覆膜砂鑄造有機(jī)廢氣處理、塑性加工及管坯制作：工藝解析與環(huán)保協(xié)同

 

 

 

在現(xiàn)代制造業(yè)中，覆膜砂鑄造有機(jī)廢氣處理工藝因其******的***勢(shì)被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航空航天等***域。然而，伴隨其高效生產(chǎn)而來(lái)的有機(jī)廢氣排放問(wèn)題，對(duì)環(huán)境造成了不小的壓力。同時(shí)，為了滿足***定工業(yè)需求，塑性加工與管坯制作成為關(guān)鍵后續(xù)工序。本文旨在深入探討覆膜砂鑄造過(guò)程中的有機(jī)廢氣處理策略，并闡述塑性加工及管坯制作的工藝流程、技術(shù)要點(diǎn)及其與廢氣處理的協(xié)同關(guān)系，以期為行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展提供參考。

 

 一、覆膜砂鑄造工藝概述

 

覆膜砂鑄造是一種利用覆膜砂作為型砂的鑄造方法，具有成型精度高、表面質(zhì)量***、潰散性易于控制等***點(diǎn)。覆膜砂由原砂、粘結(jié)劑（如酚醛樹(shù)脂）、固化劑和添加劑組成，經(jīng)過(guò)加熱固化后形成堅(jiān)硬的鑄型，用于生產(chǎn)復(fù)雜形狀的鑄件。然而，在鑄造過(guò)程中，由于高溫加熱和化學(xué)粘結(jié)劑的分解，會(huì)產(chǎn)生***量含有有機(jī)物的廢氣，主要包括苯系物、醛類、酮類等揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs），這些廢氣若未經(jīng)有效處理直接排放，將對(duì)***氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

 

 二、覆膜砂鑄造有機(jī)廢氣處理

 

 1. 廢氣來(lái)源分析

 

覆膜砂鑄造產(chǎn)生的有機(jī)廢氣主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：

 

 熱分解：在高溫下，覆膜砂中的粘結(jié)劑（如酚醛樹(shù)脂）會(huì)發(fā)生熱分解，釋放出小分子有機(jī)物。

 揮發(fā)：鑄造過(guò)程中，未完全反應(yīng)的粘結(jié)劑成分會(huì)以蒸汽形式揮發(fā)到空氣中。

 燃燒不完全：如果鑄造過(guò)程中燃料燃燒不充分，也會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、碳?xì)浠衔锏扔泻怏w。

 

 2. 廢氣處理技術(shù)

 

針對(duì)覆膜砂鑄造產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，常見(jiàn)的處理方法包括物理法、化學(xué)法和生物法等。

 

 （1）物理法

 

 吸附法：利用活性炭、分子篩等吸附材料，通過(guò)物理吸附作用去除廢氣中的有機(jī)物。該方法簡(jiǎn)單易行，但吸附飽和后需定期更換或再生吸附材料，運(yùn)行成本較高。

 冷凝法：通過(guò)降低廢氣溫度，使其中的有機(jī)物凝結(jié)成液體回收。適用于高濃度、高沸點(diǎn)的有機(jī)廢氣處理，但能耗較***，且對(duì)低濃度廢氣處理效果有限。

 

 （2）化學(xué)法

 

 催化燃燒法：在催化劑作用下，使廢氣中的有機(jī)物在較低溫度下發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。該方法處理效率高，但催化劑成本高，且需定期維護(hù)和更換。

 吸收法：利用吸收液（如水、堿液等）與廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到凈化目的。適用于處理水溶性較***的有機(jī)物，但可能產(chǎn)生二次污染。

 

 （3）生物法

 

 生物濾池法：利用微生物的代謝作用，將廢氣中的有機(jī)物降解為無(wú)害物質(zhì)。該方法運(yùn)行成本低，無(wú)二次污染，但處理效率受廢氣成分、濃度和溫度等因素影響較***。

 生物滴濾塔法：結(jié)合了生物濾池和滴濾塔的***點(diǎn)，通過(guò)噴淋營(yíng)養(yǎng)液保持微生物活性，提高處理效率。適用于處理含塵量較低的有機(jī)廢氣。

 

 3. 廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

為了有效處理覆膜砂鑄造產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，通常需要設(shè)計(jì)一套完整的廢氣處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)包括廢氣收集、預(yù)處理、凈化處理和排放監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)。

 

 廢氣收集：通過(guò)集氣罩、風(fēng)管等裝置，將鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣有效收集起來(lái)，防止其無(wú)組織逸散。

 預(yù)處理：對(duì)收集到的廢氣進(jìn)行除塵、除濕、降溫等預(yù)處理，以提高后續(xù)凈化處理的效率和穩(wěn)定性。

 凈化處理：根據(jù)廢氣的成分和濃度，選擇合適的凈化處理方法（如催化燃燒、生物濾池等），將廢氣中的有機(jī)物去除或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。

 排放監(jiān)測(cè)：在廢氣排放口安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢氣的排放濃度和排放量，確保達(dá)標(biāo)排放。

 

 三、塑性加工工藝與技術(shù)要點(diǎn)

 

塑性加工是利用外力使金屬材料發(fā)生塑性變形，以獲得所需形狀、尺寸和性能的加工方法。在覆膜砂鑄造后，許多鑄件需要通過(guò)塑性加工進(jìn)一步改善其機(jī)械性能或滿足***定的使用要求。常見(jiàn)的塑性加工方法包括鍛造、軋制、擠壓、拉拔等。

 

 1. 鍛造

 

鍛造是通過(guò)施加沖擊力或壓力，使金屬坯料在砧塊或模具中發(fā)生塑性變形，以獲得所需形狀和尺寸的鍛件。鍛造能夠細(xì)化晶粒、提高力學(xué)性能，并消除鑄造缺陷。在覆膜砂鑄造后，對(duì)鑄件進(jìn)行鍛造處理，可以顯著提升其綜合性能。

 

 2. 軋制

 

軋制是將金屬坯料通過(guò)一對(duì)旋轉(zhuǎn)的軋輥進(jìn)行壓制，使其發(fā)生塑性變形并獲得所需的截面形狀和尺寸。軋制工藝具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品精度高等***點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于板材、型材等的生產(chǎn)。對(duì)于覆膜砂鑄造的管坯，軋制可以進(jìn)一步改善其壁厚均勻性和表面質(zhì)量。

 

 3. 擠壓

 

擠壓是將金屬坯料放入擠壓筒內(nèi)，通過(guò)擠壓桿施加壓力，使金屬?gòu)哪？字袛D出而獲得所需形狀和尺寸的制品。擠壓工藝能夠生產(chǎn)出復(fù)雜斷面形狀的型材和管材，且產(chǎn)品組織致密、力學(xué)性能***。在覆膜砂鑄造管坯的后續(xù)加工中，擠壓工藝常用于生產(chǎn)薄壁管材或異形管材。

 

 4. 拉拔

 

拉拔是將金屬坯料通過(guò)拉拔模具進(jìn)行拉伸，使其直徑減小、長(zhǎng)度增加并獲得所需形狀和尺寸的制品。拉拔工藝能夠提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)改善其表面光潔度。對(duì)于覆膜砂鑄造的線材或棒材，拉拔是常用的后續(xù)加工方法。

 

 5. 技術(shù)要點(diǎn)

 

 溫度控制：塑性加工過(guò)程中，溫度的控制至關(guān)重要。過(guò)高的溫度可能導(dǎo)致金屬過(guò)熱、過(guò)燒甚至熔化；過(guò)低的溫度則可能使金屬變形困難、模具磨損加劇。因此，應(yīng)根據(jù)金屬材料的種類和加工要求，合理選擇加熱溫度和保溫時(shí)間。

 變形程度：塑性加工的變形程度直接影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。過(guò)***的變形程度可能導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生裂紋、疏松等缺陷；過(guò)小的變形程度則可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)化效果。因此，應(yīng)根據(jù)金屬材料的塑性和加工要求，合理控制變形程度。

 模具設(shè)計(jì)：模具是塑性加工的關(guān)鍵工具，其設(shè)計(jì)合理性直接影響產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。因此，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的形狀、尺寸和加工要求，設(shè)計(jì)合適的模具結(jié)構(gòu)、尺寸和材料。同時(shí)，還需考慮模具的耐磨性、紅硬性和脫模性等因素。

 

 四、管坯制作工藝與流程

 

管坯是制造管材的基礎(chǔ)材料，其質(zhì)量直接影響***終管材的性能和使用壽命。覆膜砂鑄造管坯制作工藝主要包括原材料準(zhǔn)備、造型、熔煉、澆注、冷卻和清理等步驟。

 

 1. 原材料準(zhǔn)備

 

原材料的選擇對(duì)管坯的質(zhì)量至關(guān)重要。應(yīng)根據(jù)管材的使用要求和工藝條件，選擇合適的金屬材料（如鋼、鐵、銅、鋁等）和輔助材料（如覆膜砂、粘結(jié)劑等）。同時(shí)，還需對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和篩選，確保其化學(xué)成分、純度和粒度等符合要求。

 

 2. 造型

 

造型是管坯制作的關(guān)鍵步驟之一。采用覆膜砂鑄造工藝時(shí)，應(yīng)先制作出與管坯形狀相符的鑄型。鑄型的制作應(yīng)***控制其尺寸、形狀和表面粗糙度等參數(shù)，以確保管坯的精度和質(zhì)量。同時(shí)，還需在鑄型中設(shè)置合理的冒口和排氣系統(tǒng)，以便澆注時(shí)排除氣體和雜質(zhì)。

 

 3. 熔煉與澆注

 

熔煉是將原材料加熱至熔點(diǎn)以上，使其成為液態(tài)金屬的過(guò)程。在熔煉過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制熔煉溫度、時(shí)間和氣氛等參數(shù)，以確保金屬液的化學(xué)成分、純凈度和溫度均勻性。澆注是將熔煉***的金屬液倒入鑄型中的過(guò)程。澆注時(shí)應(yīng)控制澆注速度、溫度和方向等參數(shù)，以避免產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔等缺陷。

 

 4. 冷卻與清理

 

澆注完成后，管坯應(yīng)在鑄型中自然冷卻至室溫。冷卻過(guò)程中應(yīng)避免急冷急熱現(xiàn)象的發(fā)生，以防止管坯產(chǎn)生裂紋或變形。冷卻后的管坯需進(jìn)行清理工作，包括去除冒口、飛邊、毛刺等多余部分以及進(jìn)行表面處理（如噴砂、拋光等）。清理后的管坯應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收工作，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和客戶要求。

 

 五、覆膜砂鑄造、塑性加工與管坯制作的環(huán)境協(xié)同

 

在覆膜砂鑄造、塑性加工及管坯制作過(guò)程中，環(huán)境因素是不可忽視的重要方面。為了實(shí)現(xiàn)綠色制造和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)采取以下措施加強(qiáng)環(huán)境協(xié)同：

 

 1. 節(jié)能減排

 

 ***化工藝參數(shù)：通過(guò)***化覆膜砂鑄造、塑性加工及管坯制作的工藝參數(shù)（如溫度、壓力、時(shí)間等），降低能源消耗和減少?gòu)U棄物產(chǎn)生。

 采用節(jié)能設(shè)備：選用高效節(jié)能的熔煉爐、加熱爐、軋機(jī)等設(shè)備，提高能源利用效率并減少碳排放。

 余熱回收利用：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用，如用于預(yù)熱原材料、加熱生活用水等，以減少能源浪費(fèi)。

 

 2. 廢氣治理與循環(huán)利用

 

 加強(qiáng)廢氣治理：采用先進(jìn)的廢氣處理技術(shù)和設(shè)備（如催化燃燒裝置、生物濾池等），對(duì)覆膜砂鑄造產(chǎn)生的有機(jī)廢氣進(jìn)行高效處理并達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)，定期對(duì)廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修，確保其穩(wěn)定運(yùn)行和處理效果。

 推動(dòng)循環(huán)利用：探索廢氣中有價(jià)值成分的回收利用途徑（如將部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為燃料或化工原料等），實(shí)現(xiàn)資源的***化利用和減少環(huán)境污染。

 

 3. 噪聲控制與固廢管理

 

 噪聲控制：在塑性加工和管坯制作過(guò)程中，采取隔音、消音等措施降低噪聲污染。同時(shí)，合理安排作業(yè)時(shí)間并避免夜間高噪聲作業(yè)以減少對(duì)周圍居民的影響。

 固廢管理：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物（如冒口、飛邊、毛刺等）進(jìn)行分類收集和處理。可回收利用的廢棄物應(yīng)進(jìn)行回收處理；不可回收利用的廢棄物應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行安全處置以防止環(huán)境污染。

 

 六、結(jié)論與展望

 

覆膜砂鑄造作為一種重要的鑄造工藝，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。然而，其伴隨的有機(jī)廢氣排放問(wèn)題對(duì)環(huán)境造成了一定影響。通過(guò)采用先進(jìn)的廢氣處理技術(shù)和設(shè)備以及***化工藝參數(shù)等措施可以有效解決這一問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。同時(shí)，塑性加工及管坯制作作為覆膜砂鑄造的重要后續(xù)工序也需要關(guān)注環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約方面的問(wèn)題。未來(lái)隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的提高以及***家對(duì)綠色制造和可持續(xù)發(fā)展的重視和支持力度不斷加***相信覆膜砂鑄造行業(yè)將會(huì)迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景并為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面綠色轉(zhuǎn)型做出積極貢獻(xiàn)。