铸造车间设计中的环境保护措施

杨涛林，余 博

（中国汽车工业工程公司，天津 300113）

《中华人民共和国环境保护法》第二十六条规定：“建设项目中防治污染的措施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。”这一规定在我国环境立法中通称为“三同时”制度，在工程项目建设的各个阶段，必须贯彻有关环境保护的“三同时”制度。铸造行业历来被认为是污染大户，据有关资料显示[1]，我国1 t铸件的三废排放量是发达国家的10倍左右。即每生产1 t合格铸件，大约要排放粉尘 50 kg，废气 1 000 m3～2 000 m3，废砂 1 t～1.3 t，废渣300 kg.在铸造车间设计时，必须重视环境污染的治理措施，做到有针对性、经济性和实用性，确保各项污染物的排放指标符合国家相关标准的要求。本文以大规模生产的发动机缸体铸造车间为例，探讨环境污染的治理措施。

1 铸造车间的主要污染源及污染物

铸造车间各工部的主要污染源及污染物（粉尘、废气）见表1.

铸造车间废水来源、种类及排放方式见表2.

铸造车间噪声源较多，主要高噪声设备及噪声级见表3.

表1 各工部主要污染源及污染物（粉尘、废气）

表2 铸造车间废水

表3 噪声源一览表

铸造车间产生的固体废弃物主要有废砂、废炉渣；除尘系统产生的生产性粉尘；生活垃圾；废机油及擦拭机器或地面的沾油废棉纱。固体废弃物见表4.

表4 固体废物一览表

2 环境污染治理措施

2.1 粉尘、废气治理

1）熔化工部

中频无芯感应熔炼电炉出铁水、加料、熔炼时均产生大量烟气，采用高温滤料的气箱脉冲袋式除尘器，去除效率大于99%.除尘管路及设备，除尘器、风机均需选用耐高温型产品。除尘风管与电炉吸烟罩法兰连接，风管一般通过炉前区域的地沟引向车间外除尘器，某项目的电炉除尘见图1.

烤包器设局部排风系统，利用烟气的热压自然排烟，其出口设筒形风帽或无动力涡轮通风器，将烤包余热废气排出室外后高空排放，某项目的烤包器排风见图2.

为排除熔化工部室内余热和部分烟气，在熔化工部屋面（电炉区域侧上方）设屋顶通风机进行换气。

图1 电炉除尘

图2 烤包器排风

2）造型工部

浇注段采用上吸式均流侧吸罩沿浇注段密布，以排除浇注过程中产生的烟尘，其烟尘经除尘器系统净化后排入大气。某项目的浇注段侧吸罩见图3.

冷却段设排风系统，以排除冷却通廊内产生的烟气，使冷却通廊内烟气不向车间内逸散。

振动落砂机由于发尘量大，采用密闭式排风罩排风。除进出铸件等必要部位开口外，连同机械手密封，形成一个大的密闭空间，以确保含尘空气不向车间逸散。含尘空气经除尘器系统净化后排入大气。落砂机底部溜槽设置排尘口并入落砂机除尘系统。

为排除造型线余热和部分烟气，在造型线上方屋面设屋顶通风机进行换气。

3）砂处理工部

砂处理工部的双盘冷却器、混砂机、皮带输送系统、振动输送槽、精细六角筛等设备在生产时会产生大量粉尘，对其除尘系统，除尘设备采用气箱脉冲袋式除尘器，净化后的排放废气满足《大气污染物综合排放标准》的要求。某项目的砂处理除尘见图4.

图3 浇注段侧吸罩

图4 砂处理除尘

4）制芯工部

冷芯盒制芯机产生三乙胺等有害气体，设备本身设置密闭罩排风，并配套有害气体吸收净化装置，其有害气体经净化后排入大气。为进一步稀释和排除冷芯盒制芯区域的难闻气味和有害气体，改善车间环境，除了适量增大设备局部排风量外，沿车间外墙设置边墙式排风机，加强局部区域通风效果。

热芯盒制芯机产生一定量的烟尘和有机废气，在取芯操作工位设置伞形罩、加热工位设置密闭罩排风。为防止砂芯表干炉内热烟气外逸，在炉门口设置散形罩，将炉内热气排除室外。

为排除制芯工部难闻气味和有害气体，设屋顶通风机进行换气。

5）清理工部

振动击芯机、抛丸清理设备生产时产生大量的粉尘，对其加设密封除尘罩，收集到的粉尘采用布袋除尘器净化处理后达标排放。沿磨削机操作工位设置上吸式侧吸罩，含尘气体经除尘器净化后排入大气。人工打磨工位设置密闭清理隔间，可减少粉尘外溢。常见的隔间内打磨工位抽风形式有两种，一种是隔间内设计侧吸式抽风罩（如图5），另一种是在打磨工位格子板下方设置抽风管（如图6），收集到的粉尘采用布袋除尘器净化处理后达标排放（表 5）.

2.2 废水治理

铸造车间废水污染源主要有制芯机尾气净化产生的三乙胺吸收废液；设备循环冷却溢流水；理化实验室排放的实验废水；厂区生活、淋浴污水。

三乙胺废水及实验废水进入生产废水池，经预处理后，上清液与生活、淋浴污水混合，排入污水处理站，污泥经提升泵提升至污泥浓缩槽；洁净废水直接排入雨水系统。

表5 某年产24万台发动机缸体铸造车间部分设备风量

图5 人工打磨工位上吸式侧吸罩

图6 人工打磨工位底抽风

2.3 噪声治理

1）铸造车间高噪声设备如落砂机、击芯机、抛丸清理机等，噪声通常在 95 dB（A）～110 dB（A）左右。需采取隔声减振降噪措施，工艺设备尽可能设置在隔声吸声密闭间内，设备基础加装减振基础。采取措施后使车间外噪声可控制在75dB（A）以下。通风除尘系统风机噪声通常在90dB（A）～105dB（A）左右。除尘系统离心风机选用低噪节能优质产品，并配置减振座架、软接头等；尽量将风机设置单独的风机间或采用隔音房。近年来设计的铸造车间落砂机和人工打磨隔音房节点示意如图7.

2）压缩空气站设有空气压缩机，压缩机密闭在隔声箱体内，设减振基础，进、出气口设消声器，排气口加装橡胶软连接头，设隔声值班操作间。采取措施后使站房外噪声不大于70dB（A）.

图7 隔音房节点示意

3）总图布置时，尽量将噪声大的噪声源远离厂界和敏感点，通过远距离衰减达到降噪的目的。

4）厂区绿化时，考虑高大乔木和低矮灌木相结合措施，利用绿化带的吸声作用达到降噪的目的。

5）对于点源污染，设计考虑均设在建筑物内，通过建筑的隔声，达到降噪的目的。

2.4 固体废物处置

铸造车间产生的固体废弃物处置措施如下：

1）废砂存放在废砂斗中、废炉渣存放在电炉旁的炉渣斗中、生产性粉尘存放在各除尘器的集灰斗中，定期由汽车外运到环卫部门指定地点填埋，运输过程采取防护措施，防止二次污染。

2）废机油、沾油废棉纱和漆渣收集并按《危险废物储存污染控制标准》中有关规定进行储存，待收集到一定量后与厂区的危险固体废物一起交给环卫部门进行处置。

4）生活垃圾（其中20%左右的有用成分，如废纸等回收）集中存放，由环卫部门统一外运至垃圾无害化处理厂进行无害化处理。

3 结 语

铸造车间的环境保护措施与具体的铸造工艺密切相关，在进行车间环境保护设计时应紧密结合具体的铸造工艺与设备。本文提出的环境保护措施有效改善了大规模生产的发动机铸造车间环境，各种污染物得到有效治理，实现了达标排放。

［1］孔维军，刘小龙.铸造工厂的环保与节能[J].铸造设备研究，2008（05）：5-7.

［2］丁原朝，铸造车间的粉尘治理［J］.铸造设备研究,2003（4）:38-40.

［3］曹培，巴吾东，王永兵.铸造车间树脂砂有害气体祛除的研究［J］.铸造设备研究,2008（3）:25-28.

［4］吴永正.铸造车间噪声调查和测定［J］.铸造设备研究,1998（2）：75-80.

［5］马永杰.铸造生产节能和环保［J］.铸造设备研究,2003（6）：46-48.