铸造生产的旧砂回用及环境保护

• （３） 热法再生： 通过高温加热， 使砂粒上的可燃残留黏结剂燃烧 去除的方法。
• （４） 化学法再生： 加入化学试剂与砂粒上残留的黏结剂产生化学 反应再生旧砂的方法。
• 各种旧砂的黏结剂种类和性能不同， 需选择相应的再生方法， 不同 黏结剂旧砂适合的再生方法如表 ７ －１ 所示。
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７.２ 铸造生产的环境保护
• ７.２.２ 铸造生产中的粉尘及处理
• １.铸造生产中粉尘的来源 • 有资料表明， 熔化１ ｔ 铸铁， 冲天炉排尘３ ～１０ ｋｇ； 每生产
１ ｔ 黏土砂铸件， 型砂产生的粉尘为 ２１２ ｋｇ； 烘干的型芯在 从烘干窑内取出时也产生大量粉尘。 粉尘类污染物对人体的损害经 常被忽视， 其实际对人体的损害是逐渐积累的过程， 等到实际损害 发生的时候已经难以消除。 长期生活在粉尘环境中， 会导致铸造生 产者尘肺， 粉尘中的有毒物质甚至会导致人中毒； 大量的粉尘集聚 在大气中会导致雾霾， 降低大气能见度， 影响交通运输以及大众身 体健康。
• １.磁分离处理 • 磁分离处理的目的是将旧砂中的金属混杂物采用磁性材料去除。 常
用的磁分离设备有磁分离滚筒、 磁分离带轮、 带式磁分离机三种。 磁分离滚筒处理旧砂的原理如图 ７ － １所示。
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• ２.破碎和筛分处理 • 旧砂中大பைடு நூலகம்团块必须经破碎处理， 破碎处理后的旧砂中仍然具有一
些较小的团块， 这些团块影响造型后型砂的紧实均匀性， 因此必须 进行筛分处理。 • １） 破碎处理设备及原理 • 常用的破碎处理设备有辊式破碎机、 双轮破碎松砂机、 振动破碎机、 反击式破碎机等。 • 这些破碎机的原理一般是通过机械的挤压、 振动、 碰撞等作用使砂 块破碎。 辊式破碎机的旧砂破碎原理如图 ７ －２ 所示。
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图７ － ６ 叶轮搅拌式旧砂再生 设备的结构原理
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图７ － ７ 沸腾床式旧砂再生设备的 结构原理
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图７ － ８ 砂温调节器结构
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表７ － ２ 冲天炉烟气的成分
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铸造工作者不会受到实质损害。 因此， 噪声的防治包括三个方面： 消除噪声源、 阻隔噪声传递途径、 保护现场人员。 • （１） 消除噪声源： 采用低噪声、 无噪声设备和工艺， 合理布置噪 声设备。 • （２） 阻隔噪声传递途径： 对噪声设备进行防噪声处理， 如设置隔 声室， 采取减振措施等。 • （３） 保护现场人员： 要求噪声现场人员佩戴耳塞、 耳罩和头盔等。
• 旧砂再生处理后可代替新砂使用， 不仅减少旧砂废弃引起的环境污 染， 还可减少购买新砂的费用， 降低了企业的生产成本， 减轻了治 理环境污染的压力， 具有企业和社会双赢的经济和环境效益。
• １.旧砂再生的方法及选择 • 根据旧砂的再生原理， 旧砂再生方法可分为干法再生、 湿法再生、
热法再生、 化学法再生四大类。
劳并伴随听力下降，最后严重者可能导致不可恢复的噪声性耳聋。 噪声对于身体素质较差者甚至可能导致心血管疾病， 长期处在噪声 的环境中会产生神经衰弱、 消化系统功能下降、 内分泌失调等。 噪 声强度过大会引起电子仪器、 仪表失灵或损坏。
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７.２ 铸造生产的环境保护
• ２.噪声的控制 • 对于噪声的防治， 彻底消除是不可能的， 主要原则是降低噪声， 使
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• ２） 筛分处理设备及原理 • 旧砂中的杂物和大的团块通过筛分设备可以除去， 旧砂中的粉尘使
用除尘系统除去。 常用的筛砂机有滚筒筛砂机、 振动筛砂机等。 滚 筒筛砂机的结构原理如图 ７ －３ 所示。 旧砂经过滚筒时， 旧砂随 圆筒筛的旋转而滚动、跌落， 最后松散的砂子经过筛子的筛分从滚 筒筛的另一端流出。 • ３.旧砂的冷却处理 • 铸型浇注后， 高温金属的热作用使砂型温度升高。 温度较高的旧砂 水分蒸发较多， 混制型砂后性能不稳定， 铸件易产生缺陷， 因此必 须对旧砂进行冷却。 旧砂的冷却一般是采用增湿冷却方法， 即先将 雾化的水分加入旧砂中， 再通过风冷使旧砂的温度降低到合理的范 围。旧砂的常用冷却设备有双盘搅拌冷却、 振动沸腾冷却、 提升冷 却等。
• 降温过程主要是通过再生砂与冷水管进行直接的热交换来降低再生砂 的温度到合适的范围。 降温使用的砂温调节器结构如图 ７ －８ 所示。
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７.２ 铸造生产的环境保护
• ７.２.１ 铸造生产废物及其处理
• １.固态废物 • 铸造产生的固态废物主要有熔炼产生的铸型的废砂、 炉渣以及除尘
器收集的灰尘和污泥等。 铸造产生的废物细颗粒飘散在空气中， 使 ＰＭ２.５ 值增加， 造成空气污染； 废弃物占用土地， 经过雨水等 作用污染土地和水源。 因此， 必须对铸造产生的固态废物进行处理。 铸型的废砂可进行回用和再生处理， 在前面已讲述。 • 熔炼产生的炉渣可以作为道路建设的原材料， 对含有可溶毒性环境 污染的废弃物应建立防水、 防渗措施的存放场所； 除尘器收集的固 体废物如果无害则可作为一般垃圾处理， 否则必须进行无害化处理。
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• （１） 干法再生： 利用机械或空气的方法使旧砂粒具有一定的速度， 经过旧砂粒之间和旧砂粒与机械部件之间的碰撞、 摩擦等机械作用 去除旧砂粒表面的残留黏结剂的再生方法。
• （２） 湿法再生： 利用水的溶解、 冲击、 擦洗和机械搅拌作用使砂 粒上的残留黏结剂去除的方法。
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• （３） 湿法再生设备有叶轮搅拌式和旋流式两种， 前者是利用机械 搅拌方法通过水流擦洗使残留黏结剂脱离砂粒， 后者利用旋转水流 的冲击搅动使残留黏结剂脱离砂粒。 叶轮搅拌式旧砂再生设备的结 构原理如图 ７ －６ 所示。
• （４） 热法旧砂再生设备包括倾斜搅拌式和沸腾床式两种， 其原理 是通过燃烧除去旧砂砂粒表面的黏结剂。 沸腾床式旧砂再生设备的 结构原理如图 ７ －７ 所示。
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７.２ 铸造生产的环境保护
• ２.粉尘的防治 • 对铸造生产的粉尘防治， 首先应该从源头治理， 采取措施使产生的
粉尘在进入大气之前就进行处理。 治理粉尘的主要过程为对于悬浮 于空气中的粉尘进行过滤、 吸收、 收集， 最后集中进行无害化处理。
• ７.２.３ 铸造生产中噪声的防治
• １.噪声的危害 • 噪声对人体的损害是一个渐进的过程， 起初有所适应， 随后听觉疲
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图７ － １ 磁分离滚筒处理旧砂的原理
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图７ － ２ 辊式破碎机的旧砂破碎原理
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图７ － ３ 滚筒筛砂机的结构原理
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表７ － １ 不同黏结剂旧砂的再生方 法及选择
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图７ － ４ 机械离心摩擦式旧砂再生 设备的结构原理
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图７ － ５ 干法垂直气力式旧砂再生 设备的结构原理
第 ７ 章 铸造生产的旧砂回用及环境 保护
• ７.１ 旧砂的处理和回收利用 • ７.２ 铸造生产的环境保护
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• ７.１.１ 黏土砂旧砂处理
• 黏土砂在浇注生产后， 型砂中混杂浇冒口、 飞翅、 铁豆等金属物； 型砂因造型紧实以及金属液高温作用而形成大的团块， 这对后续再 利用以及造型不利； 型砂浇注后其温度也较高， 这不仅影响型砂水 分含量的稳定， 也容易造成金属液的凝固缺陷。 因此， 黏土砂需经 过磁分离、 破碎、 筛分以及冷却处理过程。
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７.２ 铸造生产的环境保护
• ２.废气 • 铸造生产中熔炼使用的冲天炉、 电弧炉、 工频炉以及烘干铸型使用
的燃煤烘窑等是废气产生的主要来源。 高温废气中含有多种固体颗 粒及 ＣＯ、 ＳＯ ２ 、 氟化物等有毒气体， 树脂砂浇注时也产生大 量有害气体。 表 ７ －２ 所示为冲天炉烟气的成分。 • ３.废水 • 在铸造生产中， 废水的来源主要有： 冲天炉、 电炉等熔炼设备的湿 式除尘设备排出的废水； 熔炼炉炉渣粒化处理后排出的废水； 铸造 车间砂处理、 清理工序的湿法再生及除尘设备排出的废水； 酸洗、 分析排出的废水等。 在铸造生产排出的废水中， 固体污染物包括各 种溶解物、 悬浮颗粒、 胶体物质等， 此外还有一些有机污染物和酸 碱污染物。 废水的污染物使土壤板结和硬化， 影响农作物生长， 严 重时造成水源污染， 造成环境破坏， 导致严重的生态灾难。 因此， 必须对铸造生产过程中产生的废水进行净化处理， 达标后才能排放。
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• ７.１.２ 旧砂的再生处理
• 旧砂的回用是将使用后的型砂经过破碎、 去磁、 筛分、 除尘、 冷却 等处理后重复循环使用； 旧砂的再生是将使用后的旧砂经过破碎并 去除砂粒上残留的黏结剂和其他杂物后得到与新砂性能接近的砂子并 可代替新砂使用。 旧砂在回用处理后， 再去掉砂粒表面的残留黏结 剂便是旧砂再生的过程， 因此， 旧砂回用处理相当于旧砂再生的预 处理。
７.１ 旧砂的处理和回收利用
• ２.旧砂的再生设备及原理 • 在旧砂的再生设备中， 干法再生的设备有机械式、 气力式和振动式；
湿法再生的设备有叶轮搅拌式和旋流式； 热法再生的设备有倾斜搅 拌式和沸腾床式。 • （１） 干法机械式旧砂再生设备有离心冲击式、 离心摩擦式和振动 摩擦式三种， 其原理相同， 即在离心力的作用下， 砂粒受冲击、 摩 擦、 碰撞而使残留黏结剂去除。 机械离心摩擦式旧砂再生设备的结 构原理如图 ７ －４ 所示。 • （２） 干法气力式旧砂再生设备有垂直气力式和水平气力式两种， 其原理是利用气流使砂粒摩擦冲击而去除残留黏结剂， 通常采取多 级再生设备连续使用。 干法垂直气力式旧砂再生设备的结构原理如 图 ７ －５ 所示。
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７.１ 旧砂的处理和回收利用
• ７.１.３ 再生砂的后处理
• 旧砂再生过程包括： 预处理 （去除金属杂物、 破碎）、 再生处理 （去除旧砂粒表面的残留黏结剂）、 后处理 （除尘、 降温） 三个阶 段。 再生砂的后处理过程主要是除尘和降温， 除尘原理主要是使再 生砂以 “雨淋” 或 “瀑布” 的方式通过风选仓， 通过除尘器去除 再生砂中的灰尘。