鑄造車間設計中的環境保護措施

楊濤林，余 博

（中國汽車工業工程公司，天津 300113）

《中華人民共和國環境保護法》第二十六條規定：“建設項目中防治污染的措施，必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用?！边@一規定在我國環境立法中通稱為“三同時”制度，在工程項目建設的各個階段，必須貫徹有關環境保護的“三同時”制度。鑄造行業歷來被認為是污染大戶，據有關資料顯示[1]，我國1 t鑄件的三廢排放量是發達國家的10倍左右。即每生產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.在鑄造車間設計時，必須重視環境污染的治理措施，做到有針對性、經濟性和實用性，確保各項污染物的排放指標符合國家相關標準的要求。本文以大規模生產的發動機缸體鑄造車間為例，探討環境污染的治理措施。

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

鑄造車間產生的固體廢棄物主要有廢砂、廢爐渣；除塵系統產生的生產性粉塵；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

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

烤包器設局部排風系統，利用煙氣的熱壓自然排煙，其出口設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余熱和部分煙氣，在熔化工部屋面（電爐區域側上方）設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吸罩沿澆注段密布，以排除澆注過程中產生的煙塵，其煙塵經除塵器系統凈化后排入大氣。某項目的澆注段側吸罩見圖3.

冷卻段設排風系統，以排除冷卻通廊內產生的煙氣，使冷卻通廊內煙氣不向車間內逸散。

振動落砂機由于發塵量大，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。含塵空氣經除塵器系統凈化后排入大氣。落砂機底部溜槽設置排塵口并入落砂機除塵系統。

為排除造型線余熱和部分煙氣，在造型線上方屋面設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、振動輸送槽、精細六角篩等設備在生產時會產生大量粉塵，對其除塵系統，除塵設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 澆注段側吸罩

圖4 砂處理除塵

4）制芯工部

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

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

為排除制芯工部難聞氣味和有害氣體，設屋頂通風機進行換氣。

5）清理工部

振動擊芯機、拋丸清理設備生產時產生大量的粉塵，對其加設密封除塵罩，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置上吸式側吸罩，含塵氣體經除塵器凈化后排入大氣。人工打磨工位設置密閉清理隔間，可減少粉塵外溢。常見的隔間內打磨工位抽風形式有兩種，一種是隔間內設計側吸式抽風罩（如圖5），另一種是在打磨工位格子板下方設置抽風管（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生的三乙胺吸收廢液；設備循環冷卻溢流水；理化實驗室排放的實驗廢水；廠區生活、淋浴污水。

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

表5 某年產24萬臺發動機缸體鑄造車間部分設備風量

圖5 人工打磨工位上吸式側吸罩

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，工藝設備盡可能設置在隔聲吸聲密閉間內，設備基礎加裝減振基礎。采取措施后使車間外噪聲可控制在75dB（A）以下。通風除塵系統風機噪聲通常在90dB（A）～105dB（A）左右。除塵系統離心風機選用低噪節能優質產品，并配置減振座架、軟接頭等；盡量將風機設置單獨的風機間或采用隔音房。近年來設計的鑄造車間落砂機和人工打磨隔音房節點示意如圖7.

2）壓縮空氣站設有空氣壓縮機，壓縮機密閉在隔聲箱體內，設減振基礎，進、出氣口設消聲器，排氣口加裝橡膠軟連接頭，設隔聲值班操作間。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）廠區綠化時，考慮高大喬木和低矮灌木相結合措施，利用綠化帶的吸聲作用達到降噪的目的。

5）對于點源污染，設計考慮均設在建筑物內，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、生產性粉塵存放在各除塵器的集灰斗中，定期由汽車外運到環衛部門指定地點填埋，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》中有關規定進行儲存，待收集到一定量后與廠區的危險固體廢物一起交給環衛部門進行處置。

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，由環衛部門統一外運至垃圾無害化處理廠進行無害化處理。

3 結 語

鑄造車間的環境保護措施與具體的鑄造工藝密切相關，在進行車間環境保護設計時應緊密結合具體的鑄造工藝與設備。本文提出的環境保護措施有效改善了大規模生產的發動機鑄造車間環境，各種污染物得到有效治理，實現了達標排放。

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

［2］丁原朝，鑄造車間的粉塵治理［J］.鑄造設備研究,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］.鑄造設備研究,2008（3）:25-28.

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

［5］馬永杰.鑄造生產節能和環保［J］.鑄造設備研究,2003（6）：46-48.