论文部分内容阅读
摘要：近年来由于环保政策越来越严格，越来越多的铸铁车间开始增设除尘设施，但多数除尘效果不甚理想。本文根据先前各种除尘罩的设计形式，结合江苏某钢厂铸铁车间增设除尘设施项目，提出了利用电动驱动的移动罩进行通风除尘的新方法。实践效果表明，车间内的生产环境得到了极大地改善，移动罩对烟尘的全过程捕集，具有独特的优势。除尘效果良好，值得推广。
关键词：铸铁车间；移动罩；除尘效果
ABSTRACT In recent years，because of the more and more strict environmental protection policy，the dust removal facilities have been added in more and more cast iron workshops，but most of the dust removal efficiency is not ideal. According to the previous design forms of various dusting covers，combined with the installation of dust removal facilities in a cast iron workshop of a steel factory in Jiangsu，a new method of ventilation and dust removal using electric driven movable hood is put forward. The practice results show that the production environment in the workshop has been greatly improved. The mobile hood has a unique advantage in capturing the smoke and dust at the whole process，has a good dust removal effect，and it is worth promoting.
KEY WORDS cast iron workshop；movable hood；dust removal effect
铸铁机是根据工艺生产需求将高炉产出的不合格的或多余的铁水连续铸造成铁块的设备。机车将装好铁水的铁水罐运送至铸铁车间，停放在特定的位置。操作人员启动倾翻机构将铁水罐缓慢倾翻，铁水经铁水流槽缓慢流入铸铁机模内，装满铁水的铸铁机模在链带的带动下，徐徐向上移动；在输送过程中，冷却装置将冷却水喷淋在已结壳的铁块上，以加速铁块降温冷却；铁块在机头星轮处脱落，由溜槽划入运输车内运出。
国内现有的大部分铸铁机在实际生产过程中，铁水罐倾翻、铸模、喷水冷却作业时均会产生以石墨粉为主的烟尘，尤其是铁水罐倾翻时较为严重。平台操作区含尘浓度时常高达130 mg/m3，车间粉尘烟气四溢，作业环境不容乐观，严重影响着现场操作工人的身心健康。
石墨粉尘的成份如下表所示：
铸铁机除尘的关键是除尘罩的设置位置和设置形式。目前国内铸铁车间除尘的设置方式主要有以下几种：（1）在不妨碍生产操作的前提下，在铁水罐前方支柱上方设高悬罩进行通风除尘。但由于罩子是固定的，对铁水溜槽进行检修更换时，除尘罩需拆除，比较麻烦；另外高悬罩四周均敞开，厂房内横向气流对溢出的烟气流动影响比较大，除尘罩往往难以完全捕集散发的烟尘；同时铁水罐倾翻时，由于高悬罩下部无遮挡，铁水渣容易飞溅，有一定危险；（2）在铁水罐倾翻、铸模喷水冷却两处整体设置一除尘罩，但罩体庞大，检修铸铁机、铁水溜槽时不方便，铁水罐倾翻时局部常常溢出烟尘不能被完全捕集，现场效果一般。
针对现有铸铁机除尘技术中的优缺点，结合江苏某钢厂铸铁车间增设除尘设施项目，本文设计出了一种以电动驱动的移动罩作为铁水罐倾翻处的除尘罩，铸模冷却处采取普通固定落地式密闭罩进行通风除尘。
1 除尘系统工艺
1.1 系统流程
江苏某钢厂二期铸铁机厂房，先前未设置任何除尘设施，此次改造中增设部分除尘点。厂房内有长度60 m铸铁机1套，为提高铸铁能力及生产效率，在原有基础上新增了1个铁水罐倾翻点。整个铸铁机设铁水罐倾翻、铸模冷却共3个除尘点，风量接入二期出铁场除尘系统。系统流程为：烟气依次经过除尘罩、抽风管道、电动调节阀、脉冲布袋除尘器、分集合刮板机、斗提机、灰仓，并定期加湿后由汽车集中转运处理；净化后的烟气通过风机、消声器及排气筒后排入大气，详细流程见图1。
1.2 系统参数
铸铁车间除尘与二期出铁场除尘共用1套除尘系统，铸铁车间共3个除尘点，除尘管道上设置电动阀门，通过阀门切换将除尘风量接入二期出铁场除尘系统。铸铁车间各除尘点工艺参数详见下表2。
2 移动罩的结构和工作原理
2.1 移動罩的结构
移动罩主要由轨道支架、轨道、除尘罩、驱动装置、限位控制装置等组成。除尘罩由主抽罩和辅抽罩两部分组成：主抽罩下部采用方形罩体结构，罩体底部设有2套主动车轮和被动车轮并架设于水平轨道上，上部为“天圆地方”变径管，变径管另一端直接与除尘风管相连；辅抽罩为靠近铁水罐倾翻侧并直接和主抽罩相连的三角形罩体。驱动装置主要由减速电机构成，位于主抽罩下部两侧，可驱动车轮沿着水平轨道往复移动。为确保除尘罩移动时准确定位，在水平轨道两端分别设置限位控制装置，当除尘罩移动至限位装置时减速停止，防止除尘罩因速度过大冲出轨道引发事故。轨道下方的支架靠近铁水罐倾翻侧完全敞开，其余三面由钢板全部封闭，钢板、除尘罩内表面及靠近铁水溜槽区域的钢板外表面均喷涂轻质耐高温材料，减少因铁水的热辐射所引起的钢板变形。每个侧面的钢板上设有观察口，必要时方便操作工观察罩内铁水罐倾倒铁水的情况。 本移动罩的设计能够使除尘罩最大程度的靠近铁水罐倾翻处的扬尘点，具有良好的气密性，并能在倾翻铁水罐时一定程度上阻挡铁水渣的飞溅，现场安全性得到提高。铁水溜槽检修时无需拆装除尘罩，通过电动驱动除尘罩在轨道上移动提供相应检修空间。
2.2 移动罩工作原理
除尘罩跨过铁水溜槽，位于架在铸铁机平台上方的轨道上。当铁水罐由吊车吊至罐位区准备倾翻时，启动减速电机驱动除尘罩向铁水罐上前方移动。当移动到除尘工位时，主抽罩底部的撞块接触到限位控制装置，减速电机制动，除尘罩停止移动，主抽罩上部的除尘风管与固定风管相对接，固定风管另一端直接接入布袋除尘器。风管对接完成后，铁水罐开始倾翻浇注。浇注铁水时，倾翻的铁水罐充当了除尘罩敞开一侧的侧板，浇注产生的大量烟气，在高温铁水的热压作用及除尘罩区域的负压作用下，上升速度逐渐加快，还未充分膨胀扩散就被捕集。三角形的罩体有效的避免了铁水罐倾翻初期浇注点处烟气的外溢。铁水浇注完毕后，启动减速电机驱动除尘罩向远离铁水罐方向移动。当移动到检修工位（非除尘工位）时，主抽罩底部的撞块接触到限位控制装置，减速电机制动，除尘罩停止移动。当铁水溜槽需要检修时，由于水平轨道较高，检修作业可直接在轨道下方进行，无需拆除整个除尘罩。
该移动罩不仅能够很好的捕集铁水罐倾翻时产生的烟尘，而且有利于铁水溜槽的日常检修工作。利用驱动装置使除尘罩在除尘工位与检修工位之间快速切换，降低了操作工的劳动强度，同时提高了铸铁机的作业效率。
3 结论
除尘技术是一门应用性很强的技术，移动罩在铸铁车间的应用是在前人不断实践，不断技术突破的基础上提出来的。理论和实践相结合，不断推动技术向前发展。该厂铸铁车间增设除尘设施后，经检测排气筒排放浓度<10 mg/m3，达到国家最新排放标准，车间内的生产环境得到了极大地改善，由原来的无组织排放实现了现在的达标排放。移动罩对烟尘的全过程捕集，具有独特的优势，值得推广。
参考文献：
[1]王学伶. 邯钢新区3200 m3 高炉铸铁系统设计[J]. 河北冶金，2014，218（2）：26～28.
[2]朱法强. 钢渣热闷移动罩車的控制方法研究[J]. 环境工程，2014，892（6）：114～116.
[3]张振，黎毅. 移动通风收尘装置在炼铁厂的应用[J]. 工业安全与环保，2016，No42.3：75～77.
[4]蔡涛，汪文华. 铸造车间通风除尘设备设计实例研究[J]. 铸造技术，2015，01：224-226.
[5]李怀明. 浅析铸造车间除尘系统设计及除尘设备选择[J]. 机械工业标准化与质量，2015，07：20-24.
[6]张国玲. 铸造车间砂处理工部的通风除尘[J]. 环境工程，2003，21（3）： 34-36.
[7]中国冶金建设协会，中国冶金工业部建设协调司. 钢铁企业采暖通风设计手册[M]，北京： 冶金工业出版社，1996.
作者简介：
王君，男，1989年12月出生，北京科技大学动力工程及工程热物理专业硕士研究生，现在中冶华天工程技术有限公司从事通风除尘工作。
关键词：铸铁车间；移动罩；除尘效果
ABSTRACT In recent years，because of the more and more strict environmental protection policy，the dust removal facilities have been added in more and more cast iron workshops，but most of the dust removal efficiency is not ideal. According to the previous design forms of various dusting covers，combined with the installation of dust removal facilities in a cast iron workshop of a steel factory in Jiangsu，a new method of ventilation and dust removal using electric driven movable hood is put forward. The practice results show that the production environment in the workshop has been greatly improved. The mobile hood has a unique advantage in capturing the smoke and dust at the whole process，has a good dust removal effect，and it is worth promoting.
KEY WORDS cast iron workshop；movable hood；dust removal effect
铸铁机是根据工艺生产需求将高炉产出的不合格的或多余的铁水连续铸造成铁块的设备。机车将装好铁水的铁水罐运送至铸铁车间，停放在特定的位置。操作人员启动倾翻机构将铁水罐缓慢倾翻，铁水经铁水流槽缓慢流入铸铁机模内，装满铁水的铸铁机模在链带的带动下，徐徐向上移动；在输送过程中，冷却装置将冷却水喷淋在已结壳的铁块上，以加速铁块降温冷却；铁块在机头星轮处脱落，由溜槽划入运输车内运出。
国内现有的大部分铸铁机在实际生产过程中，铁水罐倾翻、铸模、喷水冷却作业时均会产生以石墨粉为主的烟尘，尤其是铁水罐倾翻时较为严重。平台操作区含尘浓度时常高达130 mg/m3，车间粉尘烟气四溢，作业环境不容乐观，严重影响着现场操作工人的身心健康。
石墨粉尘的成份如下表所示：
铸铁机除尘的关键是除尘罩的设置位置和设置形式。目前国内铸铁车间除尘的设置方式主要有以下几种：（1）在不妨碍生产操作的前提下，在铁水罐前方支柱上方设高悬罩进行通风除尘。但由于罩子是固定的，对铁水溜槽进行检修更换时，除尘罩需拆除，比较麻烦；另外高悬罩四周均敞开，厂房内横向气流对溢出的烟气流动影响比较大，除尘罩往往难以完全捕集散发的烟尘；同时铁水罐倾翻时，由于高悬罩下部无遮挡，铁水渣容易飞溅，有一定危险；（2）在铁水罐倾翻、铸模喷水冷却两处整体设置一除尘罩，但罩体庞大，检修铸铁机、铁水溜槽时不方便，铁水罐倾翻时局部常常溢出烟尘不能被完全捕集，现场效果一般。
针对现有铸铁机除尘技术中的优缺点，结合江苏某钢厂铸铁车间增设除尘设施项目，本文设计出了一种以电动驱动的移动罩作为铁水罐倾翻处的除尘罩，铸模冷却处采取普通固定落地式密闭罩进行通风除尘。
1 除尘系统工艺
1.1 系统流程
江苏某钢厂二期铸铁机厂房，先前未设置任何除尘设施，此次改造中增设部分除尘点。厂房内有长度60 m铸铁机1套，为提高铸铁能力及生产效率，在原有基础上新增了1个铁水罐倾翻点。整个铸铁机设铁水罐倾翻、铸模冷却共3个除尘点，风量接入二期出铁场除尘系统。系统流程为：烟气依次经过除尘罩、抽风管道、电动调节阀、脉冲布袋除尘器、分集合刮板机、斗提机、灰仓，并定期加湿后由汽车集中转运处理；净化后的烟气通过风机、消声器及排气筒后排入大气，详细流程见图1。
1.2 系统参数
铸铁车间除尘与二期出铁场除尘共用1套除尘系统，铸铁车间共3个除尘点，除尘管道上设置电动阀门，通过阀门切换将除尘风量接入二期出铁场除尘系统。铸铁车间各除尘点工艺参数详见下表2。
2 移动罩的结构和工作原理
2.1 移動罩的结构
移动罩主要由轨道支架、轨道、除尘罩、驱动装置、限位控制装置等组成。除尘罩由主抽罩和辅抽罩两部分组成：主抽罩下部采用方形罩体结构，罩体底部设有2套主动车轮和被动车轮并架设于水平轨道上，上部为“天圆地方”变径管，变径管另一端直接与除尘风管相连；辅抽罩为靠近铁水罐倾翻侧并直接和主抽罩相连的三角形罩体。驱动装置主要由减速电机构成，位于主抽罩下部两侧，可驱动车轮沿着水平轨道往复移动。为确保除尘罩移动时准确定位，在水平轨道两端分别设置限位控制装置，当除尘罩移动至限位装置时减速停止，防止除尘罩因速度过大冲出轨道引发事故。轨道下方的支架靠近铁水罐倾翻侧完全敞开，其余三面由钢板全部封闭，钢板、除尘罩内表面及靠近铁水溜槽区域的钢板外表面均喷涂轻质耐高温材料，减少因铁水的热辐射所引起的钢板变形。每个侧面的钢板上设有观察口，必要时方便操作工观察罩内铁水罐倾倒铁水的情况。 本移动罩的设计能够使除尘罩最大程度的靠近铁水罐倾翻处的扬尘点，具有良好的气密性，并能在倾翻铁水罐时一定程度上阻挡铁水渣的飞溅，现场安全性得到提高。铁水溜槽检修时无需拆装除尘罩，通过电动驱动除尘罩在轨道上移动提供相应检修空间。
2.2 移动罩工作原理
除尘罩跨过铁水溜槽，位于架在铸铁机平台上方的轨道上。当铁水罐由吊车吊至罐位区准备倾翻时，启动减速电机驱动除尘罩向铁水罐上前方移动。当移动到除尘工位时，主抽罩底部的撞块接触到限位控制装置，减速电机制动，除尘罩停止移动，主抽罩上部的除尘风管与固定风管相对接，固定风管另一端直接接入布袋除尘器。风管对接完成后，铁水罐开始倾翻浇注。浇注铁水时，倾翻的铁水罐充当了除尘罩敞开一侧的侧板，浇注产生的大量烟气，在高温铁水的热压作用及除尘罩区域的负压作用下，上升速度逐渐加快，还未充分膨胀扩散就被捕集。三角形的罩体有效的避免了铁水罐倾翻初期浇注点处烟气的外溢。铁水浇注完毕后，启动减速电机驱动除尘罩向远离铁水罐方向移动。当移动到检修工位（非除尘工位）时，主抽罩底部的撞块接触到限位控制装置，减速电机制动，除尘罩停止移动。当铁水溜槽需要检修时，由于水平轨道较高，检修作业可直接在轨道下方进行，无需拆除整个除尘罩。
该移动罩不仅能够很好的捕集铁水罐倾翻时产生的烟尘，而且有利于铁水溜槽的日常检修工作。利用驱动装置使除尘罩在除尘工位与检修工位之间快速切换，降低了操作工的劳动强度，同时提高了铸铁机的作业效率。
3 结论
除尘技术是一门应用性很强的技术，移动罩在铸铁车间的应用是在前人不断实践，不断技术突破的基础上提出来的。理论和实践相结合，不断推动技术向前发展。该厂铸铁车间增设除尘设施后，经检测排气筒排放浓度<10 mg/m3，达到国家最新排放标准，车间内的生产环境得到了极大地改善，由原来的无组织排放实现了现在的达标排放。移动罩对烟尘的全过程捕集，具有独特的优势，值得推广。
参考文献：
[1]王学伶. 邯钢新区3200 m3 高炉铸铁系统设计[J]. 河北冶金，2014，218（2）：26～28.
[2]朱法强. 钢渣热闷移动罩車的控制方法研究[J]. 环境工程，2014，892（6）：114～116.
[3]张振，黎毅. 移动通风收尘装置在炼铁厂的应用[J]. 工业安全与环保，2016，No42.3：75～77.
[4]蔡涛，汪文华. 铸造车间通风除尘设备设计实例研究[J]. 铸造技术，2015，01：224-226.
[5]李怀明. 浅析铸造车间除尘系统设计及除尘设备选择[J]. 机械工业标准化与质量，2015，07：20-24.
[6]张国玲. 铸造车间砂处理工部的通风除尘[J]. 环境工程，2003，21（3）： 34-36.
[7]中国冶金建设协会，中国冶金工业部建设协调司. 钢铁企业采暖通风设计手册[M]，北京： 冶金工业出版社，1996.
作者简介：
王君，男，1989年12月出生，北京科技大学动力工程及工程热物理专业硕士研究生，现在中冶华天工程技术有限公司从事通风除尘工作。