沫会产生一些有机气体,存在VOCs排放。

  ④金属型铸造(含压铸、低压铸造)

  金属铸型是由金属材料制成的,在制造时,常需在金属模的工作表面喷刷涂料(氧化锌、白垩粉等),因此其制备过程中有粉尘排放。按其浇注、成型中有无压力及压力大小,又分为高压鋳造、低压铸造、金属型铸造;多用于有色合金铸造(其中高压铸造仅用于有色合金铸造)。

  传统压铸工艺主要由四个步骤组成:金属型模具准备、浇注填充、注射加压和脱模。即在压铸件生产时,合模浇注前要向型腔内喷涂脱模剂,以利铸件凝固后从型腔顶出。

  但由于模具温度较高,在喷脱模剂时会产生大量烟雾(硅氧化合物),存在粉尘、VOCs污染。

油雾污染
油雾污染

  3)制芯

  制芯的方法按固化方式有两种,分别是热芯盒法和冷芯盒法。热芯盒法是用液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂,吹射入加热到一定温度的芯盒内,贴近芯盒表面的砂芯受热,其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化。热芯盒用的树脂有呋喃树脂和酚醛树脂,大多是以脲醛、酚醛和糠醇改性为基础的一些化合物,在加热到180~250℃条件下容易挥发出VOCs;此外吹射砂过程会产生粉尘污染。

  冷芯盒法可分为自硬冷芯盒法和吹气冷芯盒法。自硬冷芯盒法是在室温下,将芯砂和液态催化剂混合均匀后填充到芯盒中,稍加紧实后,在室温下靠树脂与催化剂反应的自硬作用而成型,因此其主要污染物是在混砂过程中的粉尘排放。吹气冷芯盒制芯是将原砂和粘结剂酚醛树脂及聚异氰酸酯混合,通过射芯机填入芯盒,再吹入三乙胺作为催化剂,使之在数秒至数十秒内硬化制成砂芯,在该过程中会存在粉尘和三乙胺的排放。

  根据工艺需要,有时需要进一步烘干砂芯,则烘干过程有机粘结剂受热挥发会产生VOCs排放。根据烘干炉使用的热源,还可能会有SO2、NOX等排放。

  4)金属熔化

  金属熔化通用的设备有冲天炉、燃气炉、电弧炉、感应电炉、电阻炉、反射炉等。铸铁多用冲天炉及感应电炉,铸钢多用电弧炉和感应电炉,高性能铸钢还须加配精炼炉。有色金属一般使用燃气炉、感应电炉或电阻炉熔炼。

  冲天炉中加入的原料有焦炭、金属炉料、石灰石等,在高温燃烧的过程中,会产生粉尘(金属氧化物尘、焦炭颗粒)、SO2、NOX等污染物,焦炭以及废铁料表面油漆等的不完全燃烧还会排放有机物。

  燃气炉、电弧炉和感应电炉产生的污染物包括:粉尘、NOX、VOCs等。

熔模铸造
熔模铸造

  铝合金熔体的净化是获得优质铸件的前提。铝合金液很易吸气氧化,故浇注前必须对其进行精炼净化,去气除夹杂物。采用旋转叶轮向铝液通入惰性气体(N2或Ar),精炼效果好,且无污染、设备简单,生产上应用广泛。又,采用C2Cl6、ZnCl2等氯盐精炼剂虽都有一定的精炼效果,且操作方便,成本也低,但由于存在较严重的污染问题,其应用已受到很大限制。此外,采用由多种氯盐或氟盐混合或熔合而组成的精炼熔剂,以惰性气体(N2或Ar)作载体,通过喷枪吹入熔池底部,亦有较好的精炼效果。开发绿色无污染的高效、兼有精炼和变质作用的复合精炼熔剂,有待继续研究和完善。

  镁合金熔化目前较广泛使用SF6混合气体作为保护气体,SF6会产生严重的温室效应,多有严重的环境污染问题,应根据熔炼不同阶段合理控制SF6用量,并积极开发环保的保

  护气体。

  5)浇注

  浇注时,由于温度较高,一方面产生大量的高温粉尘排放,另一方面铸型中的某些物质会分解产生有机物污染物,根据不同铸型,会有不同的有机污染物排放。

  ①砂型:由于砂型在制备过程中需要加入煤粉(粘土砂)或有机粘结剂,在高温条件下煤粉或有机粘结剂热解会产生苯、甲苯、二甲苯、酚、甲醛、乙醛、多环芳烃等VOCs污染。

  ②熔模:由于熔模在浇注使用前要经过高温焙烧,因此VOCs排放量相对较少。

  ③消失模:聚苯乙烯或共聚物泡沫塑料在浇注过程中受热会分解产生大量的有机废气,主要有害成分是苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等VOCs,可能的排放点有浇冒口、开箱处和真空泵排出口,主要是被真空泵抽走排放。

  ④金属型(含压铸、低压铸造及重力浇注):模腔中的脱模剂中含有硅氧化合物、蜂蜡、机油、石墨、高压聚乙烯、煤油等涂料,这些物质在高温条件下会形成CO、CO2、乙烯、VOCs等污染。

  6)落砂清理

  待铸件冷却后,需要型砂及熔模、消失模铸造要进行落砂,所有铸件其后还要进行喷丸、抛丸、切割浇冒口、打磨等清理工序。这些工序过程均以粉尘污染为主,其中落砂过程中产生的粉尘量最大。

  7)热处理

  为了消除铸件的铸造应力,防治铸件产生变形或裂纹或为获得特定的基体组织、提高铸件最终力学和各种使用性能,还需对铸件进行热处理,即将铸件加热到一定的温度范围,保温一段时间,再以规定的速度冷却到适当温度,在此过程中,主要依热处理加热炉的热源不同而产生不同的污染物。

  ①天然气:粉尘、NOX、CO

  ②煤气(含高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气):粉尘、SO2、NOX、CO

  ③电:粉尘

  8)喷漆等表面处理

  有些铸件在经过上述处理以后,还需进行表面喷漆或电镀、阳极氧化、化学钝化等表面处理,防止或减轻铸件在使用过程中产生氧化或腐蚀,因此存在苯、甲苯、二甲苯等VOCs和酸雾、碱雾排放。

       总之,以上就是铸造厂产生油雾等污染的最重要的八大工序和原理了,那么如何去除铸造厂产生的油雾,让铸造厂环保能彻底达标呢?草木绿专为铸造厂配套的静电式油雾净化器就非常适合用与去除这类油雾

 

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