Ngành Công Nghệ Đúc Và Các Chất Thải Đặc Trưng Kèm Theo

TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I KHÁI QUÁT CHUNG Thực chất Đặc điểm .4 Công dụng Sơ đồ trình đúc 5 Phân loại kỹ thuật đúc Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc 12 II ĐẶC ĐIỂM SỬ DỤNG NGUYÊN NHIÊN VẬT LIỆU, NƯỚC VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 13 1.Các loại vật liệu làm khuôn lõi .13 Hỗn hợp làm khuôn lõi 16 Vật liệu làm mẫu hộp lõi 17 Vấn đề nhiên liệu lượng công nghệ đúc kim loại 18 III CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH NẤU ĐÚC 20 1.Đặc điểm công nghệ nấu đúc 20 2.Các tác nhân gây ô nhiễm 20 Phương án giải ô nhiễm môi trường .21 3.1.Xử lý bụi thiết bị xiclon 22 3.2 Xử lý khí bụi thiết bị ẩm 22 3.3 Buồng lắng bụi 22 3.4 Lọc bụi túi vải .22 3.5 Lọc bụi kiểu sủi bọt 23 3.6 Lọc bụi tĩnh điện 23 3.7 Xử lý khí độc hại khí thải 23 Các giải pháp xử lý thực tiễn .25 KẾT LUẬN 26 NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA LỜI MỞ ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa nước ta ngành công nghiệp nặng nói chung công nghệ đúc nói riêng đóng góp vai trò quan trọng nghiệp công nghiệp hóa đất nước Hiện nhu cầu thị trường cho sản phẩm công nghệ đúc lớn Tại Việt Nam năm gần công nghệ đúc phát triển ảnh hưởng lớn đến kinh tế Nghành công nghệ đúc nghành công nghệ chế tạo sản phẩm bằng phương pháp rót vật liệu dạng chảy lỏng vào khuôn để tạo sản phẩm có hình dạng khuôn mẫu Đa phần công nghệ đúc thực với vật liệu kim loại Công nghệ đúc chia thành loại là: Đúc thông thường đúc đặc biệt Ngành công nghệ đúc có nhiều vấn đề đòi hỏi người kĩ sư tương lai phải học tập nghiên cứu để nắm bắt yêu cầu nhằm phục vụ cho học tập cũng công tác phục vụ cho đất nước sau Nhờ có môn trình sản xuất giúp cho hiểu trình sản xuất nghành công nghệ Bên cạnh đó nó cũng nêu chất thải đặc trưng nghành công nghệ đúc qua giai đoạn sản xuất để người có thể tìm phương pháp giải kịp thời chất thải nguy hại đó Dưới tiểu luận tìm hiểu thêm “NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐÚC VÀ CÁC CHẤT THẢI ĐẶC TRƯNG KÈM THEO” nhóm Trong trình tìm hiểu viết tiểu luận nhóm có thiếu sót Nhóm em mong thầy góp ý sửa chữa! NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA I KHÁI QUÁT CHUNG Thực chất Đúc phương pháp chế tạo sản phẩm cách nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng định, sau kim loại hóa rắn khuôn ta thu vật đúc có hình dáng giống lòng khuôn đúc Nếu vật phẩm đúc đưa dung gọi chi tiết đúc, vật phẩm đúc phải gia công áp lực hay cắt gọt để nâng cao tính, độ xác kích thước độ bong bề mặt gọi phôi đúc Công nghệ đúc có phương pháp sau: đúc khuôn cát, đúc khuôn kim loại, đúc áp lực, đúc li tâm, đúc khuôn mẫu chảy, đúc khuôn vỏ mỏng, đúc liên tục… phổ biến đúc khuôn cát Đặc điểm Công nghệ gia công kim loại nói chung công nghệ đúc nói riêng có ưu điểm song song với nhược điểm Để hiểu rõ công nghệ đúc ta cần hiểu đặc điểm chung công nghệ này: Ưu điểm: − Đúc gia công nhiều loại vật liệu khác nhau: thép, gang, hợp kim màu… có khối lượng vài gam đến vài trăm − Chế tạo vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp than máy công cụ vỏ động cơ… mà phương pháp khó khăn không chế tạo − Độ xác hình dáng, kích thước độ bong cao (có thể đạt cao đúc đặc biệt đúc áp lực) − Có thể đúc nhiều lớp kim loại khác vật đúc − Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, suất tương đối cao − Có khả khí hóa tự động hóa Nhược điểm: − Độ xác vật đíc theo phương pháp cổ điển hình dạng, kích thước, độ bóng thường không cao − Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu − Dễ gây khuyết tật như: thiếu hụt, rỗ khí, cháy cát… − Kiểm tra khuyết tật bên vật đúc khó khăn, đòi hỏi thiết bị đại tương đối đắt tiền Bên cạnh công nghệ lại dễ bị khuyết tật bên vật đúc (thiếu hụt, rỗ khí), nguyên nhân dẫn tới tỷ lệ phế phẩm cao NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA Công dụng Sản xuất đúc phát triển mạnh sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp khôi lượng vật đúc trung bình chếm khoảng 40-80% tổng khối lượng máy móc Trong ngành khí khối lượng vật đúc chiếm đến 90% mà giá thành chiếm 20- 25% Sơ đồ trình đúc Chế tạo mẫu Chế tạo hỗn hợp làm khuôn Chế tạo hỗn hợp làm thao Nấu chảy kim loại Làm thao (lõi) Làm khuôn Rót Sấy khuôn Sấy thao Lắp khuôn thao Dỡ khuôn lấy vật đúc Tháo thao khỏi vật đúc Làm vật đúc Kiểm tra Thao lõi có hình dạng bên khuôn đúc (Thao + Khuôn = khuôn đúc) Hỗn hợp làm khuôn thao bao gồm: • Cát (SiO2) • Đất sét (chủ yếu cao lanh mAl 2O3.nSiO2.qH2O số tạp chất khác CaCO3, Fe2O3, NaCO3) • Chất kết dính (dầu thực vật: dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu; chất hòa tan nước: đường mật mía, bột hồ; chất dính kết hóa cứng (nhựa thong, xi măng, hắc ín) nước thủy tinh (là dụng dịch silicat Na 2O.nSiO2.mH2O K2O.nSiO2.mH2O) • Chất phụ chất đưa vào để tăng tính lún, tính thông khí, tăng độ bong bề mặt, tăng khả chịu nhiệt vật liệu gồm dạng chính: o Các chất phụ trộng vào hỗn hợp mùn cưa, rơm rạ, bột than cháy nhờ nhiệt độ kim loại lỏng rót vào khuôn tạo nên khoảng trống NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA o hỗn hợp không làm tăng độ xốp, độ lún khả thoát khí Chất sơn khuôn: dung bột graphit, bột than, nước thủy tinh, bột thạch anh dung dịch chúng với đất sét, sơn lên bề mặt khuôn, than để tăng độ bong, tính chịu nhiệt Hỗn hợp chế tạo khuôn chìa làm loại: • Cát áo để phủ sát mẫu làm khuôn nên phải có độ bền, độ dẻo cao bền nhiệt (vì lớp cát tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng) thường làm vật làm vật liệu chiếm khoảng 10-15% lượng cát làm khuôn • Cát đệm dùng đề đệm cho phần khuôn lại nhằm làm tăng độ bền khuôn Tuy không yêu cầu cao cát áo phải có tính thông khí mạnh Tỷ lệ vật liệu hỗn hợp làm khuôn tùy thuộc loại vật liệu trọng lượng vật đúc nói chung cát chiếm khoảng 70-80; sét chiếm khoảng 8-20% Phân loại kỹ thuật đúc Kỹ thuật đúc phân loại theo sơ đồ sau: Kỹ thuật đúc Đúc đặc biệt Đúc khuôn cát Đúc hòm khuôn Đúc xưởng Đúc dưỡng gạt Đúc khuôn vỏ mỏng Khuôn kim loại Đúc áp lực Đúc li tâm Đúc liên tục Đúc khuôn mẫu cháy Đúc khuôn cát công nghệ đúc cổ xưa đúc thông thường thực với khuôn cát Đúc đặc biệt phương pháp khác đúc thôn thường đúc đặc biệt có khác biệt nguyên liệu công nghệ làm khuôn, cách điền đầy tạo hình đúc vật *Công nghệ đúc khuôn cát tươi NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA Có lẽ khuôn cát tươi dùng đàu tiên công nghệ khuôn cát Vật liệu để làm khuôn cát sét nước Khuôn cát tươi có đặc điểm dễ sử dụng, bề mặt vật đúc mịn cỡ hạt cát áo nhỏ Nhưng trình làm khuôn cần phải đánh động mẫu để thoát mẫu, nên sản phẩm đúc có độ dôi gia công lớn Đặc biệt dây chuyền khuôn tươi tự động hoá dây chuyền DISAMATIC Công ty khí Đông Anh – hoàn toàn tự động *Công nghệ khuôn khô Trong công nghệ khuôn khô khuôn tươi đem sấy lò sấy khoảng 5h trước rót cũng gọi loại khuôn khô Ở xin giới thiệu với bạn công nghệ khuôn cát nước thuỷ tinh đóng rắn bằng khí cácboníc Nước thuỷ tinh hay còn gọi dung dịch silicat natri trộn vào cát đem giã khuôn Sau khuôn giã xong xịt khí cácboníc để khuôn rắn lại Đó phản ứng hoá học silicat natri khí cácboníc nước (phản ứng kiềm axit) Công nghệ khuôn cát nước thuỷ tinh dễ làm, dễ sử dụng, sản phẩm có độ dôi gia công hơn, khuôn rắn ứng dụng rộng rãi hầu hết công ty đúc toàn quốc Chỉ có nhược điểm vấn đề tái sinh cát phải lưu ý *Công nghệ khuôn mẫu cháy Đây công nghệ thuộc vào hàng mới so với phương pháp truyền thống Để đúc sản phẩm, cần chế tạo sản phảm đó bằng polyesteron, sau đó cho vào khuôn đổ cát khô vào, kết hợp với việc hút chân không, khuôn cứng vững Khi rót kim loại vào khuôn, mẫu Polyesteron cháy kim loại lỏng điền đầy khuôn (Có thể dẽ dàng tham khảo thực tế nhà máy Cơ Khí Hà Nội, Viện Công Nghệ 25 Vũ Ngọc Phan) *Công nghệ khuôn cát nhựa Đây công nghệ mới với cát nhà máy sử lý bao bọc lớp nhựa Khi sản xuất đem trộn cát với axit formaldehit, khuôn cát nhựa đóng rắn nguội, khuôn cát đem nung nóng khuôn cát nhựa đóng rắn nóng *Công nghệ Furan Đây dây chuyền công nghệ mà công ty Nhật ưa chuộng cát trộn với nhựa Furan axit, khuôn đóng rắn tốt, sản phẩm có độ nhẵn bóng bề mặt vấn đè khó khăn ô nhiễm môi trường làm việc mùi nhựa Furan độc Trên số phương pháp đúc khuôn cát tương đối phổ biến Bên cạnh đó liệt kê phương pháp có tính chất đặc biệt mà nghiên cứu ứng dụng, giới thiệu với bạn viết sau: Quá trình đúc khuôn cát – sét (bằng tay): Lắp nửa hòm khuôn Tạo lớp vát áo để dễ thu hút mẫu NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA Tạo lớp cát đệm xung quanh mẫu (đây lớp hỗn hợp làm khuôn với cát có độ mịn cao để dễ in hình vật đúc) Đầm cát Gạt bỏ phần cát thừa Lật khuôn Ráp nửa khuôn còn lại Định vị hệ thống cấp kim loại lỏng (hệ thống rót, đậu ngót) thoát khí (đậu hơi) Khuôn sau thực lại bước từ – 10 Tạo rãnh mẫu 11 Rút mẫu 12 Ráp nửa khuôn 13 Rót kim loại lỏng vào khuôn 14 Tháo dỡ khuôn vật đúc *Công nghệ khuôn vỏ mỏng Đúc khuôn vỏ mỏng dạng đúc khuôn cát đặc biệt, có chiều dày thành khuôn mỏng - mm Thường chế tạo từ hỗn hợp - 6% bột thạch anh, trộn với Punvebakelit (là hỗn hợp Phenol Uetropin) Ở nhiệt độ cao (200 - 250oC, phân tử Fenol chảy ra, dính kết hạt cát với hoá cứng tạo nên độ bền cao cho khuôn vỏ mỏng Đặc điểm khuôn đúc vỏ mỏng là: - Đạt độ bóng độ xác cao; - Khuôn vỏ mỏng dạng khuôn khô, nhẵn bóng, thông khí tốt, truyền nhiệt kém, không hút nước, độ bền cao nên thu vật đúc bị rỗ, nứt dạng khuyết tật khác; - Không cần hệ thống rót lớn khuôn cát, giảm hao phí kimloại; - Khuôn truyền nhiệt nên vật đúc không bị biến trắng; - Quá trình dỡ khuôn, làm vật đúc đơn giản; - Quá trình đúc dễ khí hoá tự động hoá; - Chu trình làm khuôn dài, giá thành khuôn cao, phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn * Công nghệ đúc khuôn kim loại Đúc khuôn kim loại thực chất việc điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo kim loại Do khuôn kim loại có tính chất lý cao, khác với vật liệu làm khuôn cát nên có ưu điểm sau: − Tốc độ kết tinh hợp kim nhanh nhờ khả trao đổi nhiệt hợp kim lỏng với thành khuôn kim loại, tính vật đúc cao hơn; − Độ bóng bề mặt, độ xác lòng khuôn cao tạo nên chất lượng vật đúc tốt; − Tuổi thọ khuôn kim loại cao; − Do tiết kiệm thời gian làm khuôn, tạo suất cao, hạ giá thành sản phẩm Một số nhược điểm phương pháp đúc khuôn kim loại là: NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA − Khuôn kim loại không đúc vật đúc có hình dáng phức tạp,thành mỏng khối lượng lớn; − Khuôn kim loại tính lún khả thoát khí Điều gây khó khăn cho công nghệ đúc; − Giá thành chế tạo khuôn cao Phương pháp đúc khuôn kim loại áp dụng thích hợp sản xuất hang loạt với vật đúc đơn giản, trọng lượng vật đúc nhỏ đến trung bình, tấn/vật đúc Quy trình đúc Một quy trình đúc thực theo sơ đồ sau: Bộ phận kỹ thuật Chế tạo hỗn hợp làm khuôn Làm khuôn Chế tạo hỗn hợp làm lõi Bộ phận mộc mẫu Nấu kim loại Lãm lõi Sấy khuôn Sấy lõi Lắp ráp khuôn rót kim loại Phá khuôn lấy Phá lõi khỏi vật vậtTHUẬT đúc NHÓM LỚP KỸ MÔI TRƯỜNG K57đúc Làm vật đúc Kiểm tra chất lượng TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA Trong quy trình quan trọng bỏ qua làm khuôn Dưới hình ảnh khuôn đúc cát: NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 10 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA sản xuất, thay đổi trang thiết bị II ĐẶC ĐIỂM SỬ DỤNG NGUYÊN NHIÊN VẬT LIỆU, NƯỚC VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT Các nguyên nhiên vật liệu sử dụng cho công nghệ đúc kim loại thực tế nói đa dạng phức tạp Trên thực tế nhà chuyên đúc kim hợp kim tìm sử dụng loại nguyên vật liệu có giá thành giẻ dễ sử dụng Để hình dung rõ cách phối hợp sử dụng nguyên vật liệu xét tới công nghệ đúc điển hình phổ biến nay, công nghệ đúc kim loại khuôn cát 1.Các loại vật liệu làm khuôn lõi NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 13 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA a Cát Cát nguyên liệu cho công nghệ đúc khuôn cát số lượng giá thành giẻ, dễ tạo thành khuôn cho hình dạng vật thể cần đúc * Phân loại cát Có hai cách phân loại cát phân loại theo nơi lấy cát phân loại theo độ Cụ thể: − Theo nơi lấy cát: gồm cát núi hạt sắc cạnh, cát song hạt tròn − Theo độ cát: người ta xác định độ hạt cát theo kích thước lỗ Để hiểu rõ đa dạng ta tham khảo bảng số liệu sau: Tên cát Nhóm Số hiệu Kích thước hạt (mm ) Cát thô 063 – 063 – 04 04 ÷ Rất to 04 063 – 04 – 0315 0,315 ÷ 0,63 To 0315 04 – 0315 – 02 0,2 ÷ 0,4 Vừa 02 0315 – 02 – 016 0,16 ÷ 0,315 Nhỏ 016 02 – 016 – 01 0,1 ÷ 0,2 Rất nhỏ 01 016 – 01 – 0063 0, 063 ÷ 0,16 Mịn 0063 01 – 0063 – 005 0,05 ÷ 0,1 Bột 005 0063 – 005 –nhỏ < 0,05 Và theo thành phần đất sét ta có bảng phân loại sau: * Chọn cát: NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 14 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA - Tùy thuộc vào khối lượng vật đúc, kim loại vật đúc mà người ta chọn loại cát, thành phần độ hạt định - Để làm khuôn cát tươi đúc gang xám có khối lượng nhỏ 200 kg, ta dung cát gầy có độ hạt 01; 016; 02; 04 - Vật đúc có khối lượng từ 200-2000 kg dùng cát mỡ tăng thạch anh để tăng độ chịu nhiệt, độ hạt p16-04 - Để làm khuôn lõi đúc thép m 1,1kg/cm3 − Theo khả bền chịu nhiệu: + Nhóm 1: bền nhiệt cao + Nhóm 2: bền chịu nhiệt vừa + Nhóm 3: bền chịu nhiệt thấp c Chất kết dính chất phụ Ngoài hai nguyên liệu cho công nghệ đúc khuôn cát kể công nghệ người ta dùng thêm số chất quan trọng chất kết dính chất phụ để tăng tính bền cho khuôn lõi đúc Chất kết dính: chất đưa vào hốn hợp làm khuôn lõi để tăng tính dẻo hỗn hợp Yêu cầu: + Khi trộn vào hỗn hợp, chất kết dính phải phân bố + Không làm dính hỗn hợp vào mẫu hợp lõi để phá khuôn lõi + Khô nhanh sấy không sinh nhiều khí rót kim loại + Phải rẻ, dễ kiếm, không ảnh hưởng đến sức khỏe Những chất thường dùng làm chất kết dính: dầu, nước đường, bột hồ, chất kết dính hóa cứng, nước thủy tinh Những chất dính kết thường dùng NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 15 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA + Dầu:dầu lanh, dầu bụng, dầu trẩu… đem trộn với cát vỡ sấy t o=200~250oC, dầu bị oxy hóa vỡ tạo thành màng oxit hữu bao quanh hạt cát làm chúng dính kết với + Nước đường (mật): dựng để làm khuôn, lõi đúc thép Loại sấy bề mặt, khuôn bền bên dẻo đảm bảo độ thoát khí tính lún tốt Khi rót kim loại bị cháy, tăng tính xốp, tính lún, thoát khí dễ phá khuôn hút ẩm nên sấy xong phải dùng + Bột hồ: (nồng độ 2,5~3%) hút nước nhiều, tính chất nước đường, dùng làm khuôn tươi tốt + Các chất kết hóa cứng: nhự thông, xi măng, hắc ín, nhựa đường Khi sấy chúng cháy lỏng bao quanh hạt cát Khi khô chúng tự hóa cứng làm tăng độ bền, tính dính kết cho khuôn Thường dùng loại xi măng pha hỗn hợp khoảng 12%, độ ẩm hỗn hợp 6~8%, để không khí 24~27 có khả tự khô, loại bền + Nước thủy tinh: loại dung dịch silicat Na 2O.nSiO2.mH2O K2O.nSiO2.mH2O sấy 200~250oC, tự phân hủy thành nSiO2(m-p)H2O lỡ loại keo dính Khi thổi CO2 vào khuôn làm xong, nước thủy tinh tự phân hủy thành chất keo trên, hỗn hợp cứng lại sau 15~30 phút Các chất phụ: Là chất đưa vào hỗn hợp để khuôn lõi có số tính chất đặc biệt nâng cao tính lún, trính thông khí, làm nhẵn mặt khuôn, lõi tăng khả chịu nhiệt cho bề mặt khuôn lõi, gồm loại: + Chất phụ gia: hỗn hợp thường cho thêm mùn cưa, rơm vụn, bột than… rót kim loại lỏng vào khuôn, chất cháy để lại khuôn lỗ rỗng làm tăng tính xốp, thông khí, tính lún cho khuôn lõi, tỉ lệ khoảng 3% cho vật đúc thành mỏng 8% cho vật đúc thành dầy + Chất sơn khuôn: để mặt khuôn nhẵn bong chịu nóng tốt, người ta thường quét lên mặt lòng khuôn, lõi lớp sơn, bột than, bột gratit, bột thạch anh dung dịch chúng với đất sét Bột than gratit quét vào khuôn, rót kim loại vào cháy tạo thành CO, CO2 làm thành môi trường hoàn nguyên tốt, đồng thời tạo lớp khí ngăn cách kim loại mặt lòng khuôn Hỗn hợp làm khuôn lõi a.Hỗn hợp làm khuôn Có hai loại: - Cát áo: dùng để phủ sát mẫu chế tạo khuôn nén cần có độ bền dẻo cao, đồng thời trực tiếp tiếp xúc với kim loại lỏng nên cần có độ chịu nhiệt cao, độ hạt cần nhỏ bề mặt đúc nhẵn bong Thông thường cát áo làm vật liệu mới, chiếm khoảng NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 16 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA 10-15% tổng lượng cát khuôn - Cát đệm: dùng để đệm cho phần khuôn lại, không trực tiếp tiếp xúc với kim loại lỏng nên tính chịu nhiệu, độ bền không cao lắm, tính thông khí tốt chiếm khoảng 85-90% lượng cát Vật đúc lớn yêu cầu độ hạt hỗn hợp làm khuôn lớn để tăng tính thông khí b Hỗn hợp làm lõi Điều kiện làm việc lõi bất lợi nên hỗn hợp cần độ bền, tính lún, độ thông khí cao làm khuôn nhiều Để tăng độ bền cần giảm lượng đất sét, để tăng tính chịu nhiệu, lượng thạch anh đạt tới 100% Ít dùng hỗn hợp cũ, độ thông khí yêu cầu cao, dùng hạt cát có độ hạt 02 nhiều chất phụ Hầu hết lõi phải sấy trước lắp vào khuôn Vật liệu làm mẫu hộp lõi * Yêu cầu: - Bảo đảm độ bong, xác gia công cắt gọt - Cần bền, cứng, nhẹ, không bị co, trương, nứt, cong vênh làm việc - Chịu tác dụng cơ, hóa lý hỗn hợp làm khuôn, bị mòn, không bị rỉ ăn mòn hóa học, rẻ tiền dễ kiễm * Các loại vật liệu làm mẫu hộp lõi: Vật liệu thường dùng: gỗ, kim loại, thạch cao, xi măng, chất dẻo, chủ yếu gỗ, kim loại - Gỗ: ưu điểm rẻ tiền, nhẹ, dễ gia công, có nhược điểm độ bền, cứng kém, dễ trương nứt cong vênh nên gỗ dùng sản xuất đơn chiếc, loại nhỏ, trung bình làm mẫu lớn - Kim loại: có độ bền, cứng, độ nhẵn bóng, độ xác bề mặt cao, không bị thấm nước, bị cong vênh, thời hạn sử dụng lâu hơn, kim loại khó gia công nên sử dụng sản xuất khối hàng loạt Thường dùng: + Hợp kim nhôm: hợp kim nhôm silic hợp kim nhôm đồng Loại nhẹ, dễ gia công khí, độ bóng, xác cao, tính chống mòn hóa học cao, dùng nhiều lần nên sử dụng nhiều + Gang xám: có độ bền cao hợp kim nhôm, giá thành hạ, nặng, khó gia công khí, dễ oxi hóa + Đồng thau đồng thanh: bền, dễ gia công, bề mặt nhẵn bóng, xác không bị oxi hóa +Thạch cao: bền gỗ, nhẹ, dễ chế tạo, dễ cắt gọt, giòn, dễ vỡ, dễ thấm nước + xi măng: bền, cứng thạch cao, chịu va chạm tốt, rẻ, dễ chế tạo, NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 17 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA nặng, không hút nước, khó gọt, sửa nên làm mẫu phức tạp, mẫu lớn, mẫu làm khuôn máy Vấn đề nhiên liệu lượng công nghệ đúc kim loại Trong công nghệ đúc kim loại vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu tận dụng nguồn lượng cần phải cân nhắc kĩ lưỡng Hiện giới, nước có công nghiệp phát triển như: Nhật Bản, Mĩ, Pháp,…vấn đề lượng công nghệ đúc khắc phục tiến nhiều Hầu hết sở luyện đúc kim loại dùng công cụ phổ biến lò nấu luyện - Lò nấu luyện đa dạng, lò nấu có ảnh hưởng lớn tới suất, chất lượng kim loại vấn đề môi trường Trong ngành đúc kim loại, lò thiết bị đốt lạc hậu tiêu hao nhiều nhiên liệu, giảm suất chất lượng kim loại nấu, sinh nhiều chất thải độc hại - Đa số lò sử dụng nguyên liệu rắn (than đá, than cám), nhiên liệu lỏng Khi cháy sinh nhiều chất ô nhiễm môi trường * Hiện để nhằm mục đích nâng cao suất tận dụng nguồn lượng tối đa, tăng chất lượng sản phẩm, tăng hiệu kinh tế hạn chế mức độ ô nhiễm môi trường nên hầu hết công nghệ có sử dụng lò nấu cải tiến Lò nấu nhôm sau ví dụ điển hình cải tiến đó: NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 18 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA - Lò cải tiến xây dựng sở lò nấu nhốm hành, tận dụng phần kết cấu lò cũ Lò có tên gọi LÒ BUỒNG ĐỨNG - Lò có buồn đốt riêng để trình cháy nhiên liệu thực triệt tiêu Nhiệt độ cao lửa truyền trực tiếp cho nhôm chảy lỏng phần nồi lò - Nguyên liệu trước nấu chảy sấy nung nóng sơ khí thải thoát buồn lò, vừa tận dụng nhiệt vừa giảm cháy hao nguyên liệu - Dùng nhiên liệu dầu DO có hàm lượng lưu huỳnh thấp - Sử dụng mở đốt nhiên liệu cải tiến phù hợp để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu với hiệu suất cao - Có trang bị độ đo nhiệt độ lò để trì nhiệt độ nấu tối ưu chỉnh tốc độ nấu chảy nhôm - Sử dụng vật liệu chịu lửa cao alumin: thể xây bị ăn mòn đưa tạp chất vào nhôm lỏng - Có thể tự động hóa điều khiển nhiệt độ lò cháy nhiên liệu dễ dàng - Lò cải tiến thực thời gian ngắn tận dụng nhiều phần thiết bị cũ, sẵn có sở cũ nên giảm chi phí đầu tư NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 19 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA III CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH NẤU ĐÚC 1.Đặc điểm công nghệ nấu đúc - Khâu chuẩn bị nguyên liệu không trọng, điều làm phức tạp khâu nấu luyện, làm tiêu tốn thêm nhiều nhiên liệu để đốt cháy tạp chất lẫn nguyên liệu biến chúng thành loại khói, bụi độc hại - Sử dụng loại nhiên liệu gây ô nhiễm nhiều than, dầu F.O, củi - Công đoạn nấu chảy tinh luyện tiến hành thiết bị lò nên hiệu kỹ thuật kinh tế, đồng thời gây khó khăn cho việc xử lý ô nhiễm - Không sử dụng chất trợ dung nấu luyện sử dụng không chủng loại, thành phần số lượng; điều làm tăng lượng cháy hao có thêm nhiều kim loại nguyên liệu bị đốt cháy thành loại khí độc hại làm ô nhiễm không khí trình làm tăng tiêu hao nhiên liệu 2.Các tác nhân gây ô nhiễm Công đoạn Các chất thải - Bụi, dầu mỡ, đất cát, sét rỉ, bột oxit kim loại … Chuẩn bị phế - Khí thải đốt sơn, cao su, nhựa liệu - nước thải kiềm, axit Tác động đến môi trường Tiếng ồn, khí thải bụi tác động đến khu vực sản xuất lân cận, ảnh hưởng hệ thống hô hấp, bệnh da, gây ô nhiễm nước ngầm, hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng thính giác - Khí thải CO, SO2, NOx, bồ hóng, Gây ngạt thở, đau đầu, ù tai, dị tro bụi… ứng viêm da, tổn thương mắt, Đốt nhiên liệu - Nhiệt tiếng ồn mô tơ, quạt sang chấn giác mạc, giảm chức gió, tượng cháy nổ hô hấp, bệnh phổi trầm trọng Ăn mòn thiết bị, gây mưa axit - Hơi kim loại: chì, thiếc, kẽm, Gây ngạt thở, cay mắt, viêm Nấu chảy kim antimoan… họng, mùi khó chịu, giảm sức loại - Bụi oxit kim loại khỏe lao động, làm hư hại - Ô nhiễm nhiệt công trình - Hơi kim loại, muối hợp Tinh luyện kim chất Halogen trợ dung loại KCl, Na3AlF6, CaF2… - Nhiệt, bụi oxit kim loại Đúc sản phẩm Gây ngộ độc, ảnh hưởng đường hô hấp, mắt da, tác động xấu đến cường dộ lao động, ảnh hưởng dân cư xung quanh Ăn mòn làm hư hỏng thiết bị - Bụi, nóng, nước Ảnh hưởng đến phổi, mắt lâu - Cháy hóa chất hỗn hợp ngày gây viêm da làm khuôn, sơn khuôn Mùi khó chịu hóa chất cháy rót khuôn NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 20 TIỂU LUẬN Tháo dỡ khuôn Xử lý thu hồi GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA - Bụi SiO2, MgO, Al2O3… - Tiếng ồn thiết bị phá khuôn, làm vật đúc - Chất thải rắn, xỉ, bã kim loại - Bụi khí thải độc hại có nhiệu độ cao Gây bệnh mắt, phổi, da, Tiếng ồn làm giảm thính giác, ảnh hưởng sức khỏe người lao động Các bệnh hô hấp, da ảnh hưởng trực tiếp tới dân cư xung quanh Ô nhiễm nguồn nước ngầm, hư hại đường cống Phương án giải ô nhiễm môi trường Trong năm qua tốc độ tăng trưởng bình quân giá trị tổng sản lượng công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đạt mức 14% năm, sản xuất kim loại cao 24% năm, tồn phát triển ngành có tải lượng ô nhiễm cao, đặc biệt thải nhiều khói, bụi; việc khắc phục có tác nhân gây ô nhiễm nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cho người lao động bảo vệ môi trường chung cần thiết cho phát triển bền vững Ta tìm hiểu chi tiết biện pháp xử lý chất thải công nghệ đúc lò luyện nhôm nói Sau thực bước luyện trên, lượng khói bụi thải phát sinh nấu đúc kim loại giảm khác nhiều Tuy vậy, để đảm bảo yêu cầu cao chất lượng môi trường, khí thải lò nấu luyện kim loại cần phải xử lý biện pháp bổ sung Đặc điểm khí thải lò nấu luyện kim loại: nhiệt độ cao, bụi có độ phân tán cao, chứa kim loại khí độc hại, thiết bị xử lý khí thải phải đáp ứng yêu cầu sau: - Thiết bị phải làm việc nhiệt độ cao khối thải - Hiệu suất thu hồi bụi cao - cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt chiếm diện tích nhỏ - đầu tư chế tạo chi phí vận hành thiết bị thấp Trên cở đề xuất lựa chọn loại thiết bị xử lý khí thải sau: Khí thải phát sinh lớn lò nấu khí thải lò nấu kim loại có đặc điểm có nhiệt độ cao, bụi có độ phân tán cao, chí có chứa kim loại khí độc hại Khí thải lò nấu nên tận thu nhiệt thải Các công đoạn chuẩn bị, khuôn, hoàn thiện sản phẩm phát sinh khí thải chụp hút thường sử dụng để thu khí thải trước xử lý Trong trường hợp đặt chụp hút, cắt đậu mỏ đốt, hàn đắp để sửa chữa vật đúc, thực hút đồng thời thổi hai bên sườn hút qua khe đặt sàn xưởng NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 21 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA 3.1.Xử lý bụi thiết bị xiclon Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, trở lực thiết bị không lớn nên tốn lượng, hiệu suất lọc bụi tương đối cao, hiệu nhiệt độ khói thải cao, không gian lắp đặt nhỏ Đề xuất loại xiclon kiểu NHIO GAS ký hiệu SN-15, loại xiclon sử dụng rộng rãi công nghiệp (hình vẽ bên dưới): 3.2 Xử lý khí bụi thiết bị ẩm Đối với sở có đủ điều kiện kinh phí, nên ấp dụng phương pháp xử lý triệt để hơn, khí độc hại Thích hợp thiết bị: tháp rửa rỗng, tháp rửa có vật liệu đệm hay thiết bị sủi bọt, sử dụng nước hay dung dịch hóa học để tăng khả hấp thụ khí độc hại 3.3 Buồng lắng bụi Buồng lắng bụi có cấu tạo dạng hộp, không khí vào bên bên Nguyên tắc tách bụi buồng lắng bụi chủ yếu dựa việc thay đổi tốc độ hướng chuyển động dòng khí Hiệu suất thu hồi bụi phụ thuộc vào đường loại buồng lắng bụi loại buồng lắng bụi đơn giản đạt 50- 60% thường sử dụng buồng lắng bụi nhiều ngăn ngăn có chắn khắc phục nhược điểm buồng lắng bụi loại đơn giản nên hiệu thu hồi bụi đạt 85 – 90% 3.4 Lọc bụi túi vải NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 22 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải sử dụng phổ biến cho loại bụi mịn, khô khó tách khỏi không khí nhờ lực quán tính ly tâm Không khí thổi bên túi vải, bụi giữ lại túi, khí thoát Hiệu lọc bụi đạt 90 – 95% Lọc bụi túi vải yêu cầu rũ bụi định kỳ thông thường rũ bụi thực với khí nén Khí ẩm cần sấy khô trước lọc bụi tránh tượng bết dính bề mặt vải lọc làm tăng trở lực suất lọc Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải có suất lọc khoảng 150 – 180m 3/h 1m2 diện tích bề mặt vải lọc nồng độ bụi không khí cao 5000mg/m cần lọc sơ thiệt bị lọc khác trước đưa sang lọc túi vải 3.5 Lọc bụi kiểu sủi bọt Thiết bị lọc bụi kiểu sủi bọt lắp đặt sau tháp rửa khí để tạo thành hệ thống xử lý bụi Đối với sở đục kim loại có đủ điều kiện kinh phí nên áp dụng hệ thống thay lọc bụi cyclon Thiết bị lọc bui kiểu sủi bọt tạo màng nước làm vật liệu lọc, tăng khả hấp thụ khí thải độc hại bụi Thiết bị lọc bụi nhiều tầng bọt cho hiệu lọc bụi cao, đạt 99,7% nồng độ bụi không khí cong lại thấp, 12mg/m Tuy nhiên lọc bụi kiểu sủi bọt tốn thêm chi phí nước phát sinh ô nhiễm thứ cấp (nước thải) 3.6 Lọc bụi tĩnh điện Thiết bị lọc bụi tĩnh điện nên áp dụng doanh nghiệp đúc công nghiệp, sản lượng lớn Thiết bị lọc tĩnh điện sử dụng lực hút hạt nhỏ nạp điện âm Các hạt bụi bên thiết bị lọc hút kết lai thành khối có kích thước lớn thu góp Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện hiệu loại bụ kích cỡ từ 0,5 đến 8µm Khi hạt bụi có kích cỡ khoảng 10µm lớn hệu giảm Cần lưu ý ấn đề an toàn điện sử dụng cao nguy hiểm đến tính mạng người 3.7 Xử lý khí độc hại khí thải Xử lý khí độc hại thực cách hấp thụ, hấp phụ biến đổi hóa học Việc xử lý khí độc hại khí thải ngành đúc thường sử dụng phương pháp hấp thụ hấp phụ − Hấp thụ: Thiết bị hấp thụ có chức tạo bề mặt tiếp xúc lớn tốt hai pha khí lỏng Có nhiều kiểu khác thiết bị hấp thụ, phân chia thành bốn loại sau: + Buồng phun, tháp phun: chất lỏng đƣợc phun thành giọt nhỏ thể tích rỗng thiết bị cho dòng khí qua +Thiết bị sục khí: khí phân tán dạng bong bóng qua lớp chất NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 23 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA lỏng Quá trình phân tán khí thực cách cho khí ddi qua xốp, đục lỗ cách khuấy học + Thiết bị hấp thụ kiểu sủi bọt: khí qua đục lỗ bên có chứa lớp nước mỏng + Thiết bị hấp thụ có lớp đệm vật liệu rỗng: chất lỏng tưới lớp đệm rỗng chảy xuống tạo bề mặt ướt lớp đệm để dòng khí tiếp xúc qua Nước loại chất hấp thụ sẵn có, rẻ tiền thuận thiện Tuy nhiên, nước hấp thụ số loại khí độc hại, mức độ hấp thụ vật lý nước hạn chế Do nhiều trường hợp ta phải sử dụng loại dung dịch hóa chất khác như: dung dịch Na2CO3, NaOH, Ca(OH)2,CaCO3,… − Hấp phụ: Trong thiết bị hấp phụ, vật liệu hấp phụ đổ thành lớp có bề dầy định cho dòng khí cần xử lý qua Hệ thống hấp phụ hoạt động đợt liên tục, có hoàn nguyên không hoàn nguyên Vật liệu hấp phụ chia thành nhóm chính: + Vật liệu cực: hấp phụ vật lý + Vật liệu có cực: hấp phụ hóa học không làm thay đổi cấu trúc phân tử khí + Vật liệu mà bề mặt chúng xảy trình hấp phụ hóa học trình làm thay đổi cấu trúc phân tử khí Vật liệu phổ biến thuộc nhóm than hoạt tính Ngoài ra, số vật liệu hấp phụ khác silicagel, alumogel… 3.8 Xử lý nước thải Nước sử dụng để mát thiết bị công nghệ công đoạn nấu luyện, hoàn thiện số trường hợp đúc Nước thường tuần hoàn tái sử dụng doanh nghiệp đúc kim loại Việc xử lý nước tuần hoàn ngành đục kim loại yêu cầu đặc biệt, cần sử dụng bể lắng để loại rác, cặn; trừ trương hợp làm nguội khí thải phương pháp ướt, nước thải cần xử lý riêng biệt sử dụng dàn mưa để nước làm mát nhanh chóng đạt nhiệt độ gần nhiệt độ môi trường, không mang theo rác, cặn 3.9 Xử lý chất thải rắn Chất thải rắn phát sinh nhà máy đúc gồm: tạp chất phi kim loại lẫn nguyên liệu, bụi lò, xỉ từ lò nấu kim loại; vật liệu đầm lò thải bỏ; hỗn hợp khuôn cát thải… Bụi xỉ lò có kim loại nặng hóa chất nguy hại cân phân tích trước phân loại có biện pháp xử lý phù hợp chất thải rắn không thu hồi để tái sử dụng cần thuê đơn vị chuyên trách có chức xử lý tập trung 3.10 Thực sản xuất NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 24 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA Chất thải nguyên nhiên liệu đầu vào không đặt chỗ Việc thực đánh giá SXSH tuân theo nguyên tắc nguyên nhiên liệu vào quy trình sản xuất, không nằm lại sản phẩm bị thải môi trường, dạng dạng khác Việc triển khai đánh giá SXSH cách hỗ trợ doanh nghiệp tìm đường dạng chuyển đổi loại nguyên liệu để tìm phương pháp giảm thiểu lượng sử dụng cách hữu hiệu nhất, đồng thời tăng suất, chất lượng sản phẩm tiết kiệm chi phí xử lý môi trường Các giải pháp xử lý thực tiễn Trên thực tiễn công ty có phương án giải vấn đề môi trường khác * Công ty Cadivi Sử dụng hệ thống lò nấu nhôm suất liên tục tấn/giờ, cung cấp nhôm lỏng có nhiệt độ xác cho dây chuyền đúc Cải tạo lại nhiên liệu khí hóa lỏng, giảm tới mức tối thiểu ô nhiễm môi trường * Công ty Nhôm Kim Hằng Sử dụng lò ủ nhôm suất 1.500kg/ mẻ Năm 1996 thay lò đốt củi lò đốt nhiên liệu dầu D.O với trình đốt điều chỉnh nhiệt độ lò hoàn toàn tự động Sau cải tạo giảm chi phí nhiên liệu 50%, chất lượng nhôm ủ cao đồng đều, đồng thời giảm tới mức tối thiểu mức độ phát sinh ô nhiễm NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 25 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA KẾT LUẬN Trong đề tài “NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐÚC VÀ CÁC CHẤT THẢI ĐẶC TRƯNG KÈM THEO NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG TRONG CÔNG NGHỆ ĐÚC” chúng em tập trung tìm hiểu rõ công nghệ đúc cách khái quát công nghệ đúc đồng thời cụ thể trình đúc, nguyên phụ liệu sử dụng… Đặc biệt liên quan tới vấn đề môi trường phương hướng giải hạn chế tối đa ảnh hưởng tới môi trường sử dụng công nghệ sản xuất Công nghệ đúc có vai trò quan trọng nghành công nghiệp sản xuất nói chung Tuy nhiên công nghệ sản xuất khác, có nhiều tác động tới môi trường Vấn đề phát triển công nghiệp, kinh tế bảo vệ môi trường vấn đề cần quan tâm nhiều góc độ Những phương pháp xử lý đề cập tới có vai trò thực tiễn lớn ngành sản xuất công nghiệp, cần quan kinh tế quan nhà nước xem xét áp dụng phù hợp NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 26 TIỂU LUẬN GVHD: ThS ĐINH BÁCH KHOA TÀI LIỆU THAM KHẢO • Giáo trình công nghệ đúc – Trường đại học Bách Khoa Hà Nội 2006 (tailieu.vn); • Nguyễn Hữu Dũng: Các phương pháp đúc đặc biệt, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006; NHÓM LỚP KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG K57 27