一种新型实型铸造烟气处理方案的尝试.pdf

2014年第3期
特造设备与工
2014年6月
FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY
Jun 2014 No3
?消失模与V法铸造?
一种新型实型铸造姻气处理方案的尝试
黄溢凡,刘欢欢,叶升平
(华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074)
摘要:国家大力倡导节能环保,促使铸造行业加快治理污染。目前国内实型铸造企业使用水环真空泵来处
理铸造黑烟问题,真空泵虽然减轻了黑烟污染,但带来了水污染。本文对实型铸造用水环真空泵的污水进行成分
分析,并提出一种烟气处理方案,探索综合处理实型铸造烟气和污水的方案。
关键词:实型铸造;水环真空泵;污水分析;烟气处理
中图分类号:X50文献标识码:A文章编号:1674-6694(2014)03-0036-03
New Smoke Pollution Control Process of the Full Mold Casting
HUANG Y-」fan, LU Huanー- huan YE Sheng-ping
(College of Materials Science and Engineering, Huazhong University of Science &Technology, W wham ubei 430074, China)
Abstract: Nowadays, the goverment advocates the energy conservation and environmental protection. It strongly prompts the
casting industry to speed up the pollution eontrol. Some of the domestic full mold casting industry used vacuum pump to solve the
black smoke pollution. It reduced the smoke pollution but caused the water pollution. In this paper, the ingredient of outlet water was
analyzed, the smoke processing scheme was put forward
Key Words: full mold casting, vacuum pump, analysis of the outlet water, smoke treatment
实型铸造烟气问题
实型铸造釆用聚苯乙烯发泡塑料模样代替普
通木模,造好型后不取出模样,直接浇入金属液。在
金属液的作用下,塑料模样燃烧、气化、消失,金属
液取代原来塑料模所占据的空间位置,冷却凝固后
获得所需铸件。实型铸造优点明显,简化生产工序,
降低铸件成本,缩短生产周期,提高铸件精度;但在
浇注过程中实型铸造产生大量的黑烟(如图1所
示),温度高,浓度大。严重恶化车间生产环境,影响
工人健康,污染问题呕待解决。
图1实型铸造烟气污染
图2有真空辅助浇注
目前国内数家实型铸造企业使用水环真空泵
严重(无真空辅助)
无黑烟
抽负压来缓解实型铸造黑烟污染(图2).由于水环致真空泵寿命很短。这些问题也令铸造厂家头疼不
真空泵价格相对便宜,其抽气效果相对显著,对于已。
解决现场浇注浓烟污染,确有好处。但是单独使用
真空泵不仅会造成水污染,又会带来其它问题。如:
2真空泵水污染的研究
使用真空泵时每个上砂箱都要布置真空管道;烟
由于实型铸造中使用的树脂砂需要加人固化
气中的酸性物质吸入真空泵后会腐蚀泵体结构,导剂,而固化剂一般都含有磺酸等酸性成分,因此水
环真空泵在吸收实型铸造废气时会额外的造成水
收稿日期:2014-03-11
的酸性污染,在污染周围环境的同时也会腐蚀真空
作者简介:黄溢凡(1989-),男,天津人,硕士。
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划
泵内部结构,导致真空泵失效。
项日编号:2012AO40201
为了了解实型铸造用水环真空泵水污染的情
6
学兔ww.XLCGHLI.com
2014年第3期
黄溢凡,刘欢欢,叶升平:一种新型实型铸造烟气处理方案的尝试
特造设备与工艺
况,笔者前往芜湖一家实型铸造厂取1.5L水样进
行水样分析,以探究水污染程度以及酸碱性。测量
数据主要为苯、甲笨、乙苯、硫酸根离子、pH,如表1
所示。
表1水污染测量数据
物质
苯甲苯乙苯」硫酸根离子
mg L I
图4抽气盖箱
图5吸附大量烟尘的耐火棉
检测结果6.2751.120.05
234
26
将吸附有炭黑等物质的耐火纤维棉置于热处
根据结果可以看出,实型铸造污水酸性严重
理炉中,将其高温灼烧处理一段时间,吸附的炭黑
且对真空泵腐蚀严重,导致该厂家真空泵失效,需等杂质几乎完全消除,图6是经过高温处理的纤维
要采用有效的措施解决酸性严重的问题,例如定期棉。经过处理后的耐火年维依旧可以保证原有的
加人适量碱性物质来中和等方法。
透气性和吸附率,处理过程简单且可重复使用,大
3烟气问题解决方案
大降低了环保成本。但此装置的局限性在于其大小
要依据砂箱大小变化而变化,砂箱过大的话则盖箱
为了有效地解决实型铸造废气污染的问题,设的成本高,具体实施时较繁琐,且耐火陶瓷片在调
计了一套抽气方案(原理图如图3所示)。本方案的
运过程中易破碎,更换频繁。
目的主要是针对消失模铸造所产生的黑烟问题,设
基于此,笔者又设计了一个抽气过滤筒(图7),
计出一种抽气盖箱装置。将盖箱翻转过来,在距盖将其置于抽气管的中部进行实验,从而起到过滤吸
箱底部150mm处铺设金属过滤网(焊死),在其上附的作用。
铺设一层厚50m的耐火纤维棉,用来吸附浇注时
产生的黑烟等物质,在耐火棉上铺设厚达30mm的
耐火陶瓷过滤块、最后再铺设一层方便拆卸的金属
过滤网固定上述物体,顶部开两个抽气口连接负压
系统。该抽气盖箱装置能够一定程度上解决铸造黑
烟的除气问题,保障现场的工作环境。
图6高温灼烧处理后的耐火纤维棉
双抽气管
?7中箭头所示方向为抽气方向,沿抽气方向
一耐火棉
依次放置2#耐火棉、活性炭、1#耐火棉、3#耐火
耐火陶瓷
棉(分为3片是为了避免耐火棉过厚而影响透气
金属过滤网
性,并对3片耐火棉进行穿孔处理),两端与连接砂
抽气盖箱
箱的抽气管以及连接风机的管道相连(如图8)。洗
图3抽气盖箱原理图
注现场无明显黑烟,且浇注过程流畅没出现反喷现
象(见图9)。
为了对该方案进行试验研究,笔者前往湖北十
不锈钢圆筒
堰郧县的XX铸造厂进行实际浇注实验(如图4),
该厂实型铸造采用地坑造型,在固化的铸型上放置
抽气盖箱,主要盖住明冒口与出气口。
可拆充填耐火
浇注后箱内情况如图5.
法兰维棉等物质
由图5可以看出耐火棉浇注前后对比情况,耐
a)原理图
b)实物图
火棉表面明显变黑。可