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新环保形势下,消失模浇注废气的治理

时间:2022-06-27 15:53:35 作者:泊头亚晟 点击:303次
消失模是一项新的铸造工艺,利用聚苯乙烯遇高温气化消失的特性生产铸件,简化了铸造流程、提高了效率,被认为是清洁绿色的工艺,但该过程的废气问题一直重视不够,消失模废气产生严重的挥发性有机化合物污染,其治理尚存一定困难,该工艺的环境影响和经济优势值得重新思考。 铸造是指将熔融态的金属(或合金)浇注于特定型腔的铸型中凝固成形的金属材料成形方法,在我国拥有数千年历史,传统工艺先有模样,再以砂造型,撤出模样合...

消失模是一项新的铸造工艺,利用聚苯乙烯遇高温气化消失的特性生产铸件,简化了铸造流程、提高了效率,被认为是清洁绿色的工艺,但该过程的废气问题一直重视不够,消失模废气产生严重的挥发性有机化合物污染,其治理尚存一定困难,该工艺的环境影响和经济优势值得重新思考。

  铸造是指将熔融态的金属(或合金)浇注于特定型腔的铸型中凝固成形的金属材料成形方法,在我国拥有数千年历史,传统工艺先有模样,再以砂造型,撤出模样合型后获得待浇注的空腔。砂型(及型芯)的设计制作及与之有关的砂性能调整是传统砂型铸造的主要技术难点之一。新兴工艺“消失模铸造”颠覆了这一传统。消失模工艺使用的模样是聚苯乙烯等常温为固态、高温为气态的材料,造型时作为模样占据体积,在高温金属液体进入后成为气态自动“消失”,故命名为“消失模铸造”。3 83.jpg

  消失模铸造工艺优势在于不需要制作和储存木质模具,不需要设计复杂的砂型,只需要将模具整体埋入砂箱(预留浇道)即可直接浇铸,节省了大量前期工作,泊头亚晟也为铸造行业打开了生产更高精度、更复杂形状产品的可能性。同时,该工艺可实现无粘结剂干砂负压浇注,减轻了清理、砂处理等工部的工作,整体劳动量可减少30%50%,生产现场更为整洁、扬尘更少,投资回收期短,被认为是易于实现清洁生产的先进技术和“绿色铸造”工艺

  消失模工艺使用的可“消失”的模具为高分子有机聚合物。有机物在富氧条件下充分燃烧生成二氧化碳和水;但铸造生产浇注过程中白模与金属液接触,是一个高温缺氧的复杂过程,可能发生有机物的分解、氧化、还原等多种反应;当型砂中添加有机粘结剂时反应产物将更加复杂。固态白模受热气化,体积可能成百上千倍增长,导致大量的VOCs污染。

  消失模废气中除了大量以苯系物为首的VOCs外,还含有大量单质碳和未热解的细小EPS颗粒,通常表征为有刺激性气味的黑烟。VOCs的处理思路有两类,其一是将VOCs物质破坏、彻底氧化为二氧化碳和水,如催化氧化、燃烧(或蓄热燃烧、催化燃烧、吸附-脱附燃烧等)、等离子等;其二是将VOCs自废气中分离,如使用活性炭或有机溶剂吸收等。234.jpg破坏法通常能耗高、设备复杂且造价高,但处理彻底;分离法可使用低能耗、简易设备实现,但用于吸收VOCs的活性炭或吸收液必需定期更换,需要持续的耗材投入,且用后的耗材形成二次污染,必须作为危险固体废物处理。

  工业生产活动对环境的影响,主要包括污染及废弃物产生和排放、资源消耗、能源消耗和生态破坏等。机床灰铁铸件消失模铸造生产过程以金属、砂、EPS为主要原料,生产的产品为铸件,“副产品”为污染和废弃物排放。其中,铸造用砂可实现循环使用;金属原料除少量直接来源于矿产外,多数为来自社会循环的废弃金属制品。传统砂型铸造是借助可重复利用的硅砂改变金属材料形状和性质的过程,没有重大自然资源消耗,具有一定的循环经济属性,且部分参与了社会循环的静脉产业。消失模工艺的使用能够减少部分颗粒物污染,但新增了大量的VOCs污染,同时新增了EPS资源的持续消耗,与传统砂型铸造相比整体具有更高的环境负荷。