任现伟

（洛阳古城机械有限公司，河南洛阳 471000）

0 引言

铸造成形工艺和铸造材料的发展，使得铸造车间对通风除尘设备的技术要求不断提高。但就目前而言，由于很多铸造车间所使用的铸造设备智能化程度还不是很高，而且鲜有科学的管理方法来进行有序的管理，这也造成铸造车间在实际生产中存在诸多问题。某铸造车间于2016 年进行扩建，在正式投产使用后主要生产中、大型铸铁件，型腔制备方式是通过组芯形成的，其生产工艺是一种典型的砂型铸造工艺。通过对该铸造车间进行现场测试，分析通风除尘设备在该铸造车间中存在的应用问题。

1 某铸造车间的通风除尘设备应用测试

该铸造车间中所采用的通风除尘设备主要包括、落砂除尘系统、原有再生砂除尘系统一套以及新增的再生砂除尘系统一套，以及熔炼和浇注除尘系统。为了分析通风除尘设备在该铸造车间的应用效果，本文对该铸造车间所排放的粉尘浓度、系统通风总风量、各支路风量以及除尘器在使用过程中产生的过滤阻力进行了测试，并对该铸造车间的实际管理情况进行了调研分析。在本文中所采用的测试仪器主要包括KANOMAX A531 型热线风速仪，其分辨率为0.01 m/s，精度为（读数×2%+0.01）、Teslo512 型压差计，分辨率为0.01 hPa，精度为读数×0.5%、GL100E 型粉尘浓度测量仪，分辨率为0.01 mg/m3，精度为读数×10%、L 形皮托管，分辨率为0.01 m/s，精度为K=1。在进行测试过程中，依据国家GB 12138—x89 标准中的规定对测试参数及测试点进行了布置。

2 在该铸造车间中对通风除尘设备的测试结果及应用分析

2.1 通风除尘管道的应用

通过对该铸造车间的现场实际情况进行调研可了解到，待测除尘系统中的除尘通风管道有许多都已受到粉尘的损坏磨蚀。通过观察这些除尘通风管道的损坏磨蚀部位可知，这些部位大多集中在管道的弯头位置，而弯头与粉尘的吸入口距离较近，由于粉尘在吸入时有着很高的浓度，粉尘中含有的大量颗粒又具有腐蚀性和磨损性，自然也就造成管道磨损严重。管道之所以会出现磨损，具体原因主要包括以下几点。

（1）通风除尘管道内的风速较高，粉尘在被吸入后，大量的粉尘颗粒会在风速的带动下对管道进行密集的碰撞和冲击，从而导致管道受损严重，缩短了管道的使用寿命，使管道维修难度大幅提高；

（2）通风除尘设备自身设计存在一定的缺陷，例如粉尘捕集口距离砂流很近，而粉尘捕集口的风速又非常高，这也造成粉尘在吸入除尘管道时，存在大量的型砂颗粒，这些型砂颗粒的粒度普遍超过70 目，进而大大增加了通风除尘管道的运行负荷；

（3）通风除尘管道的弯道半径设计过小，从而加剧了粉尘中颗粒对弯道的冲击与磨损。通过分析以上原因，在对通风除尘管道进行设计时，不仅要对管道内的风速大小进行有效控制，还要调整管道的弯曲弧度，调整粉尘捕集口的位置以及粉尘吸入管道入口时的风速。

2.2 落砂机排风罩的应用

在该铸造车间生产中，工人在开箱取出铸件的时候，使用起重机对落砂机中的落砂进行抓取，该落砂机的额定载重量为30 t，其台面尺寸为（4～5）m，并应用半封闭式排气罩来进行除尘。在落砂机运行过程中，考虑到旧砂有着很高的温度，导致尘气上升，部分尘气可能会因此溢出排气罩，从而污染铸造车间的环境。因此，对于落砂机来说，不适宜使用半密闭式排风罩。为了解决上述问题，该铸造车间在2016 年11 月将排风罩上部的空气幕撤掉，在排气罩上方设置可开启的顶盖，并将原来的抓斗送料转变为利用铲车进行送料，这样可使落砂机排风罩的排风效果得到一定程度的改善，不过这对于整个铸造车间来说仍旧无法满足其排风除尘要求。通过对落砂机排风罩的实际排风效果进行测试可知，其排风量可达到75 813 m3/h，该密闭罩的开口方式为顶面加侧面，总排风面积为3915 m2，其平均风速是0.152 m/s，利用可移动顶盖代替原来的空气幕，这样其罩面开口风速在理想情况下便可达到（0.176～0.152）m/s，进而得出半封闭排气罩中的入口风速值为（0.15～0.17）m/s，通过对改造后排风罩的应用效果进行测试可知，其风口风速的实际值为0.15 m/s，由此可知改造后的排风罩并未达到理论情况下的0.176 m/s。并且，考虑到落砂机距离车间入口较近，因此落砂机在运行过程对物料的搬运会因空气流通而造成粉尘溢出排风罩，从而对铸造车间的环境造成污染。为了分析单吸风口的气流影响，通过试验来进行数值模拟，可从模拟结果中了解到，由于对罩口两侧进行了遮挡，进而使罩内两侧各出现一个较大的风涡，而风涡的出现造成尘气难以从排风罩中排出，特别是罩口位置，因穿堂风的作用，致使部分粉尘被穿堂风带走而溢出排风罩，进而使铸造车间环境受到了污染。为了解决上述问题，需要对落砂机排风罩进行局部调整，在排风罩左侧设置排风口，以此减小排风罩左侧的风涡，进而削弱穿堂风给排风罩中尘气带来的风力作用，避免粉尘溢出排风罩，从而有效降低了尘气对铸造车间环境的污染。

2.3 滤筒式除尘器的应用

在铸造车间生产中，对粉尘的清除大多是利用斜装滤筒式除尘器来实现的，其滤筒的形状为椭圆形，能够削弱粉尘给滤筒造成的影响，使除尘器具有更高的利用效率。但是，采用斜装滤筒式除尘器，粉尘会积聚到滤筒上部而难以清除，因此为了避免这一问题，可采用两级除尘，即在应用滤筒除尘器的基础上再使用旋风式除尘器，这样也有助于提高整体的利用效率。从测试结果可了解到，相比于之前的设计风量，再生砂除尘系统的运行风量会降低很多，这也造成多个捕集扬尘点难以取得理想的应用效果。这时将滤筒取出进行观察可看以发现，滤筒中积聚的灰尘会对其利用效率产生很大影响。这是因为滤筒是采用纸质滤料制作而成的，而粉尘有着极强的磨琢性，从而使这种材料的滤筒很难长期承受粉尘的作用，其耐久性很差，因此市面中已经开始逐步淘汰这种纸质滤料的滤筒。

从上文可知，铸造车间在清除粉尘时可将滤筒除尘器与旋风式除尘器进行结合使用，以此实现两级除尘，通过调研实测可知，当不存在粉尘负荷时，滤筒式除尘器出入口的压差为1138 Pa，而旋风式除尘器两侧阻力为755 Pa，经实测可得出除尘器在运行过程中，其出口粉尘浓度为1015 mg/m3。根据我国相关规定，石英粉末在粉尘中的排放浓度不得超过80 mg/m3，其他物质在粉尘中的排放浓度不得超过150 mg/m3，很显然，该铸造车间在粉尘排放浓度上并不满足国家规定的要求。在本文中，主要解决的问题是更好协调能源和过滤效率之间的关系，因此对于铸造企业来说，环保设备是必须要使用的，应确保其运行效率满足国家相关标准，将关注点集中到设备节能与提高设备效能这两个方面，使设备具有更高的运行效率。

3 通风除尘设备在铸造车间中的应用结论及建议

（1）如果铸造车间采用滤筒式除尘，则在选择滤筒式除尘器时，应严格按照国家JB/T 103415 标准来执行，建议将滤筒式除尘与旋风式除尘器结合使用，以此实现两级除尘；

（2）滤筒式过滤器严禁使用纸质滤料制成的过滤筒，建议采用由合成纤维滤料制成的过滤筒，并对过滤筒进行竖装，这样既耐磨，又可避免灰尘聚积在滤筒上部难以清除的问题发生；

（3）在对通风除尘管道进行设计时，不仅要考虑通风罩的利用效率，还要采取相应的措施来削弱气流的影响，降低粉尘颗粒对管道的摩擦；

（4）在选择除尘器时应进行慎重考虑，确保选择的除尘器能够兼顾节能和效率，并严格按照国家相关标准来进行选择；

（5）在设计排风罩时，应以环境影响作为出发点，针对门口附近的排风罩，还要对穿堂风的影响进行充分考虑。

4 结语

在铸造车间中，必须要选择节能和除尘效果显著的通风除尘设备，严格遵循国家在环境保护方面的规范要求，在提高设备运行效率的同时，针对设备的环境污染问题进行综合治理，确保通风除尘设备能够在铸造车间中发挥更大的作用。