合成闸瓦生产车间的环境保护

摘 要：以某铁路配件生产企业为例，介绍了合成闸瓦生产的工艺流程，阐述了造成环境污染的主要因素，提出了相对应的应对措施。

关键词：合成闸瓦；环境危害；废气治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.203

0 引言

随着铁路运输的不断发展，货车重量、速度不断增加，列车制动系统多已使用高摩合成闸瓦，但是合瓦闸瓦生产过程中易形成粉尘、废气、油烟、噪声、废渣等污染，我们应重视其中的环境污染问题。

本文重点讨论粉尘、废气、油烟的污染问题，以某生产企业为例，由于积极采用新工艺、新设备，企业较好的对污染源进行了治理。

1 合成闸瓦生产工艺简介

1.1 原材料

生产高摩合成闸瓦的原材料包括丁晴橡胶、酚醛树脂、石墨、铁粉、钾长石、钢钎、硫酸钡、复合纤维、海泡石、钢板等。

1.2 生产设备

QH11-8×2000型剪板机1台，JC21-100/160型开式固定台压力机4台，Q378B型吊钩式抛丸清理机1台，XK-400型开式炼胶机4台，YA32-200四柱液压机7台，SHG-200型高速捏合机1台，DGMJ型固化炉3台。

1.3 主要生产工艺流程

（1）原材料配料工艺：每班次根据生产安排及配方要求对原材料进行称量，按橡胶辅料、填充料分别配料并分装。

（2）橡胶塑炼工艺：通过开式炼胶机进行混合碾压，将整袋橡胶投入炼胶机辊筒间，压解成片状，将橡胶辅料加到辊筒间的橡胶中进行塑炼。

（3）橡胶混炼工艺：先将填充料投入高速捏炼机混合搅拌均匀，然后与塑炼好的橡胶一起放入开式炼胶机进行混炼，然后按要求将炼好的胶切片、粉碎。

（4）闸瓦钢背制作工艺：瓦背钢板采用Q235A钢板制造，钢板厚度4mm，经剪板机剪切下料，然后由压力机冲压成型。

（5）热压成型工艺：将模具升温至160℃，定量称取摩擦体材料，倒入模具模腔内，将瓦背内侧朝下准确放入模腔，启动液压机按照程序进行压制。

（6）固化热处理工艺：将压制完成的合成闸瓦按批次装入固化炉内，采用阶梯式温升工艺进行固化热处理。

（7）油漆工艺：将固化后的闸瓦并排摆放于地面，油漆均匀喷涂在闸瓦瓦背的表面，自然晾干。

2 合成闸瓦车间主要环境危害

（1）车间初建时，生产条件差，采用人工配料，在称量和混料过程中容易就以粉尘状态泄露散发出来，配料区粉尘飞扬，工作条件恶劣。企业于2013年8月对车间进行了检测，仪器使用的是一台FCY-2型防爆呼吸性粉尘采样器，依据《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》（GBZ 2.1-2007） 评判，工作场所空气中其他粉尘容许浓度为8mg/m?，最大超限倍数为2，现场检测结果是16.3mg/m?，最大超限倍数是13.7，严重超标。

（2） 橡胶塑炼、混炼工艺使用开放式炼胶机进行，工作中需要将辅料、填充料不断碾压混入橡胶中，造成粉尘原料散发污染。根据GBZ2.1-2007标准，呼尘TWA指标为0.7mg/ m?，现场作业呼尘已达1.5mg/ m?，检测结果超标。

（3）固化炉热处理过程中会产生油烟，通过炉顶部的簡易烟筒直接排到空气中，对环境有较为明显的污染。油烟主要成分是挥发性有机化合物VOCs，长期接触可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统等，对长期在车间从事生产作业的员工来说，危害较大，必须采取措施进行治理。

（4）油漆包装工序采用人工作业，采用佩戴防护口罩对人身进行简单防护，使用空压机喷漆。虽然使用了环保油漆及稀释剂，但喷涂过程中还是会产生漆雾等有机废气，作业时随气流弥散至四周，并有异味产生，工人吸入可引起中毒及神经损害，对车间和周边的环境也有环保污染，需要对其进行处理。

3 治理措施

3.1 建造安装自动配料系统

自动配料系统主要实现原料的储存、自动称量配料及运送，配好的料自动转入加压式翻转橡塑捏炼机。整套系统由电脑控制部分、提升机、配料仓、分配器、给料器、电子配料秤、混合机等部分组成，并配有先进的脉冲式除尘设备满足除尘的要求。整个系统需要人工将8种物料解包投入料仓，经2台斜坡提升机、6台铆链斗式提升机提升物料入储料仓，物料由皮带供料，粉料由螺旋供料，送入称料斗配料称重，移动小车依次接料输送至暂存仓，再次复检称重，最后由皮带、输送机构送入捏炼机（见图2）。投料区域与配料区域完全隔离，投料区域上方装设吸尘罩与除尘管道对接，控制粉尘；斗式提升机密封性好，环境污染少；斜坡提升机采用刮板输送机，全部密封，装设防尘罩；配料区域进行封闭，形成密闭独立空间，防止配料过程中的残余粉尘散落至配料区域以外空间；8种配料下方均设置除尘口，设置吸尘罩，与除尘器连接；其它单元连接也全部采用密封连接的过渡设计。

3.2 改进塑炼、混炼工艺流程

原料与配方不变，购置2台大连生产的X（S）F-110*30加压式翻转橡塑捏炼机。工艺路线改进为：第一步进行配料，将填充料和橡胶辅料投入自动配料系统进行配料；第二步是塑炼工艺，橡胶称量后，直接投入开式炼胶机进行塑炼，压解成片状；第三步进行捏炼，将配好的原料和塑炼好的橡胶投入捏炼机混合碾揉均匀，完成后进行粉碎（见图3）。

捏炼机的工作原理，与密炼机相同，即使物料受压铊压力，在密闭槽内经过一对特定形状并相对回转的转子进行混炼，整个混制料过程完全处于密闭的状态下。将填充料和橡胶辅料集中在捏炼机中完成，并在捏炼机加料口装设微负压吸尘布袋除尘装置，能够有效降低粉尘飞扬，减少混制料的损失，改善产品质量与工作环境，彻底根治原开式炼胶机混炼工艺带来的污染源。

3.3 固化工序新增油烟净化器

每台固化炉配置一套DLZ-F-8油烟净化器，通过固化炉的排烟口与管道连接，配套风机采用变频控制。油烟废气被风机吸入油烟净化器，其中部分较大的油污颗粒在均流板上被捕捉。气流进入高压静电场时，在高压电场的作用下，油烟气体分离，大部分得以降解炭化，少部分微小油粒被收集在极板上下流到集油盘，经管道排出。同时，高压静电场有效地降解有害成份，起到消毒、除味作用，最后排出洁净的空气。

3.4 油漆工艺采用自动喷漆线

自动喷漆线主要实现闸瓦的输送、自动喷漆、自动烘干、冷却及废气处理。整套生产线由上件输送机构、水洗式喷漆柜、烘干输送线、排风系统、控制系统组成。抽风系统安装可拆式活性炭过滤装置，过滤空气的漆味及废气。整条线只需人工上下料，其余均自动工作。

水洗式喷漆柜采用侧抽风，并利用流动的帘状水层来收集并带走漆雾。底部有一储水槽，中部有一溢流水槽，泵将水抽至水槽，沿槽边溢流，并顺着水帘板均匀地流入底部储水槽内，水帘板挂在喷涂工件的下方，这样工件的下方形成一帘状水层。喷涂工件时，一部分漆雾随帘状水层流入水槽内，生成油漆残渣浮于水面，每周需定期清理；另一部分随空气进入抽风系统，抽风系统安装了可拆式活性炭过滤装置，过滤空气的漆味及废气，保证了环保排放要求。

自动喷漆采用静电喷漆方式，利用高压所形成的静电场来进行喷漆，多台静电喷枪固定安装，实现多台自动同时喷涂，提高了油漆的利用率，油漆材料利用率可达80～90%，较手工喷漆节约油漆60%左右，减少漆雾飞散和污染，并改善了劳动卫生条件，有利于工人的身体健康。

烘干输送线采用链条整体输送，托辊平稳输送，使用双管中波石英辐射管直接辐射加热，在烘干区内设计有合理的风量流道，烘干区内废气通过风管进入抽风系统处理。

4 验收监测

项目改造完毕后，企业再次进行了环境监测，仪器使用的是一台FCY-2防爆呼吸性粉塵采样器和一台防爆采样器，验收依据是GBZ2.1-2007标准。配料工位检测其他粉尘TWA指标为4.5 mg/m?，混炼工位检测其他粉尘TWA指标为4.41 mg/m?，国家标准为8mg/m?，结果判定合格。固化炉检测苯甲苯二甲苯联合作用指标为0.1，国家标准为≤1，结果判定合格。喷漆工位检测苯TWA指标为0.1 mg/m?，甲苯TWA为1.4 mg/m?，二甲苯TWA为0.4 mg/m?，国家标准分别为6、50、50mg/m?，结果判定合格。

5 结束语

综上所述，合成闸瓦在生产过程中，会产生大量的粉尘、废气、油烟，不仅会污染环境，还会对车间生产作业人员的健康产生极大的威胁，所以对于合成闸瓦生产过程中产生的污染治理刻不容缓，应当积极采用新工艺、新设备进行整治。

参考文献：

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[2]元晓斌，张文元.轮胎橡胶工厂炼胶烟气治理[J].河南化工，2014（31）.

[3]GB16297—1996，大气污染物综合排放标准[S].

[4]GBZ 2.1-2007，工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素[S].

作者简介：马涛（1979-），男，本科，助工，主要从事设备方面研究。