一种火焰切割机烟尘收集罩的开发

一种火焰切割机烟尘收集罩的开发

豆博涵，杨丽

唐山科技职业技术学院 河北 唐山  063001

河北省科学技术厅2022年度大中学生科技创新能力培育专项项目：一种火焰切割机烟尘收集罩，项目编号：22E50411D

摘要：冶金企业在连铸坯切割过程中会产生较大的烟尘，不仅影响环境，也会对职工身体产生很大的危害。火焰切割机烟尘收集罩的开发从根本上解决了这个问题，集尘罩收集切割过程中产生的烟气，烟气经净化处理后满足环保要求，有效控制了烟尘的污染，改善了车间人员的工作环境。

关键词：火焰切割机；烟尘；收集罩

1.开发火焰切割机烟尘收集罩的意义

随着钢铁行业转型升级，环境污染的防治工作也是越来越重要。国家对环境保护要求的不断提高，除尘在钢铁企业得到越来越广泛地应用。连铸坯切割从人工到自动化，技术不断进步并普及。然而，无论切割技术如何进步，切割过程中产生的烟尘始终没有减少。这种由气体和固体微粒组成的混合物，是常见且危害巨大的职业危害因素之一，它的成分主要为金属和非金属氧化物、氟化物，包括各种盐等，这些成分中的不可溶物质长时间吸入容易引起尘肺病[1]。尘肺的发病时长一般在10～20年左右，如果是长期在高浓度的烟尘环境中作业，3～5年就有可能发病。另外，烟尘中的某些金属氧化物容易引起金属热针状，对人体也会产生较大的影响。因此，它不仅污染工作环境，而且还危害着人类的健康。目前，连铸坯火焰切割机除尘已经成为不可缺少的技术手段。切割烟尘的收集处理有多种形式：水下切割、下吸式切割、侧吸式切割等。

连铸坯火焰切割除尘收集装置是除尘器本体外的关键部件。炼钢厂在多流方坯连铸机火焰切割铸坯时，在每个流上方设置除尘收集装置，但因流间距小、无支撑装置等，导致除尘收集装置均较小，火焰切割产生的烟尘不能有效吸收，影响除尘效果，造成污染现场生产环境、危害职工的身体健康[2]。

2.火焰切割机烟尘收集罩的结构

1）收集罩的主体结构

收集罩主体应该具有覆盖全面、结构牢固特点，底采用槽钢制作，上部为角钢收口，四周以铁板封堵，收集罩整体呈梯形，内部设置加强筋，以保证收集罩牢固性和运行平稳性。在底部槽钢四个角部适当位置设置吊点，以便于收集罩整体吊装。

2）收集口的设计

在收集罩一个长侧面上开3个圆孔，与除尘主管上的3个除尘分管相连。圆孔分别位于中间铸坯的上方和两个边部铸坯的上方。除尘管与收集罩圆孔为非封闭式连接，即除尘管可以通过三个圆孔伸入收集罩内。这么设计不用停机即可实现在线更换火焰切割机，有利于提高检修效率。

3）收集罩行走的设计

收集罩两窄侧底座分别设计2个行走轮，行走于道轨上。道轨固定于支撑梁上，道轨两端焊接道挡，防止车轮出轨。所述道轨头宽与行走轮的槽宽相匹配。收集罩在火焰切割机原始切割位上方为工作位，收集罩在除尘管触碰收集罩内壁位置为检修位，当火焰切割机需要整体检修更换时，收集罩由工作位推动到检修位即可。

4）支撑梁的设计

用型钢制作的支撑梁，宽侧梁上铺设道轨。支撑梁采用20a型钢制作。

5）支撑柱的设计

在切割平台上4个角部，用型钢做支撑柱，分别与切割平台、支撑梁焊死。

3.收集罩具体使用过程如下：

3.1、除尘作业

（1）检查并确认收集罩下边两侧行走轮在道轨上，且道轨头在行走轮的槽内，防止行走轮掉道，造成设备损坏；

（2）检查并确认道轨两端道挡焊接安全可靠，防止意外发生；

（3）推动收集罩，行走轮在道轨上行走，将收集罩推到火焰切割机原始位上方，即收集罩处于工作位置；

（4）检查并确认三个除尘分管在收集罩的三个开孔内，确保收集到收集罩内的火焰切割烟尘顺利沿着除尘管进入除尘器本体；

（5）检查除尘器本体泄灰阀、观察孔等处于关闭位置，除尘器处于密封状态，以减少由于密封不严造成的烟尘外溢和电力浪费；

（6）检查除尘器电机及皮带等旋转部位防护良好，防止安全事故发生；

（7）启动除尘电机，除尘器开始工作，火焰切割产生的烟尘上升到收集罩内，通过风机产生的负压气流经除尘管路进入除尘器本体，经过初效过滤件去除后再进入组合式滤筒除尘器进行精细过滤。净化后的空气由风道、经风机直接室内排放或室外排放[3]。常见的一种高效经济的火焰切割机除尘方式为吹吸式。粉尘则被滤芯阻拦在其表面上，当被阻难的粉尘在滤芯表面不断沉积时，滤芯里外的压差也同时不断加大，当压差达到预先设定值时，控制压缩空气的电磁阀被打开，压缩空气经管道流入反吹清扫系统，通过清扫机构的清扫管瞬间喷向滤芯内表面，使得沉积在滤芯上的粉尘颗粒在高压气流的作用下脱离滤芯表面掉落到粉尘收集斗内，可通过卸灰阀排出，使得整个滤芯表面都得到清扫[4]；

二、检修作业

（1）若火焰切割机故障需在线更换，则沿拉坯方向推动集尘罩；

（2）待除尘管顶到集尘罩内壁，即集尘罩到达检修位置，此时，在火焰切割机原始位上方即可利用天车进行切割机整体吊装更换；

（3）若集尘罩或道轨、行走轮等出现故障，则可利用集尘罩上设置的吊点将集尘罩吊走，再进行检修。

3.使用效果

3.1通过覆盖多流火焰机切割上方的整体式集尘罩，能够最大范围的实现火焰切割烟尘收集，达到环境保护作用。

3.2组装和操作都很方便，无须停机亦可进行火焰切割机整体在线更换维修，有利于提高维修效率。

3.3火焰切割烟尘有效祛除，改善了现场环境，保护了职工身体健康。

4.结束语

综上所述，针对人们火焰切割烟尘收集罩是固定不能移动的传统思想，开发具有移动功能的火焰切割烟尘收集罩，既能增加收集面积又能够行走为更换切割车提供便利，具有很强的便利性。采用传统的设计理念和互联网+技术相结合，使所设计的焰切割烟尘收集罩更加便利、实用。在对火焰切割烟尘收集罩进行应用实践的过程中，需要不断地进行技术上的创新和改进，这样才能进一步促进烟尘收集、处理效果及效率的提高。

参考文献:

[1]吴泰峰,张雄刚,唐锋.一种跟踪便携式焊接烟尘收集装置的研制[J].新技术新工艺.2022(04):55-61.

[2]袁建国.空气等离子切割烟尘产生的特点及收集方式[J].电焊机.2016(05):16-17.

[3]姜爱宁,岳源远,韩小勇.等离子机床切割烟尘收集装置组态控制系统设计探讨[J].中国设备工程.2020(03):77-78.

[4]刘成坤,刘云,刘烨.螺旋焊管等离子切割烟尘净化系统的改进[J].焊管.2017,(12):28-31.