1.2 項目背景與必要性
1.2.1 項目建設(shè)背景
鑄造行業(yè)作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)之一，改革開放以來取得了長足的發(fā)展，從2000年開始，我國鑄件產(chǎn)量就一直位居世界首位。沖天爐作為鑄鐵熔煉的首要設(shè)備延續(xù)到今天，在全國范圍內(nèi)仍然擔負著60%左右鑄鐵件的熔煉任務(wù)（主要原因是2008年之前所上項目沖天爐比重較大），因此，沖天爐熔煉技術(shù)直接關(guān)系著鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量；沖天爐除塵系統(tǒng)的排放濃度以及可靠程度又直接關(guān)系到鑄造企業(yè)能否允許存在的頭等大事。
隨著“節(jié)能環(huán)保”概念的深入人心，國家及各地市針對沖天爐等產(chǎn)品所在的鑄造業(yè)出臺了相關(guān)政策。
1、提高行業(yè)門檻，嚴格鑄造行業(yè)準入制度。
逐步關(guān)閉生產(chǎn)規(guī)模3000噸/年以下的鑄鐵件砂型鑄造生產(chǎn)企業(yè)，新建鑄鐵件砂型鑄造生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模必須達到5000噸/年；逐步關(guān)閉生產(chǎn)規(guī)模2000噸/年以下的鑄鋼件砂型鑄造生產(chǎn)企業(yè)，新建鑄鋼件砂型鑄造生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模必須達到3000噸/年。
2、淘汰高耗能設(shè)備，推廣使用技術(shù)先進的熔化爐。
逐步淘汰小沖天爐，發(fā)展5噸/小時以上大型、長爐齡沖天爐，根據(jù)需要采用外熱送風、水冷無爐襯連續(xù)作業(yè)沖天爐；推行沖天爐、爐雙聯(lián)工藝；推廣沖天爐除濕送風技術(shù)、沖天爐變頻控制技術(shù)，增加除塵裝置，減少電力耗費。鑄鋼件生產(chǎn)中推廣使用熱效率高、作業(yè)好、熔化量在1噸/小時以上的節(jié)能環(huán)保電爐，、淘汰燃油坩堝爐和焦炭坩堝爐等落后爐型。逐步取消用爐前試塊觀測白口深度的原始粗測法，淘汰落后檢測方法，采用先進的鐵水性能速測儀、熱分析儀或直讀光譜儀，提高監(jiān)測設(shè)備的迅捷性、精密性及自動化程度。
3、加強環(huán)保治理，嚴格排放制度。
加大環(huán)保設(shè)備投入，對熔化沖天爐或電爐產(chǎn)生的煙氣，采取煙氣凈化和降噪措施，采用旋風除塵器（含多管旋風除塵器）以及袋式、靜電或濕式除塵器和兩級組合除塵（如旋風加布袋）等除塵方式，對產(chǎn)生的煙氣集中收集、凈化處理，主要污染物煙塵、粉塵和噪聲達到國家的排放標準。加強資源、能源二次利用，使煙氣中的CO二次燃燒，燃燒余熱再預(yù)熱冷空氣并使熱風鼓入沖天爐，達到提高鐵水溫度和煙氣凈化的雙重作用，實現(xiàn)節(jié)能減排目標。生產(chǎn)車間要安裝除塵、去除有害氣體、通風和降低噪聲的設(shè)備，改善鑄造車間的工作。
項目屬于能量優(yōu)化項目，項目建設(shè)符合國家《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》中確定的能量優(yōu)化發(fā)展規(guī)劃，符合“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”基本國策，是企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展客觀需要。項目建成后，將有降低企業(yè)消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)核心競爭力，促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展?！?/p>
1.2.2 項目建設(shè)必要性
技術(shù)改造是企業(yè)采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料對現(xiàn)有設(shè)施、工藝條件及生產(chǎn)服務(wù)等進行改造提升，淘汰落后產(chǎn)能，實現(xiàn)內(nèi)涵式發(fā)展的投資活動，是實現(xiàn)技術(shù)進步、提高生產(chǎn)效率、推進節(jié)能減排、促進安全生產(chǎn)的重要途徑。促進企業(yè)技術(shù)改造，對優(yōu)化投資結(jié)構(gòu)、培育消費需求、推動自主創(chuàng)新、加快結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義，是推進工業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，實現(xiàn)科學發(fā)展的重要舉措。
1、《國務(wù)院關(guān)于促進企業(yè)技術(shù)改造的指導意見》提出：
（1）推進技術(shù)創(chuàng)新和科技成果產(chǎn)業(yè)化。針對關(guān)鍵領(lǐng)域和薄弱環(huán)節(jié)，突破一批共性關(guān)鍵技術(shù)，加快先進技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，提高基礎(chǔ)原材料和基礎(chǔ)零部件、重大裝備和核心技術(shù)的國內(nèi)保障能力，提高技術(shù)標準研究制定水平，促進技術(shù)創(chuàng)新能力提升。鼓勵和支持企業(yè)技術(shù)中心、工程實驗室、科技重大基礎(chǔ)設(shè)施等創(chuàng)新載體的改造提升，培育一批研發(fā)基礎(chǔ)好、知識產(chǎn)權(quán)多、行業(yè)帶動性強的技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)，加強開放合作，增強企業(yè)創(chuàng)新能力。推動建立以企業(yè)為主體，產(chǎn)學研用相結(jié)合的協(xié)同創(chuàng)新體系，積極探索以技術(shù)標準引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、圍繞創(chuàng)新成果進行創(chuàng)業(yè)等模式，促進科研與生產(chǎn)緊密結(jié)合，充分發(fā)揮市場主體的創(chuàng)造性和積極性，加快科技成果產(chǎn)業(yè)化。
（2）提高裝備水平。加快淘汰落后工藝技術(shù)和設(shè)備，推廣應(yīng)用自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等先進制造系統(tǒng)、智能制造設(shè)備及大型成套技術(shù)裝備。支持重點企業(yè)瞄準世界前沿技術(shù)，加快裝備升級改造，推動關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)裝備達到國際先進水平。實施裝備創(chuàng)新工程，不斷提高裝備制造業(yè)技術(shù)水平。
（3）促進綠色發(fā)展。實施提升工業(yè)能效、清潔生產(chǎn)、資源綜合利用等技術(shù)改造。加快推廣國內(nèi)外先進節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材技術(shù)和工藝，推廣工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計研發(fā)系統(tǒng)，提高能源資源利用效率。提高成熟適用清潔生產(chǎn)技術(shù)普及率。加強重金屬和危險化學品污染防治。支持工業(yè)廢物、廢舊產(chǎn)品和材料回收利用以及低品位、共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用，積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和再制造產(chǎn)業(yè)。培育一批資源節(jié)約型、環(huán)境友好型示范企業(yè)。
（4）促進安全生產(chǎn)。實施高風險工業(yè)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝和裝備的技術(shù)改造，加強工業(yè)控制系統(tǒng)安全保障。加快安全生產(chǎn)管理與監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急處理系統(tǒng)、危險品生產(chǎn)儲運設(shè)備設(shè)施等技術(shù)裝備的升級換代，提高工業(yè)企業(yè)本質(zhì)安全水平。
2、省人民政府關(guān)于印發(fā)《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）的通知》提出：
圍繞傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級和新興產(chǎn)業(yè)培育壯大的發(fā)展需求，加強戰(zhàn)略性、前瞻性研究。按照圍繞產(chǎn)業(yè)鏈配置創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈的總體思路，通過招標、委托和自發(fā)等方式，組織引導以企業(yè)為主體的產(chǎn)學研合作共同體聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)具有重大影響的關(guān)鍵共性技術(shù)和產(chǎn)品，搭建創(chuàng)新平臺，培育創(chuàng)新團隊，建設(shè)產(chǎn)業(yè)化示范工程和基地，全面提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和競爭力。
隨著人類對節(jié)能和環(huán)保意識的不斷增強，國家對高能耗、環(huán)境保護和污染治理的力度越來越大，大批高能耗、高污染的企業(yè)被關(guān)?；蚶樟罡脑?，所以鑄鐵散熱器行業(yè)的節(jié)能降耗、生產(chǎn)環(huán)境及周邊區(qū)域環(huán)境污染的綜合治理勢在必行。
3、本項目建設(shè)，是清潔化生產(chǎn)的需要
國家政策提倡企業(yè)清潔化生產(chǎn)，清潔生產(chǎn)是指不斷采取改進設(shè)計、使用清潔能源和原材料，采用先進工藝技術(shù)和設(shè)備、改善管理綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的生產(chǎn)和排放，以減輕或者消除人類健康和環(huán)境危害。
4、本項目建設(shè)，是企業(yè)自身發(fā)展需要
隨著鑄造電力金具市場日趨激烈的競爭，電力金具行業(yè)要“加快劣質(zhì)企業(yè)退出行業(yè)”的進程，在政府宏觀調(diào)控和市場競爭下，電力金具企業(yè)將不可避免面臨兼并重組，市場的洗禮將使面制品出現(xiàn)新都特點。降低成本、降低耗能，減少污染將在長時間內(nèi)成為企業(yè)發(fā)展的主題，成為企業(yè)生存關(guān)鍵點。本項目建成后，產(chǎn)品成本將進一步降低，產(chǎn)品檔次將進一步提高，能耗將進一步下降，污染將進一步減少，規(guī)模效益將更加顯著，市場競爭力進一步加強。
第三章 市場分析
3.1 自動造型線概況
垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線（以下簡稱“垂直線”）具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單緊湊、占地小、生產(chǎn)率高、投資少、噪音低、維修量小的特點。我國自20世紀60年代末由國外引進第一條垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線以來，垂直分型無箱射壓造型技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到鑄件生產(chǎn)中，所涉及的行業(yè)包括汽車、建筑、壓縮機、礦山、水泥、鍋爐、高鐵、廚具和市政工程等等。
3.1.1 國產(chǎn)垂直線的歷史及現(xiàn)狀
20世紀70年代初，當時歸屬于機械部的造型機專業(yè)制造廠——保定鑄造機械廠。設(shè)計和制造了國內(nèi)第一條垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線 (XZZ415)并成功應(yīng)用于國內(nèi)某汽車制造廠。但是，由于機器的結(jié)構(gòu)基本源于進13設(shè)備，所使用的液壓元件和氣動元件多為廠內(nèi)的自制件。應(yīng)用的國產(chǎn)電氣元件質(zhì)量不可靠。加之一般人員很難掌握的機械控制箱。結(jié)果造型機不僅在使用中漏油、漏氣，故障率高。而且生產(chǎn)線的維修也很困難，所以整個70年代和80年代，保定鑄造機械廠僅生產(chǎn)了10臺左右垂直分型無箱射壓線造型生產(chǎn)線。在時間上，上海某機械廠比保定稍晚生產(chǎn)垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線上海產(chǎn)的造型機采用了國內(nèi)標準的液壓元件和氣動元件，取消了機械控制箱，雖然設(shè)備的自動化程度低一些，運動的平穩(wěn)性差一些。但設(shè)備簡單、操作和維修方便，對于一般用戶而言更容易接受。20世紀90年代初。在國家專向資金的支持下，保定鑄造機械廠、清華大學和北京瑪鋼廠聯(lián)合開發(fā)了新型的垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線 (XZZ416 )。在隨后的20多年里，垂直分型無箱射壓線造型生產(chǎn)線隨著國內(nèi)制造業(yè)水平的提高以及電氣、液壓和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，造型線的性能不斷提高，規(guī)格不斷擴大。
目前，國產(chǎn)垂直分型無箱射壓線造型生產(chǎn)線由造型機、同步輸送機、同步皮帶機、下芯機、澆注機、加砂機和專用落砂設(shè)備組成。生產(chǎn)線由PLC+觸摸屏控制和調(diào)整，各類執(zhí)行元件按程序自動工作。壓力傳感器、位置檢測元件、電液比例元件等組成自動化系統(tǒng)使設(shè)備的動作、速度和壓力滿足設(shè)定要求。設(shè)備運行穩(wěn)定可靠。生產(chǎn)線的各類參數(shù)可以在觸摸屏上調(diào)整，操作和調(diào)整設(shè)備都很方便。由于使用了數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)液壓零件和采用高檔的液壓元件，國產(chǎn)設(shè)備中常見的漏油現(xiàn)象在垂直分型無箱射壓線造型生產(chǎn)線也得到了根本的控制。垂直線還可以根據(jù)用戶的要求配置。
3.1.2 國內(nèi)垂直線應(yīng)用的現(xiàn)狀和問題
21世紀后。在國內(nèi)經(jīng)濟的迅速發(fā)展和國際鑄件生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到我國的形勢下，垂直線的需求出現(xiàn)了較快增長，特別是2004年以后垂直線的市場迅速擴大。2008年以后，由于國家政策的刺激和社會部分資金轉(zhuǎn)移到鑄造業(yè)以及鑄造勞動力缺乏等綜合原因，2009年和2010年垂直線的訂貨達到了高潮。2010年保定維爾鑄造機械股份有限公司垂直線訂貨80多條。達到歷史最高水平。目前，全國約有300多條國產(chǎn)和進1：3垂直線在運行，年產(chǎn)量鑄件在300萬噸以上國內(nèi)絕大部分地區(qū)都有使用垂直線的企業(yè)，比較集中的地區(qū)有四個：安徽寧國地區(qū)使用垂直線制造磨球，其磨球產(chǎn)量占全國的1/2以上；地區(qū)使用垂直線制造瑪鋼管件，其瑪鋼管件產(chǎn)量占全國的1/2以上；廣東地區(qū)使用垂直線制造壓縮機零件。其壓縮機零件產(chǎn)量 占全國的1/3以上；山東地區(qū)使用垂直線制造汽車零件和建筑管件，其產(chǎn)量也很大。從垂直線生產(chǎn)的情況看。產(chǎn)品的類型基本是小規(guī)格、大批量、形狀較簡單的鑄件，材質(zhì)主要是灰鐵、可鍛鑄鐵鐵和小件球鐵。對于國內(nèi)比較重視的汽車行業(yè)來說，垂直線主要生產(chǎn)變速箱端蓋、離合器壓盤、進排氣管、制動盤、制動鉗、剎車轂、凸輪軸、曲軸等等，最近山東煙臺某企業(yè)利用砂型尺寸為850mmx650mmx (150mm～500ram)垂直線制造轎車缸體472FC。由垂直線生產(chǎn)的鑄件價格差別較大，以2011年。
目前。國內(nèi)應(yīng)用垂直線還存在許多問題。從用戶方面來講，許多用戶對垂直線的認識仍停留在傻、大、黑、粗上，對垂直線所需的原材料和環(huán)境不能提供必要的保障比較明顯的問題是型砂質(zhì)量不好、電源質(zhì)量不高、操作人員經(jīng)常變換，結(jié)果造成鑄件的質(zhì)量和機器的運行都不理想。其次，由于近幾年垂直線的迅速推廣。合格的操作人員和維修人員的數(shù)量跟不上市場的需要，往往出現(xiàn)新購置垂直線的企業(yè)沒有合格的操作人員和維修人員，結(jié)果也造成設(shè)備不能正常運行。從制造商方面來講。垂直線液壓故障較多。技術(shù)資料不全面，服務(wù)人員數(shù)量和質(zhì)量滿足不了市場的需要以上這些問題都亟待解決。
3.1.3 垂直線未來發(fā)展及應(yīng)用方向
從垂直線市場看，2011年生產(chǎn)線訂貨已經(jīng)比2010年明顯下降，2012年第一季度又比2011年同期下降。預(yù)計未來國內(nèi)市場不會再有2010年的形勢，大規(guī)模投資垂直線的時代已經(jīng)過去，市場慢慢轉(zhuǎn)入常態(tài)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分垂直線的用戶鑄件訂單不足，垂直線處于半停產(chǎn)狀態(tài)。甚至有個別用戶沒有訂單，預(yù)計未來的幾年里消化已存在的垂直線的產(chǎn)能也會影響到市場銷售。
因為提高鑄件質(zhì)量，降低鑄件生產(chǎn)成本肯定是用戶的選擇，所以提高設(shè)備的生產(chǎn)率和擴大垂直線的應(yīng)用范圍會成為未來幾年的方向，國產(chǎn)垂直線會向高可靠性、高生產(chǎn)率、增加規(guī)格和提高輔助功能上發(fā)展。
3.2 沖天爐行業(yè)概況
鑄造行業(yè)作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)之一，改革開放以來取得了長足的發(fā)展，從2000年開始，我國鑄件產(chǎn)量就一直位居世界首位。沖天爐作為鑄鐵熔煉的首要設(shè)備延續(xù)到今天，在全國范圍內(nèi)仍然擔負著60%左右鑄鐵件的熔煉任務(wù)（主要原因是2008年之前所上項目沖天爐比重較大），因此，沖天爐熔煉技術(shù)直接關(guān)系著鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量；沖天爐除塵系統(tǒng)的排放濃度以及可靠程度又直接關(guān)系到鑄造企業(yè)能否允許存在的頭等大事。沖天爐按燃料可分為焦炭爐、煤粉爐、燃油（氣）爐，國內(nèi)由于受各種條件限制，其絕大多數(shù)為焦炭沖天爐，本文試圖就國內(nèi)焦炭沖天爐及除塵技術(shù)的發(fā)展歷史和使用現(xiàn)況，探討未來其技術(shù)發(fā)展方向。
3.2.1 沖天爐熔煉技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)況
1、爐型的研究
對沖天爐爐形的研究國內(nèi)始于上世紀60～70年代。早在50年代，國內(nèi)使用的沖天爐一般均采用原蘇聯(lián)的技術(shù)，大多數(shù)為三排風口直線爐膛沖天爐。隨著技術(shù)的發(fā)展，國外提出了沖天爐焦炭燃燒由于爐子斷面阻力和壓力的不同，大量氣體將沿著爐壁急速上排，以至造成熔化帶四周上升，中間下降，呈現(xiàn)凹形斷面，直接影響鐵水溫度和質(zhì)量，這一理論被稱為“爐壁效應(yīng)”理論。經(jīng)過大量試驗證實其理論是正確的，爐壁效應(yīng)對沖天爐燃燒氣氛、出鐵溫度影響很大，特別對于使用劣質(zhì)焦炭的沖天爐，經(jīng)常造成爐壁燒穿，中間冷料直接進入爐缸的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)出爐鐵水不能澆注等嚴重事故。在此情況下，中小型沖天爐采用曲線爐膛的技術(shù)得到了普及。
20世紀60～70年代，國內(nèi)工業(yè)雖然受到了文革的沖擊，但也已開始出現(xiàn)了發(fā)展跡象，而所有機械工業(yè)的發(fā)展基本都離不開鑄造，與國民生活息息相關(guān)的汽車、拖拉機、機床、石油機械等最基礎(chǔ)、最重要的的零部件均是鑄鐵件。恰在當時，鑄造所需原材料，特別是焦炭嚴重供應(yīng)不足，為此許多鑄造廠為了滿足生產(chǎn)要求，只能用當?shù)赝两够F維持沖天爐的正常生產(chǎn)，鐵水溫度無法保證，甚至出現(xiàn)凍爐現(xiàn)象。為了解決鐵水溫度問題，當時許多高校、研究所以及工廠進行了大量的試驗和研究，推出了多排小風口曲線爐膛沖天爐，風口比大約在1～2%左右。雖然此爐型存在著明顯不足，但對于冷熱強度均較低、固定碳含量＜75%的焦炭來說也是一種不得已而為之的方法。需要說明的是，此技術(shù)為了追求鐵水溫度和所謂的焦鐵比指標，以不惜加大送風量造成沖天爐嚴重的氧化氣氛而導致大量的元素燒損換取的。
進入20世紀80年代初期，國內(nèi)改革開放政策帶來工業(yè)大發(fā)展的機遇。此時，為了克服當時沖天爐出現(xiàn)的熔煉問題，沈陽鑄造所聯(lián)合東南大學和機械部六院三家單位開展了沖天爐爐型的重新研究。針對國內(nèi)供應(yīng)的焦炭其固定碳已＞80%的情況，在原來多排和三排風口沖天爐的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次試驗，取得了大量數(shù)據(jù)，提出了“沖天爐內(nèi)雙層燃燒，不但可提高鐵水溫度，也可降低元素燒損”的理論，并先后推出了兩排大間距風口曲線爐膛3～10t/h沖天爐系列。此項技術(shù)在當時獲得了機械部科技二等獎，并在國內(nèi)外的鑄造界引起較大的轟動。至90年代末期，我國沖天爐設(shè)備已成功實現(xiàn)了規(guī)格化、系列化、商品化的專業(yè)生產(chǎn)，并開始應(yīng)用預(yù)熱送風、富氧送風與脫濕送風技術(shù)。與此同時，沖天爐加料系統(tǒng)機械化、監(jiān)控檢測技術(shù)自動化水平有了突飛猛進的發(fā)展。
進入21世紀，焦炭價格不斷升高，沖天爐熔煉鐵液的成本也越來越高。而國家對環(huán)保的要求越來越嚴格，沖天爐面臨的主要問題就是環(huán)保問題，即噪聲和含有有害氣體及大量粉塵的高溫煙氣的治理，特別是粉塵，排放量大，危害大，治理困難，在很多地方因粉塵、廢氣排放難以達標而受到限制。隨著我國電力工業(yè)的大發(fā)展，中頻感應(yīng)電爐得到了廣泛應(yīng)用，對沖天爐的應(yīng)用造成了很大沖擊，但對某些特殊的行業(yè)沖天爐作為鑄鐵熔煉設(shè)備依然為首選，特別是水冷薄爐襯連續(xù)熔煉沖天爐在國內(nèi)有了一定的發(fā)展。
2、目前國內(nèi)沖天爐爐型現(xiàn)況
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國鑄鐵熔煉技術(shù)水平也在不斷提高，我國已擁有先進工業(yè)國家鑄鐵熔煉爐的各種主要類型，某些經(jīng)濟技術(shù)指標已跨入世界先進行列。目前，我國大多數(shù)工廠應(yīng)用的沖天爐類型主要是兩排大間距沖天爐（或“新三化”系列）、熱風沖天爐和熱風水冷無爐襯沖天爐。尚有一些工廠還在應(yīng)用的多排小風口沖天爐、卡腰式三節(jié)爐和中央送風沖天爐，隨著我國焦炭質(zhì)量的提高及節(jié)能減排和行業(yè)準入的要求，后三種的應(yīng)用正逐步減少或被替代。
3、沖天爐爐型的發(fā)展前景及展望
近年來，由于鑄造生產(chǎn)向?qū)I(yè)化、大流水化生產(chǎn)發(fā)展，機械化自動程度不斷提高，使沖天爐向“大型化、熱風水冷無爐襯、連續(xù)出鐵液”的方向發(fā)展。與節(jié)約能源、減少環(huán)境污染和提高鐵液質(zhì)量緊密聯(lián)系在一起，形成爐體、熱風、除塵為一體的綜合熔煉系統(tǒng)，體現(xiàn)了現(xiàn)代沖天爐的模式。
隨著國內(nèi)大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)的推進，山東濰柴集團新引進美國EC&S公司的35t/h熱風沖天爐于2007年6月18日開始正式投產(chǎn)，生產(chǎn)實際達到的熔化能力為38～45t，日化鐵量達到300t以上。有理由相信，將來國內(nèi)所使用的沖天爐一定是大型的、可長期連續(xù)生產(chǎn)的水冷薄爐襯沖天爐。而水冷沖天爐由于其風口較多的深入爐內(nèi)，因此，將不存在爐壁效應(yīng)、曲線爐膛、風口排數(shù)等問題，水冷單排風口、直線爐膛也將是長期連續(xù)生產(chǎn)的水冷沖天爐主要爐型特點。
3.2.2 沖天爐除塵技術(shù)的發(fā)展
1、沖天爐除塵問題的提出
國內(nèi)沖天爐除塵系統(tǒng)的發(fā)展始于20世紀70年代中期，起因是城市環(huán)境保護已經(jīng)開始提到議事日程，而鑄造廠（車間）是機械類工廠中對環(huán)境影響最大的生產(chǎn)點，沖天爐又是鑄造車間環(huán)境污染的最為嚴重的設(shè)備。因此，國內(nèi)機械工業(yè)的環(huán)境治理把沖天爐的除塵作為了工作重點。
20世紀70年代以前，國內(nèi)沖天爐只是在煙囪上安裝火花捕集器以收集生產(chǎn)產(chǎn)生的煙塵，以達到到凈化煙氣的作用。火花捕集器僅僅能沉降較大顆粒的粉塵，而對人體危害最大的小顆粒粉塵幾乎不起任何作用。因此，從開始重視環(huán)境保護，火花捕集器就沒有被列為沖天爐除塵系統(tǒng)的專用設(shè)備。70年代，國內(nèi)開始著手對沖天爐進行機械強制通風除塵技術(shù)的研究和應(yīng)用，80年代初，幾種沖天爐除塵技術(shù)首先在上海地區(qū)進行了大力推廣和應(yīng)用。
2、沖天爐機械通風除塵系統(tǒng)方式及特點
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沖天爐機械通風除塵系統(tǒng)在國內(nèi)大致有以下５種形式：
1）顆粒層除塵器。
2）高效旋風除塵器。
3）高壓靜電除塵器。
4）濕法除塵器。
5）多管水冷除塵器加布袋除塵器。
6）脈沖式除塵器
7）脈沖式濾筒除塵器
表:3-1：沖天爐各類除塵系統(tǒng)特點
3、國內(nèi)沖天爐除塵技術(shù)使用現(xiàn)狀
在20世紀90年代后期，筆者曾經(jīng)對國內(nèi)幾個大城市中的沖天爐除塵系統(tǒng)使用情況做了調(diào)查研究，最近幾年也密切注意到了國內(nèi)沖天爐除塵設(shè)備的應(yīng)用。但總體看來，形勢不容樂觀。國內(nèi)雖然在環(huán)保方面制定了嚴厲的法規(guī)，但沖天爐機械除塵設(shè)備的安裝率不榮樂觀，而安裝設(shè)備的工廠其使用率不足70％，正是目前的現(xiàn)狀。一方面是受利益的驅(qū)使，必然產(chǎn)生盡可能不投資，不使用的心理；另一方面，上有政策下有對策的惡習，更加惡化了這方面的工作；另一方面是除塵設(shè)備的配套問題和設(shè)備本身的技術(shù)存在的問題，也使得用戶有力投資，無力管理。
但是，隨著綜合國力的增強，黨和國家各級政府已加大了環(huán)境治理力度。還我藍天白云，已成了廣大市民的強烈要求和渴望。進入21世紀后，北京、上海、沈陽、武漢等大中城市市區(qū)的鑄造廠已陸續(xù)關(guān)閉搬遷。這方面的情況應(yīng)引起鑄造工廠（車間）密切注意，否則，將會給生產(chǎn)安排帶來不必要的麻煩，并且可能給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟損失。
4、沖天爐除塵排放標準
國家于1996年發(fā)布了最新的沖天爐煙塵排放標準，詳見GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》的規(guī)定。值得注意的是：標準要求1997年7月1日以前的沖天爐煙塵排放濃度，一類地區(qū)<150mg/m3，二類地區(qū)<200mg/m3，三類地區(qū)<300mg/m3；而1997年7月1日以后安裝的沖天爐，一類地區(qū)禁排，二類地區(qū)<150mg/m3，三類地區(qū)<200mg/m3。從上面的數(shù)據(jù)可以看出，除特殊工業(yè)區(qū)（三類地區(qū)，例如鋼鐵公司所在地）外，其余最大的排放濃度要求均小于150mg/m3，這與以前套用的鍋爐標準相比要嚴厲得多。最近幾年國家有關(guān)部門對環(huán)境保護和治理提出了更高的標準，要求新建沖天爐的粉塵排放濃度低于50mg/m3，改建沖天爐的粉塵排放濃度低于100mgm3，爐氣黑度小于林格曼黑度 1 級。目前，年產(chǎn)低于2000t 鑄件的小型鑄造廠如果不能解決沖天爐的粉塵污染問題，將面臨被環(huán)保部門強行關(guān)閉的危險。
5、沖天爐除塵設(shè)備選擇注意事項
要滿足GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》要求，在沒有新技術(shù)出現(xiàn)之前，采用多管水冷除塵器或強制風冷器加布袋除塵器系統(tǒng)是比較可靠的沖天爐除塵系統(tǒng)形式。但這一除塵系統(tǒng)所需設(shè)備目前尚未有標準化產(chǎn)品供應(yīng)，因此在沖天爐除塵系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選擇時應(yīng)重點從以下方面考慮：
（1）除塵器布袋的品質(zhì)
濾料的品質(zhì)選擇決定了除塵器的運行阻力和運行費用、投資費用，直接影響煙塵的排放濃度。
濾料的選用應(yīng)按生產(chǎn)工藝的要求、含塵氣體及粉塵的理化特性、所配除塵器的清灰型式來分析選用。主要考慮因素為：達到用戶要求的排放濃度、使用壽命，技術(shù)經(jīng)濟合理。
（2）減少煙氣外溢
收煙口位置及抽風量要使火花捕集器內(nèi)形成負壓，確保在沖天爐加料口和火花捕集器頂部既不會冒煙，又節(jié)約風機的動力消耗；改進除塵器提升剛性氣閥為柔性氣閥，增加其氣密性，減少清灰用的壓縮空氣的耗量。
（3）高溫煙氣的冷卻
煙氣溫度控制直接影響密閉罩及除塵系統(tǒng)的吸煙效果、爐內(nèi)微負壓形成和布袋的壽命。
保證冷卻器出口煙氣溫度低于120 ℃。
（4）余熱利用技術(shù)
充分利用冷卻器熱能，通過水－水換熱器供給有用的生活用水，既節(jié)約加熱用的燃料，又減少了大氣污染物的排放和熱污染。
（5）沖天爐除塵系統(tǒng)工藝流程
圖3-1：典型沖天爐除塵系統(tǒng)工藝流程示意圖
近年來，我國的沖天爐技術(shù)緊跟機械制造業(yè)的發(fā)展，以節(jié)能降耗、優(yōu)質(zhì)高效、安全環(huán)保為目標取得了很大的進步，沖天爐也已走上大容量、長爐齡、外熱風的發(fā)展之路。目前小容量、短爐齡、常溫送風的兩排大間距沖天爐正處于向外熱風、長爐齡、大容量的水冷薄爐襯的沖天爐轉(zhuǎn)型。而沖天爐除塵系統(tǒng)設(shè)備目前尚未有標準話的設(shè)備供應(yīng)，各地、各廠對沖天爐除塵系統(tǒng)的改造還趨于各種各樣、五花八門的狀態(tài)，加上設(shè)備質(zhì)量魚龍混雜，因此，出現(xiàn)了工廠既是上了沖天爐除塵系統(tǒng)也難以使用，造成大量的資金浪費和繼續(xù)嚴重污染的情況。
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