材料成形装备及自动化C9E.ppt

1、材料成形装置和自动化equipmentandautomationofmaterialsprocess，凌宏江副教授华中科技大学材料学院，材料成形和控制工程专业核心课程材料学院材料成形装置和自动化教学方案，2009-2010学年第二学期EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，2， 目录第一章绪论(2学时)第二章金属液态成形装置及自动化(10学时)第三章金属塑性成形装置及自动化(8学时)第四章金属连接成形装置及自动化(10学时)第五章高分子材料成形设备及自动化(2学时)第六章快速成形装置及控制(8学时)第七章其控制(2学时) 第9章材料加工中的环境保护装置(2学时)总结复习(2学时)，E

2、AMP材料加工中的环境保护装置华中科技大学材料学院，第3，第9章材料加工中的环境保护装置9.1环境保护的意义和国家的环境保护法9.2除尘装置9.3噪音和振动控制9.4排气净化装置9.5污水处理设备9.6旧砂再生再利用设备， EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，4，9.1环保意义和国家环保法，材料加工成形生产流程复杂，控制高温、高粉尘、高噪声生产车间的灰尘、噪声等，处理或回收产生的废砂、废水、废气是现代材料加工工业生产的主要任务之一、EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，5，5，9.1.1可持续发展和绿色制造，可持续发展被定义为“满足现代人的需求，不损害后代满足其需求能

3、力的发展”。 可持续制造业(即绿色制造)应该是最有效利用资源，最大限度地减少废弃物和排放污染，以更加清洁的工艺制造绿色产品的产业。 美国在展望2010年制造业的前景时，确定应该把“精密成形技术”发展为“无废弃物成形加工技术”。 所谓“无废弃物加工”的下一代制造技术，是指加工中不产生废弃物，或者产生的废弃物可以将整个制造过程作为原料利用。 绿色制造是长期努力的方向现实目标是防止污染、减少废弃物、再利用、再生再利用。EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，6、以铸造工业生产为例，2008年铸件总产量： 3200万吨，产量超过美国居世界第一。 铸造业的特点：能耗大，资源消耗大，污染重，工作

4、环境差。 发达国家向发展中国家转移发达国家为了逃避本国的环境问题，采取了“转移工业”的措施。 转移工业“非清洁工业”主要指“传统产业”和劳动密集型、技术含量低的产业。 “传统产业”主要指石油化工、钢铁及其他金属冶炼、机械工业、造纸等产业，这些产业是高消费和高污染的产业。 例如，日本的“非清洁工业”的2/3到4/5转移到了东南部和拉丁美洲。 危害美国生态的工业部门海外投资的39%在发展中国家前联邦德国化工投资的27%在发展中国家。 EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，7，铸造：每生产铸件1吨约消耗1吨新砂，同时废弃约1吨旧砂。 目前，我国每年生产铸件约3000万吨，年排放的旧砂量约

5、为3000万吨热处理：每年约5000吨淬火油经蒸发或局部燃烧而形成CH化合物， 引起CO以及烟尘的约9000吨的废淬火油因排放不良而污染水质的每年盐浴炉生成盐蒸汽7000吨以上和有害废渣约1万吨的煤窑排放的SO2约1.5万吨，灰分约8.5万吨喷砂处理中产生的SiO2等有害粉尘1万吨EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，8、机械工业本身是能源消耗，消耗材料和污染巨头(包括金属热加工行业、铸造、锻压、热处理、焊接、电镀和涂装)机械工业单位产值的能源消耗是工业发达国家的4倍，金属热加工的能源消耗是机械工业能源消耗总量的铸造产生的废砂、热处理产生的盐浴渣、电镀、涂装和热处理等产生的废水、各

6、种热加工产生的废气等“三废”和各种污染。 EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，9，9，9.1.3材料加工中的环保设备概要，金属加工中涉及的污染物包括废气、废水、废渣(砂)、粉尘等物质以及噪音、振动、热辐射等环境污染源。 铸造生产中的环保设备多种多样，主要包括除尘设备、污水处理设备、旧(废)砂再生设备、废气净化设备、噪声控制设备等。 锻造(冲压)生产中的环保设备主要有噪声控制设备、减振设备等。 焊接成型的环境污染主要是高温热辐射和电弧加热造成的有害气体。 热处理工艺的主要生产设备是各种加热炉和冷却设备，加热炉和配套的环保设备主要是降温、通风、除尘以及烟法处理设备等。 EAMP材料加

7、工中的环保装置华中科技大学材料学院，10，9.2除尘装置，9.2.1粉尘危害及其最高允许浓度粉尘通常指小于40m的颗粒，它是污染空气的主要因素之一。 人长期吸入一部分矿物粉尘会引起尘肺(矽肺等)。 表92是我国工厂空气中常见生产性粉尘的最高允许浓度。 除尘设备系统的作用是采集气流中的尘粒，净化空气，它主要由局部进气罩、导管、吸尘器、风扇等组成，其中吸尘器是系统中的主要设备。 除尘器的结构形式多，可分为干式和湿式除尘器2种。 常见的干式吸尘器有旋风除尘器和袋式除尘器两种。 EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，11，9.2.2常见除尘装置，1 .2 .EAMP材料加工中的环保装置华中

8、科技大学材料学院，12，1 )干式集尘，EAMP材料加工中的环保装置华中EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，14，2 )湿式集尘， EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，15，9.3噪声和振动控制，9.3.1噪声的危害及其容许等级噪声是指各种不同频率和声强音的不规则杂乱组合而成的噪声危害，主要妨碍人的听力、耳聋、神经衰弱等疾病的工作和休息环境我国工业企业生产现场或工作场所的容许噪声水平，EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，16，1 .噪声特征，噪声无污染物，是感觉公害，受生理和心理因素影响的噪声污染是暂时的，不积累噪声的能量最后作为空气热能消失传播距离不

9、太影响EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，17，2 .噪音危害，工厂机械运行达到100110分贝道路上的噪音达到90100分贝飞机起飞和着陆的噪音达到140分贝一般电子工业和轻工业的噪音在90106dB以下的纺织工厂的噪音大型球磨机120dB铲、风镐、大型送风机120dB以上，EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，18，3 .噪声控制，噪声控制方法主要有消音器噪声降低、吸音噪声降低、隔离噪声降低3种。(1)用消音器降低排气噪声，EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，(19 )降低吸音噪声，利用某些声材或声学结构提高声能的吸收，有效地降低噪声源周围壁面的反射

10、，达到降低噪声的目的。 方法采用各种吸音材料和吸音结构。 (3)隔离噪音降低音的传播有通过空气直接传播的方式和通过空气直接传播的方式两种。 另一种是结构传播，即通过自身的振动和对空气的干扰进行传播。 为了减少或缓和声音的传播，经常使用隔音的方法。 (4)由其他振动机器的振动产生的噪音，从减振和防振方面开始，求出噪音降低路径。 EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，20，9.3.3冲压加工设备的防振装置，1 .锻造锤的防振，锻造锤的安装方法，EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，21，2 .冲压机的防振，冲压机的安装9.4排气净化装置， 1、废气最高允许浓度及其净化方法工

11、厂空气中常见有害物的最高允许浓度(单位： mg/m3)废气中的颗粒物及其危害常见废气的净化方法液体吸收(淋浴塔)固体吸收(活性炭)冷凝(冷凝器)燃烧(直接燃烧，热EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院2 .冲炉喷淋式烟气净化装置，冲炉烟气中含有大量粉尘和有害气体(SO2、HF、CO等)，必须进行净化处理。EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，24，3 .消失模铸造(EPC )废气净化装置，消失模铸造(EPC )产生的废气除H2、CO、CH4、CO2等小分子气体外，主要为苯、甲苯等EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院9.5污水处理设备、9.5.1污水排放标准和处

12、理方法表9-6工业废水的最高允许排放浓度(1) :含有第一类、积累在环境或动物体内对人体健康有长期影响的有害物质、这种有害物质的表9-7工业废水的最高允许排放浓度(2) :第二类，长期影响小于第一类有害物质表9-8污水的处理方法及处理范围。 污水的处理方法可根据需要分为三级：一级处理简单，主要是降低浮游物浓度，初步中和酸碱度等二级处理，主要解决了可降解或氧化的有机溶解物或部分悬浮固体的污染问题，基本达到排放标准的三级处理是深度处理EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，26，9.5.2主要防治技术，物理法(一次处理)沉淀法b .过滤法c .离心分离法d .浮选(气浮)法e .蒸发结晶

13、； g .反渗透法，EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，27，2 .化学法(通常在深度处理工艺中采用)，絮凝法：含油废水、染色废水、气站废水中和法：处理酚、氰、含硫废水的处理电解法：含铬废水提取法：有机废水排放法： CCD 含HCN废水吸附法：有毒废水深度处理电渗析法：含离子交换膜粉的应用3 .污水处理工艺流程、EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院、29、旧砂再生污水处理工艺流程、水玻璃旧砂湿式再生的污水处理和回收设备的工艺流程图1-污水池、2-污水池3-污水泵，4-供水管11-排泥口，12-回流排水，EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，30，9.6旧砂

14、再生再利用设备，对铸造工厂和工厂来说，如果旧砂不能再生利用，通常生产1吨铸件需要排出1吨旧砂。 这不仅消耗了大量宝贵的石英砂资源，而且废砂也会给环境带来很大的污染，所以现代铸造工厂旧砂的再生再利用是不可或缺的。EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，31，9.6.1旧砂回收和旧砂再生，旧砂回收是指经过破碎、减磁、筛分、除尘、冷却等处理后再进行反复或再生。 旧砂再生是指，将使用完的旧砂块破碎，去除被废砂粒包围的残留粘合剂膜和垃圾，恢复接近新砂的物理化学性能，代替新砂使用。 旧砂再生和旧砂再利用的不同点在于，旧砂再生在旧砂再利用的各工序的基础上进行再生处理。 即，旧砂再生等于“旧砂再利用

15、”“旧砂粒表面的残留粘合剂膜除去”的再生处理。 EAMP材料加工中的环保装备华中科技大学材料学院，32，9.6.2旧砂再生的方法和选择，旧砂再生的方法根据其再生原理可分为干式再生、湿式再生、热法再生、化学再生4种。 干式再生是用空气和机械的方法使旧的砂粒加速到一定的速度，通过旧的砂粒和金属部件间或者砂粒彼此的碰撞摩擦作用再生旧的砂。 湿法再生利用水的溶解、擦洗和机械搅拌作用，去除旧磨粒上的残留粘合剂膜。 热法再生是用烧成炉将旧砂加热到800900，去除旧砂中的可燃残留物的再生方法。 化学法的再生通常是指在旧砂中加入一些化学试剂，均匀搅拌旧砂和化学试剂，通过化学反应去除旧砂中的残留粘合剂和有害成

16、分。EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，33，1 .干式再生，(1)预再生的除砂机，EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，34，(2)离心再生、离心再生和沸腾冷却床， EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，36、“三合一”加热炉是铸件掉砂、热处理、砂再生合称为“三合一”的加热炉。“三合一”加热炉的工作原理，EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，37，TOTAL RECLAMATION完全再生，新砂、散砂、散砂，EAMP材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，38，9 eamp材料加工中的环保装置华中科技大学材料学院，39， 2