球墨鑄管防腐廢氣治理措施分析

王鑫羽，徐　昊（西北礦冶研究院環境資源研究所，甘肅白銀 730900）

球墨鑄管防腐廢氣治理措施分析

王鑫羽，徐昊
（西北礦冶研究院環境資源研究所，甘肅白銀 730900）

以國內某球墨鑄管企業生產項目為例，主要敘述各防腐工藝流程及原理，分析其防腐廢氣污染物產污環節以及污染物特征、排放方式等，提出相應的治理措施，對同行業企業防腐廢氣治理措施提供技術參考。

球墨鑄管；防腐廢氣；治理措施

0　前言

球墨鑄鐵管是以鎂或稀土鎂合金為球化劑在澆注前加入鐵液，使石墨球化，同時加入一定量的硅鐵或硅鈣合金等做孕育劑，以促進石墨析出球化。當鑄管石墨呈球狀時，對鑄鐵基體的破壞程度減輕，應力集中亦大大降低，具有較高的強度和延伸率，成品機械性得到較大改善，具有鐵的本質、鋼的性能［1］。

我國球墨鑄管作為傳統鑄鐵管、灰口鑄鐵管等鐵管的更新換代產品，其主要用于市政，工礦企業給水、輸氣、輸油等。

根據其應用途徑可見，球墨鑄管在生產過程中的防腐工序至關重要，目前國內對球墨鑄鐵管普遍采用的防腐工藝為噴鋅、環氧樹脂噴塑和瀝青噴涂，因此選用有效的環保治理措施，可大大減少防腐廢氣對大氣環境的影響程度。

以某公司“商品高爐鐵液”為原料，采用高爐—感應電爐雙聯熔煉短流程熔化工藝，采用離心澆鑄法生產球墨鑄管件，采用冷芯盒設備機械制芯工藝制芯，采用噴鋅、瀝青噴涂和環氧樹脂噴塑工序對鑄管內外進行防腐處理，年可生產30萬t球墨鑄管件。

1　防腐工藝流程及原理

鑄管內外防腐是根據客戶要求采用不同的防腐工藝搭配而定，其內防腐主要包括水泥砂漿、水泥砂漿+環氧樹脂噴塑；外防腐包括噴鋅+噴瀝青漆、噴鋅+環氧樹脂噴塑等。下面就對各防腐工藝進行簡單敘述。

1.1噴鋅

經前段工序處理后，球墨鑄管自身溫度較高，待降至200 ℃左右時，可經輥道送至噴鋅機。噴鋅機是在低壓大電流作用下，以壓縮空氣作為動力，將純度不低于99%的鋅絲加熱至熔融狀態，使其霧化后噴射到球墨鑄管管壁上，使之形成防腐鋅層。噴鋅溫度過高會使鋅涂層易發黃，溫度太低會影響噴涂效果，附著力、沉積率等指標均有所降低。因此在涂層方面要求：鋅涂層應覆蓋整個鑄管外壁，無裸露斑點及粘著不牢等缺陷，鋅涂層單位面積重量平均不小于130 g/m2，局部最小值應不小于110 g/m2，經厚度測定，不合格品返工［2］。

1.2水泥涂襯

水泥、砂和水按管件規格不同自動配置水泥砂漿，待攪拌均勻后由布料小車沿管長方向均勻分布到鑄管內腔中，由托輪驅動帶動鑄件高速旋轉，通過控制布料小車的運行速度和水泥砂漿的流量來控制布料層厚度，以滿足不同規格球墨鑄鐵管對內襯厚度的要求。離心涂襯后將鑄管一端抬起倒掉管內剩余水，并檢查內襯質量適當修補，合格品送養生爐（房）進行蒸汽養護，養護完畢后對內襯進行打磨處理，處理達到Sa2.5級［3］。

1.3環氧樹脂噴塑

噴塑，也叫靜電粉末噴涂，環氧樹脂是一類重要的熱固性塑料。環氧樹脂噴塑是利用靜電發生器使塑料粉末（環氧樹脂粉末）帶電，吸附在管件表面，然后經過固化爐180～220 ℃的烘烤，使粉末熔化黏附在金屬表面，管段保持旋轉、加熱涂層、直至不流掛。涂層質量檢驗（外觀、膜厚、電火花檢漏），對殘缺處修補至合格。

2　防腐廢氣污染物產排情況分析

2.1噴鋅廢氣

在鋅霧噴涂過程中，會有未及時附著管體表面的鋅塵散逸，項目針對其特點，將噴鋅機設置于密閉噴涂房內，在噴涂機上方加裝集塵罩，同時在噴槍側面加裝收塵罩，將不能被鑄管吸附的鋅塵收集經冷風冷卻后送至布袋除塵器處理，排放高度15 m。

2.2瀝青噴涂廢氣

瀝青噴涂廢氣包括預熱爐燃料燃燒廢氣、噴涂瀝青漆時的瀝青微粒和固化爐廢氣。預熱爐廢氣為燃燒高爐煤氣（燃料）產生的煙塵、SO2、NOX；噴涂在密閉噴涂房內進行，瀝青噴涂過程中未附著的瀝青顆粒經風機收集送至房外電捕除塵器處理；固化爐廢氣包括燃料燃燒廢氣和固化過程瀝青涂襯受熱產生的少量瀝青煙，噴涂設備采用全封閉結構，設備頂端設置通風道，瀝青從輸送至噴涂機全部在密閉管道和設備內進行，經電捕法處理后瀝青煙與預熱爐煙氣、固化爐煙氣一并經20 m排氣筒排放。

2.3環氧樹脂噴塑廢氣

環氧樹脂噴塑廢氣主要包括：噴塑過程中未附著的粉塵和烘干爐廢氣，在密閉噴粉房內進行噴塑，未附著的粉塵通過風機進入回收系統（布袋除塵器），收集到的粉末繼續用于噴塑，靜電噴涂后在烘干爐內進行間接加熱，對其進行固化處理，固化溫度180～220 ℃，會有少量非甲烷總烴；固化爐燃料為高爐煤氣，主要污染物為燃燒高爐煤氣產生的煙塵、SO2、NOX，噴塑廢氣最終處理后一并經20 m排氣筒直接排放。球墨鑄管防腐廢氣產排情況一覽表見表1。

表1　球墨鑄管防腐廢氣產排情況分析一覽表

3　防腐廢氣環保治理措施

3.1噴鋅

本項目在噴鋅槍側面設置收塵罩，降低了收集鋅霧對風機風量和風壓的要求，將未沉積鋅霧收集，在冷風扇的冷卻下凝聚為鋅粉塵，減輕了對布袋除塵器濾布耐溫的要求，提高了濾布的使用壽命，降低了布袋除塵器故障頻率。同時該收塵罩可隨鋅槍的移動而移動，通風管道為可伸縮式，可以配合收塵罩的移動（噴鋅機簡易示意圖見圖1），此種收集方式是現有噴鋅設備收塵的主要方式（如新興鑄管等），運行穩定且效果好，處理后滿足《大氣污染物綜合排放標準》（16297—1996）的標準要求，經15 m排氣筒排放。

3.2環氧樹脂噴塑

環氧樹脂噴塑在密閉噴粉房內進行，未附著鑄管壁的塑粉經風機送入回收系統及布袋除塵器（回收率99%），收集到的塑粉直接回用噴塑工序，廢氣經20 m排氣筒排放。

噴塑后需對塑料粉料進行烘烤固化，根據《環氧-聚酯粉末涂料》HG/T2597—1994和《熔融結合環氧粉末涂料的防腐蝕涂裝》GB/T18593—2001可知，聚酯環氧粉末涂料技術指標要求中揮發份含量應小于等于0.6%。故聚酯環氧粉末涂料中揮發份在烘烤固化工段完全揮發時，有機廢氣排放量較小；固化爐燃料采用凈化后的高爐煤氣，充分燃燒，污染物排放量較小。環氧樹脂噴塑廢氣可滿足《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078—1996）和《大氣污染物綜合排放標準》（16297—1996）中的限值要求，經20 m排氣筒高空排放。

圖1　噴鋅機簡易示意圖

3.3瀝青噴涂

瀝青噴涂工藝廢氣主要有鑄管預熱爐廢氣、噴涂瀝青漆時的瀝青微粒、烘干爐廢氣。環評要求瀝青漆采用速干型低污染瀝青涂料，不允許含高度致癌的苯并芘，不能使用煤焦瀝青。

瀝青工段設置于密閉房內，其生產過程中散發的有害物為瀝青煙。目前對瀝青煙的治理方法通常有燃燒法、電捕法、吸附法和吸收法，其中燃燒法要求煙氣溫度＞700 ℃；瀝青煙濃度較高，吸收法多用于汽油、柴油等有機類液體作吸收劑，凈化效率低，存在二次污染問題；吸附法采用比表面積大的多孔性物質（活性炭、焦炭粉、氧化鋁等）作吸附劑，對瀝青煙進行物料吸附，但系統阻力大更換濾料麻煩。因此結合本項目瀝青煙產生特征，借鑒采用煤氣發生爐瀝青煙電捕除塵器，該設備具有投資小、系統阻力小、凈化效率高等優點，通過各排風點的瀝青煙氣集中通過干式電捕法凈化后排放［4］。

干式電捕法廣泛用于瀝青煙的治理，去除率在95%以上。本項目使用主要成分為石油瀝青的瀝青涂料，從廠家運來后直接導入瀝青貯存罐內，使用時加熱融化進行噴涂，在噴涂過程中產生的瀝青煙經風管送至瀝青煙電捕除塵器處理。

固化溫度控制在50～70 ℃之間，根據瀝青特性，當溫度達到80 ℃左右時才會揮發出異味，會產生少量瀝青煙，吸附法處理后和固化產生的瀝青煙（苯并芘）一并經20 m排氣筒排放。瀝青噴涂廢氣可滿足《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078—1996）和《大氣污染物綜合排放標準》（16297—1996）中的限值要求，經20 m排氣筒高空排放。

4　結語

隨著近年來國家加大對各城鎮基礎設施的修建，球墨鑄管作為傳統鑄鐵管和普通鋼管的更新換代產品，被廣泛應用于城鎮供水、排水、燃氣管網。鑒于其用途廣泛，生產過程中防腐廢氣的治理措施就顯得尤為重要。通過對防腐工藝工藝流程和原理的敘述、污染物特性及產污節點的識別，針對性的提出各項污染物環保治理措施，為今后同類型的項目建設提供污染治理參考依據。

［1］ 李昂，吳密.鑄造工藝設計技術與生產質量控制實用手冊（第一冊）［M］.北京：金版電子出版公司，2003.

［2］ 張鑫，王恩清，閆玉鳳，等.幾種噴涂方式在離心鑄管生產中的應用［J］.中國鑄造裝備與技術，2004（5）：47-49.

［3］ 向陽開，羅興政.制作鑄鐵管水泥內襯的設備及工藝［J］.鑄造技術，2000（4）：21-23.

［4］ 孫炳海，仝瑞陽.炭素焙燒爐瀝青煙靜電除塵技術［J］.工業安全與環保，2005，31（9）：25-26.

The Analysis of Ductile Casting Pipe Corrosion Gas Abatement Measures

Wang XinYu， XU Hao
（Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy， Baiyin 730900，Gansu，China）

A ductile casting pipe in domestic enterprise production project as an example， mainly describe the corrosion process and principle， analyzes its anticorrosion property corrupt links and pollutant characteristics，air pollution emission， etc.， put forward the corresponding control measures. To provide technical reference for industry enterprise anti-corrosion waste gas control measures.

Ductile iron pipe；Corrosion gas；Control measures

TG28;

A；

1006－9658（2015）02-0069-03

10.3969/j.issn.1006—9658.2015.02.019

2014-10-10

稿件編號：1410-681

王鑫羽（1984—）， 女，環保助理工程師，從事環境影響評價及清潔生產工作.