Розділ 6. Обладнання для очищення повітря і виводу пило-газовиділення в ливарних цехах

Тема 6.1. Характеристика і властивості пило-газовиділення

1. Проектування вентиляційних систем

При проектуванні приділяється велика увага створенню нормальних санітарно-гігієнічних умов праці. При будівництві ливарних цехів 30-40% усіх капітальних витрат йде на установки і пристрої, що забезпечують нормальні умови праці. До них відносяться приточно-витяжні агрегати, установки для кондиціонування повітря, спорудження для очищення шламових вод, штучне висвітлення ртутними і люмінесцентними лампами і т.д.

Експлуатаційні витрати на обслуговування вентиляційних установок сучасного цеху також великі. Наприклад, у чавунно-ливарному цеху середньої потужності постійно викидається з цеху відсмоктуючією вентиляцією, приблизно 30 млн. м³/год відпрацьованого повітря і така ж кількість повітря подається у цех кондіціонуючими установками. Потрібна кількість електроенергії усіх вентиляційних систем у ливарному цеху середньої потужності складає понад 26 МВт. Температура повітря в цеху узимку повинна бути близько +16^оС (при зовнішньої –30^о С ) і влітку близько +28^оС (при зовнішньої +24^оС).

Сучасні ливарні цехи складаються з двох поверхів. На другому поверсі, як правило, розміщається основне технологічне обладнання – плавильні агрегати, ливарні автоматичні лінії, індивідуальні (для кожної лінії) сумішоприготувальні установки, стрижневі машини. На першому поверсі розташована вибивка виливків, переробка і транспортування відпрацьованих формувальних сумішей і просипей від формувальних машин. Висота першого поверху звичайно 7-8 м, а другого – 10-11 м.

Таким чином, найбільша кількість пилу зосереджена на першому поверсі, де найменше число працюючих.

Усі пилоутворюючі місця ретельно вкривають кожухами і відсмоктуючими зонтами. Зонти, розташовані на другому поверсі, мають нижній або бічний відсмоктуючий трубопровід, що опускається на перший поверх. По нижньому поверсі уздовж колон цеху прокладають магістральні вентиляційні колектори великого перетину з численними відводами до захисних кожухів. Могутні вентилятори 2 усмоктують запилене повітря, яке, пройшовши через мокрі пилоочисні установки, надходить у вихлопні труби висотою 40-45 м, установлені, як правило, у центральній частині будинку цеху (мал.22.1 Л4).

Приплив повітря здійснюється кондиціонерами 1, що подають у робочу зону цеху влітку очищене, зволожене й охолоджене повітря, а узимку тепле. Кондиціонери 1 установлюють як з боків будинку, так і на даху, що дозволяє найкоротшим шляхом подати повітря до робочих місць. Ступінь вентиляції будинків оцінюють кратністю обміну повітря. Під кратністю обміну розуміють відношення кількості повітря, поданого вентиляційною установкою в 1 годину у дане приміщення, до його об’єму.

Кратність обміну повітря непостійна для різних зон цеху. Так, у нижній частині другого поверху висотою 2-2,5 м (зона А), де найбільше число працюючих, кратність повітрообміну 20-30, а в зоні Б, де майже немає працюючих, 2-5. Така вентиляція цеху забезпечується з найменшими витратами.

2. Джерела пило - і газовиділення у ливарних цехах

Обезпилювання ливарних цехів – надзвичайно складна науково-технічна проблема, обумовлена особливостями виробничих процесів і фізико-хімічною характеристикою пилу. Для багатьох ливарних процесів неминуче виділення у великих кількостях пилу і газів.

Попередження утворення пилу в ливарних цехах утрудняється також її специфічними особливостями, до яких відносяться: велика абразивність часток; наявність дрібнодисперсних фракцій (потрібно багатоступінчасте очищення); висока температура газів, яки викидаються, і погане змочування пилу. У зв'язку з цим необхідна висока надійність пиловловлюючих пристроїв.

Крім засобів пиловловлення необхідно удосконалювати як сам технологічний процес, так і окремі агрегати, щоб не допускати надходження пилу в навколишнє середовище, вести вишукування по застосуванню нових технологічних матеріалів, переробка яких не супроводжувалася б значним пило - і газовиділенням.

До основних процесів ливарного виробництва, яки виділяють найбільшу кількість газів і пилу, відносяться: плавка у вагранці, дугових і індукційних печах, заливання металу, вибивання виливків, підготовка вихідних формувальних матеріалів, особливо відпрацьованих сумішей і очищення виливків. Інтенсивність пило - і газовиділення залежить від продуктивності і конструкції агрегату, режиму роботи, технологічного процесу і т.д.

Ті самі агрегати можуть виділяти різну кількість пилу і газів у залежності від періоду робочого процесу. Наприклад, при плавці металу в електропечі найбільше пило - і газовиділення буде в період продувки металу киснем. Інтенсивність пиловиділення електропіччю залежить також від складу шихти і ступеня її забруднення. Для вибору методів очищення промислових викидів необхідно знати фізико-хімічні властивості пилу і газів.

Пил, виділюваний плавильними агрегатами, складається з часток матеріалів, використовуваних у процесі плавки чавуна і стали, до яких відносяться оксиди металів, коксова пил, пил флюсів і добавок. Отже, виділюваний пил полідисперсний, тому що складається з часток різних розмірів і щільності.

Пил, виділюваний при переробці відпрацьованих формувальних сумішей, в основному складається з оксидів кремнію SiО₂ і рідше SiО.

Майже 60% пилу в газах, що відходять від електропечей, складається з часток розміром менш 6 мкм; вона надзвичайно важко уловлюється фільтрами. Дрібнодисперсний кремнеземистий пил шкідливий для здоров'я, тому що в дихальних органах людини він не розчиняється і погано віддаляється, що викликає важке захворювання - силікоз. При вдиханні металевих з'єднань, таких, як оксиди заліза і марганцю, у людини виникають захворювання слизуватої оболонки верхніх дихальних шляхів.

При плавці і заливанні металу у форми виділяється значна кількість оксидів вуглецю, що, як відомо, надзвичайно шкідливо для людини.

Гранично припустимі норми (мг/м³) концентрації шкідливих речовин, що містяться в повітрі виробничих приміщень ливарного цеху, відповідно до санітарних норм:

Оксид вуглецю.............................................................… 20

Аміак............................................................…................. 20

Фенол.............................................................................… 5

Формальдегід.................................................................... 0,5

Анілін.............................................................…................. 0,1

Фурфурал............................................................................ 10