修复技术范文

2023-12-26

修复技术范文第1篇

本文介绍我们发明的“FGM”新材料及其创新的弥散强化复合工艺。

一、“FQM”新材料的研发

“FGM”即弥散强化复合金属梯度功能材料的简称,这种新材料是一种特种合金粉末系列。这种粉末系列具有易熔性,易与基材熔合,同时兼有耐磨、耐冲击、耐热、抗腐蚀等综合物理性能。粉末在基材表面被熔合后所形成的合金,其金相组织以珠光体、马氏体、奥氏体及双向耐磨合金为主。熔敷粉末由固态向液态再转化为固态时,基材金属表面氧化物脱氧,并生成低熔点的硼硅酸盐类熔渣浮出,形成保护膜,使熔化的合金与被处理的固态基材金属达到冶金结合。在这一过程中,基材表面金属向熔融金属渗透并相互扩散,最后形成冶金渗透的合金层。在施工过程中,根据不同的基材材质及结合层、过渡层、工作层、加工层等不同的层面要求,选择相匹配的粉末进行熔敷。反复进行以上的熔敷过程,即可得到组织致密,具有优良硬度、强度和韧性的结合层,使修复面达到耐磨耐蚀的特殊强化目的。

二、弥散强化复合工艺的研究与创新

经净化处理后的工件,利用激光聚焦的能量或电子束的高温原理,在瞬间将“FGM”合金粉末完全熔化,获得与基体冶金结合的覆盖层,达到恢复尺寸和强化的作用。其特点是组织细化,均匀致密,稀释率低,热影响区小,热变形小。这是传统的工艺方法。

“FGM”材料强化层经激光或电子束高温熔敷后,可达到改性的目的,使修复件的性能优于新件。但激光及电子束的设备费用昂贵,技术较复杂,修复的成本高,不易推广。

经反复试验研究,我们将普通电弧焊机通过频率转换,扩大功率等特殊改造措施,用电弧焊进行重焙,即边敷、边焊、边熔的工艺方法,完全达到了以上用激光或电子束熔敷的目的。这一熔敷工艺方法的成功实施,简化了修复所需的设备,简化了修复工艺,大大降低了修复成本,对应用“FGM”新材料的修复工程起到了很好的推动作用,受到了广大厂矿的欢迎。

三、创新的弥散强化复合工艺

1、粗化净化处理:

将待修复件进行全面检测、探伤、分析、归纳后,制订修复工艺方案,特殊情况如断裂、缺损等,应先进行必要的焊补和修整,然后再进行净化处理。

1)除去油污、锈斑、疲劳层及不规则的毛刺、边角等。

2)对于裂纹等缺陷应用电弧气刨或角向抛光,彻底消除,使金属露出光洁面为止。

3)利用碳素墨汁或普通墨汁与胶体石墨和一定粘接剂的溶液,涂刷或喷敷在待修复的面上,当用激光照射时,产生炭燃烧的烟雾和刺眼的光亮,证明待修复表面的吸收率可达到98%以上。

4)用氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钠各30g,再加合成洗涤剂0.75g,消除零件上金属碎屑及残余杂物。

5)对于磨合的较光滑的表面,应适当进行粗化处理,可用磨光机打磨或电火花拉毛,以使粉末金属易于涂敷。

2、预热:

1)必要时应对工件进行预热,预热在粗化处理后进行,较小的工件或小面积的预热,用感应线圈预热较好。

2)对于需要经常进行修复的定型工件,可制作永久性感应线圈或相应的预热工具。

3)对于零星工件可用软电线直接在工件上缠绕制作临时线圈,但要进行可靠热电绝缘。

4)为了准确确定感应加热的输入功率及加热时间,要对工件大小、材料导热性能进行试验,修正计算值,并对线圈布控调整。

5)对大型工件的预热,应根据具体情况利用煤气或加热炉进行预热。

6)预热的温度根据修复件的材质而定。

3、合金粉末的配制:

按结合层、过渡层、工作层、加工层成梯度采用浸熔法配制合金粉末,依次逐层进行熔敷,使合金(占56.3%)能综合掺入到基材金属(占43.7%)。

1)结合层:以珠光体为主,主要元素由B、C、Mn、r等组成,对于不同的工件材料要选配不同的合金,以改变原材质的金相结构,增强其结合部的韧性,达到恢复尺寸和逐步过渡强化的目的。

2)过渡层:以马氏体为主,在马氏体、贝氏体之间变化,主要元素由W、Mn、V、V、Ni、Cr组成,目的是解决各成分之间的良好融合,进一步达到金属与金属之间起到一种耐磨和减磨的作用。

3)工作层;以奥氏体组织双向耐磨合金为主,主要元素由C0、Cr、Ti、Mn、W、r、M。组成,保证强化金属有高的耐高应力磨粒磨损性能,良好的耐蚀、耐热、耐疲劳性能。

4)加工层:主要元素由C、Mn、Si、Ni、Cr等组成,目的是降低硬度及强度,便于机械加工,为加工留出余量,保证机加工的精度和光洁度。

4、熔敷:

1)熔敷的设备:经改造的普通ZX硅整流电弧焊机。所用焊条根据修复部件的材质进行选择,一般用T422、T406或T507即可。用较大的焊接规范,选用适当的焊接线能量进行熔敷。

2)按结合层、过渡层 工作层 加工层的顺序依次进行熔敷。按层次先在修复面上涂敷一层相应的粉末,涂敷的粉末厚度约0.5~1mm,长不过一根焊条可焊的长度,然后在涂敷的粉末上施焊并边焊边熔。

3)各层按工艺规定执行施用不同性能的粉末,千万不能混用。

4)要求熔敷尺寸较大时,可按层次逐层反复熔敷,直至达到要求的修复尺寸为止。

5)该工艺逐层熔敷的厚度可超过80mm,这是用传统工艺方法如火焰、等离子、超声波、爆炸、激光喷涂、喷焊等无法达到的。

四、应用实例

近年来,应用我们研制的“FGM”新材料,应用我们创新的弥散强化复合工艺,对全国数千家厂矿企业因磨损或腐蚀而损坏的设备,进行了修复工作,仅修复的大中型设备部件达数万件,绝大多数经修复的设备部件,都能达到原设计的使用寿命,不少还超过了原设计水平,给各厂矿创造了很高的经济效益,引起了各厂矿企业对修复工程的极大兴趣与重视。例如;

武钢轧板厂人字型齿轮轴,上轴重15.4T,下轴重18.8T,齿面磨损深度达4~5mm,多为点蚀状态。经修复后运行4年多仍完整无损。仅此一项即可节约资金300多万元,武钢初轧厂立辊轧机主动传动回转大型伞齿轮,重量325T,其磨损深度达4~5mm,且断齿9个。采用该技术修复后,上机使用两个周期,其磨损量仅为1.5mm,效果极佳,深受用户的好评。节约150余万元。

还有鄂城水泥厂、大冶有色金属公司铜绿山铜铁矿大齿轮、安钢集团信阳钢铁有限责任公司等的一些设备部件修复后,都取得了良好的使用效果。

修复技术范文第2篇

环境经济杂志社

环经会字(2012)03号

关于召开“全国重金属污染防治及土壤修复技术交流

大会”的通知

各有关单位:

随着我国工业经济的快速发展和城镇化水平提高,重金属进入环境的机会显著增多,对土壤、水体、大气、固废、食品等造成了不同程度的污染,同时这些重金属通过食物链进入人体,严重威胁着人体健康,由于重金属在环境中具有相对稳定性和难降解性,很难从环境中清除出来,使得重金属污染治理十分困难。

为促进经济社会可持续发展,维护人民群众环境权益和身体健康, 切实解决危害群众健康的突出环境问题,国务院和环境保护部拟定、公布实施的《重金属污染综合防治规划(2010~2015年)》,由此可见“十二五”期间,我国将把重金属污染防治列为环境保护工作重点,因此,重金属污染及土壤修复已经成为环境综合治理工作中的新难点、新课题,如何控制、治理修复重金属污染及土壤修复成为政府、行业专家、公众共同关注的热点。

为此环保部主管《环境经济》杂志社决定于2012年2月16日在北京召开“全国重金属污染防治及土壤修复技术交流大会”,届时将邀请业内知名专家及相关管理部门代表就重金属废水污染防治及土壤修复的先进技术进行专题报告,为与会者提供先进经验、讨论重金属污染防治问题、寻找解决方案、广泛交流与合作的重要平台。

一、会议时间:2012年2月16日 地点:北京友谊宾馆

二、会议主要内容

(一)政策解读与分析 1.重金属污染防治现状及对策;

2.土壤污染监测与评价技术研究及发展趋势; 3.重金属污染防治及土壤修复的相关问题思考; 4.“十二五”重金属污染防治规划及政策导向; 5.重金属污染防治及土壤修复的技术原则和技术路线; 6.“十二五”期间中央财政对重金属污染防治的投资计划;

(二)重金属污染防治技术讨论

1.电子电镀行业重金属污染治理技术; 2.石油化工行业重金属污染治理技术; 3.重金属无机盐制造业重金属污染防治技术; 4.黑色金属冶炼与轧延行业重金属污染防治技术; 5.轻工业(电池、皮革等)重金属污染防治技术; 6.有色金属选矿及冶炼行业重金属污染防治技术; 7.有机合成化工、精细化工制造业重金属污染防治技术; 8.相关行业石化、电镀、有色金属选矿、冶炼、电池、皮革等废水处理技术介绍与应用。

(三)重金属污染控制修复技术 1. 土壤肥料研发应用技术; 2. 土壤重金属污染生物修复技术; 3.金属污染工程、农业生态控制修复技术; 4.土壤重土壤重金属污染监测与评价技术; 5.土壤重金属污染物理,化学控制修复技术; 6.重金属污水处理与重金属污泥处置技术及修复技术;

7.物理法、化学法、生物法等技术在重金属水污染行业中的应用; 8.土壤、水、大气、固废中重金属污染监测、防控技术与修复技术。

三、参会费用(含资料、专家、场地等) 会议注册费:742.5元/人

四、会务组联系方式

联系电话:010-57280796 传 真:010-88116251 邮 箱:zghj0315@163.com 联系人:杨子琪 刘 路

五、汇款方式

帐户名称:北京友谊宾馆 帐 号:3500 0188 0001 92829 开 户 行:中国光大银行股份有限公司北京分行营业室

环境经济杂志社

二○一二年三月五日

全国重金属污染防治及土壤修复技术交流大会

修复技术范文第3篇

环境经济杂志社

环经会字(2012)03号

关于召开“全国重金属污染防治及土壤修复技术交流

大会”的通知

各有关单位:

随着我国工业经济的快速发展和城镇化水平提高,重金属进入环境的机会显著增多,对土壤、水体、大气、固废、食品等造成了不同程度的污染,同时这些重金属通过食物链进入人体,严重威胁着人体健康,由于重金属在环境中具有相对稳定性和难降解性,很难从环境中清除出来,使得重金属污染治理十分困难。

为促进经济社会可持续发展,维护人民群众环境权益和身体健康, 切实解决危害群众健康的突出环境问题,国务院和环境保护部拟定、公布实施的《重金属污染综合防治规划(2010~2015年)》,由此可见“十二五”期间,我国将把重金属污染防治列为环境保护工作重点,因此,重金属污染及土壤修复已经成为环境综合治理工作中的新难点、新课题,如何控制、治理修复重金属污染及土壤修复成为政府、行业专家、公众共同关注的热点。

为此环保部主管《环境经济》杂志社决定于2012年2月16日在北京召开“全国重金属污染防治及土壤修复技术交流大会”,届时将邀请业内知名专家及相关管理部门代表就重金属废水污染防治及土壤修复的先进技术进行专题报告,为与会者提供先进经验、讨论重金属污染防治问题、寻找解决方案、广泛交流与合作的重要平台。

一、会议时间:2012年2月16日 地点:北京友谊宾馆

二、会议主要内容

(一)政策解读与分析 1.重金属污染防治现状及对策;

2.土壤污染监测与评价技术研究及发展趋势; 3.重金属污染防治及土壤修复的相关问题思考; 4.“十二五”重金属污染防治规划及政策导向; 5.重金属污染防治及土壤修复的技术原则和技术路线; 6.“十二五”期间中央财政对重金属污染防治的投资计划;

(二)重金属污染防治技术讨论

1.电子电镀行业重金属污染治理技术; 2.石油化工行业重金属污染治理技术; 3.重金属无机盐制造业重金属污染防治技术; 4.黑色金属冶炼与轧延行业重金属污染防治技术; 5.轻工业(电池、皮革等)重金属污染防治技术; 6.有色金属选矿及冶炼行业重金属污染防治技术; 7.有机合成化工、精细化工制造业重金属污染防治技术; 8.相关行业石化、电镀、有色金属选矿、冶炼、电池、皮革等废水处理技术介绍与应用。

(三)重金属污染控制修复技术 1. 土壤肥料研发应用技术; 2. 土壤重金属污染生物修复技术; 3.金属污染工程、农业生态控制修复技术; 4.土壤重土壤重金属污染监测与评价技术; 5.土壤重金属污染物理,化学控制修复技术; 6.重金属污水处理与重金属污泥处置技术及修复技术;

7.物理法、化学法、生物法等技术在重金属水污染行业中的应用; 8.土壤、水、大气、固废中重金属污染监测、防控技术与修复技术。

三、参会费用(含资料、专家、场地等) 会议注册费:742.5元/人

四、会务组联系方式

联系电话:010-57280796 传 真:010-88116251 邮 箱:zghj0315@163.com 联系人:杨子琪 刘 路

五、汇款方式

帐户名称:北京友谊宾馆 帐 号:3500 0188 0001 92829 开 户 行:中国光大银行股份有限公司北京分行营业室

环境经济杂志社

二○一二年三月五日

全国重金属污染防治及土壤修复技术交流大会

修复技术范文第4篇

随着近年来国内钢铁市场及连铸行业的蓬勃发展,结晶器制造业也迅速形成了一定的规模。根据不完全统计,国内从事结晶器制造或修复的大小厂家约在50家以上,技术水平及加工能力参差不齐。

结晶器作为连铸机上最重要的部件而被称为连铸机的心脏,对连铸坯质量有重要的影响。为了更好地满足用户的生产需要,我们就方坯连铸结晶器设计、制造、使用及维护等方面的一些问题,与业内同行进行探讨。

铜管的设计和制造

1 标准的规定与执行

现在我们执行的结晶器铜管标准如下:

·《JB/T 9047——1999 弧形方坯连铸机结晶器铜管》,国家机械工业局于1999-06-28发布, 2000-01-01实施。

该标准是对于1990年1月11日首次发布的《ZB H93 002——89弧形方坯连铸机结晶器铜管》的修订。修订时仅对原标准作了编辑性修改,主要技术内容没有变化。该标准实施时间已久,急需补充、修改和完善。

·《YB/T 4141——2005连铸圆坯结晶器铜管 技术条件》中华人民共和国国家发展和改革委员会于2005-11-28发布, 2006-06-01实施。 ·《Q/SCJ4.01-2001方坯结晶器验收标准》作为首钢长白结晶器有限责任公司的企业标准于2001-02-20 发布,2001-03-01实施。该标准符合YB/T072-1995《方坯结晶器技术条件》和YB/T036.11-92 冶金设备制造与通用技术条件要求。

值得注意的是,在国内钢铁企业中,连铸机种类繁多、千差万别,结晶器及铜管作为非标设备,虽然国家对于方坯和圆坯等先后制订了相关标准,但难以适应生产形势的发展,在这方面,希望相关设计单位及制造厂认识到应有的责任,共同努力作到产品规范统一。

2 铜管的制作要求

目前,国内管式结晶器的铜管主要采用凸、凹模在卧式或立式压力机上挤压成型。断面尺寸较大的管式结晶器铜管,要求压力机的压力要大于800吨,并且适当增加挤压成型道次。

管式结晶器制作工艺的关键是铜管与模具的贴合性,即铜管的内腔尺寸要完全符合模具的制作精度。影响贴合性的主要因素有两点:

①壁厚变形量的选择。若铜管在挤压过程中变形量选择小了,铜管内表面不能产生足够的塑性变形,造成铜管不贴模;变形量选择大了,挤压阻力增大,易把成型后的管壁拉直,所以选择合适的挤压变形量是影响铜管内腔精度的关键;

②铜管成型的应力变形控制。壁厚较大的铜管,在挤压变形中,内外表面的变形量不一样;外表面的金属被拉的很长,而内表面变形较小甚至有的局部没有变形,这就造成了铜管中存在着很大的内应力,在铜管的后续机加工时,这些应力会释放出来而引起铜管变形,所以在铜管成型过程中一定要采取适当的工艺措施,消除内应力,得到合格产品。

结晶器总成及结构优化

目前国内小方坯连铸机主要有以下几种机型:德马克型、罗克普型、康卡斯特型、达涅利形以及各设计院的改进型。生产断面主要是120×120 mm2和150×150 mm2。由于小于90×90 mm2,浇铸难度高,拉漏率高,已很少生产。小方坯连铸机比大方坯、板坯连铸机,设备结构比较简单。

结晶器总成是连铸机的关键部件,其结构和性能直接影响着连铸坯的质量。我们根据国内小方坯连铸机实际使用情况,通过对结晶器总成各零部件结构的优缺点进行分析比较,试图找出一种优化组合,以满足不断提高的连铸生产需要。

结晶器总成要具有下列性能:结构简单,便于拆装和调整,易于加工制造;要有较好的结构刚性,并且重量要轻,以便在振动时,具有较小的惯性力。

小方坯结晶器总成主要由下面几种零部件组成:结晶器铜管,外水套,内水套,上下密封法兰,各种密封圈,足辊装置,足辊区喷淋装置。其中的核心零件是结晶器铜管,其它零部件围绕铜管进行装配。

近年来,随着品种钢生产的需要和自动化控制的需要,方坯结晶器总成中又增加了电磁搅拌装置和液面自动化控制装置。

1 铜管的选择

·结晶器铜管由铜或铜合金制成,长度为700-1000mm。若铜管短、拉速高,易发生漏钢;铜管过长,会增加拉坯阻力,造成铸坯横裂。现在各钢厂对拉速的要求都在提高,所以铜管长度通常定为850mm和900mm。

·铜管的内腔锥度形式对铸坯的质量影响很大。最常用的锥度形式有:单锥度、抛物线、多锥度等。铜管内腔收缩形式基准:小方坯沿中心弧线按双边收缩。由于铸坯在铜管内的收缩接近抛物线规律,所以单锥度的铜管现在已很少使用;由于连续铸钢过程中铜管在热应力和冷却水压力的作用下存在变形,故原冷态下的抛物线锥度规律也随之改变;根据我们掌握的情况认为:多锥度的铜管更适用于生产需要,尤其在多钢种浇铸中更有优势。

·按含碳量设计铜管锥度。对于方坯铜管,一般倒锥度在0.7~1.5%/m之间。20MnSi按下限选择;普碳按0.9~1.1%/m选择;中碳钢按1.0~1.3选择;高碳钢、合金钢、不锈钢按1.2~1.5%/m选择。

·拉坯速度提高,倒锥度加大。铜管长度维持不变,提高拉速后,铜管内高温区下移,下部钢坯温度升高,收缩率增大。

·铜管锥度大小与润滑种类有关。相同工作条件下,选择保护渣或油润滑的铜管锥度:前者要大于后者20%。具体锥度增加多少、在什么位置增加锥度,要根据钢厂工艺参数及钢种来确定。

·一般铜管壁厚为方坯规格的8~10%。按下限选择较为合理;按上限选择,铜管易过烧及变形。

·铜管R角以4~6㎜为宜。选择R角过小时,铜管角部不易保证镀铬层质量。

2 冷却水缝

结晶器铜管与内水套之间的水缝是冷却水的通道。水缝尺寸的大小和精度对铸坯质量影响很大,现在常用的水缝尺寸是4mm。水缝的精度要求是±0.2㎜,并且周边要尽量均匀。

内水套上常用的定位调整装置有两种:一种是固定水条式(图1),另一种是调整螺钉式(图2)。前者的优点是装配简单,缺点是制造精度较高,而且在磨损或水套变形后,水缝的精度就难以保证;后者的优点是水缝精度可以通过螺钉来调整,易于保证周边水缝尽量均匀,缺点是调整螺钉的锁紧螺母一旦松动,螺钉可能脱落造成事故。

综合上述两种形式的优缺点,我们在实践中常采用如图3所示的结构。这种结构既能实现周边水缝可以调整,又能保证在锁紧螺母松动后螺栓不脱落。

3 足辊装置

结晶器下部的足辊装置有两个作用,一是在穿引锭时,对引锭头起引导作用,防止划伤铜管。二是对刚出结晶器的铸坯具有夹持作用,尤其对有轻微脱方现象的铸坯有校正的作用。有些钢厂认为,结晶器下部带足辊装置漏钢后难于清理,所以将其取消或改成导向板装置。多数钢厂的实践证明:足辊装置的优点大于缺点,保留一排足辊还是必要的。为了便于更换和清理漏钢,足辊装置可以做成4个分体式(图4)、辊子为偏心的可调结构。

4 喷淋装置

足辊区的喷淋装置或称0段。这段冷却水的配给很重要:刚出结晶器的坯壳较薄(约10mm左右),冷却弱了易造成漏钢,冷却太强有时易产生内裂等缺陷;若冷却分布不均,易产生脱方,凹陷,纵裂等缺陷。喷淋装置通常采用2~3排扁平喷嘴。

铸坯在结晶器内部时,铸坯角部最先脱离铜管;刚出结晶器时,角部的坯壳最薄。我们认为在最上面一排喷淋环上增加角喷是必要的(见图5)。它可以增加角部坯壳的厚度,减少脱方,角部纵裂等缺陷。

5 结晶器的密封

由于结晶器内部存在0.7~1.2MPa的水压,因此密封结构的合理性对于结晶器使用中的安全性和保证生产顺利进行至关重要。结晶器的密封主要指铜管上、下端部法兰的密封及内水套与外水套分水腔处的密封。

(1) 铜管上、下端部的密封

铜管上、下端部的密封主要有下面三种结构形式(半剖图

6、

7、8):

罗克普型常用密封结构(图6)。其特点是安全可靠。若上端的侧密封失效,顶端的密封圈阻挡冷却水同钢水相遇,防止造成生产事故;即使有轻微渗水,也能继续维持生产。其缺点是更换顶端的密封圈较麻烦,得把整个结晶器全部拆开。

德马克型的典型密封结构(图7)。其优点是结构简单,更换密封圈方便;缺点是碟簧的预紧力不易掌握,若上端的密封圈失效,冷却水就会进水铜管内,容易造成生产事故。

康卡斯特和达涅利型常见结构(图8)。它兼备了前两种结构的优点,结构简单、安全可靠,维修方便。只要把顶面法兰拆掉,就可以更换上端密封圈,维护较容易,甚至可以在线维护。这种结构值得推广。

(2) 内水套与外水套分水腔处的密封

内水套与外水套分水腔处的密封主要有以下3种形式:

①矩形密封圈密封(图6)。其特点是结构简单、密封可靠,而且对外水套内水套的加工精度要求不高。其缺点是它的密封是靠上密封法兰压在水套的支撑板上来实现的,支撑板与导流管中间法兰是焊接结构,容易产生焊接变形,而且内水套在外力作用下,也易产生变形,从而影响冷却水缝的精度。

②丁形密封圈密封(图7)。其特点是结构简单密封可靠。整个内水套几乎是浮动的,在垂直和水平方向都不受外力,因此能很好地保持水缝的精度。对内、外水套的加工精度要求也不高。

③ O形密封圈密封(图8)。它也具有不受外力的优点,但对内、外水套的加工精度要求很高。如果内、外水套的同轴度不好,装配会很困难,由于大部分内、水套内腔都是弧形的,要保证内水套中间法兰的同轴度是很困难的,并且在装配时容易挤坏O形圈。

(3) 密封失效的产生原因:

结构原理、形状及尺寸的设计不合理将是密封失效的首要影响因素;制造误差,不仅影响密封的可靠性,而且将对结晶器铜管使用寿命产生较大影响;另外,密封材料及尺寸精度的选择,结晶器在制造出厂和生产检修时的安装误差,也不能忽视。

方坯连铸质量问题与结晶器的使用

1 方坯连铸质量与结晶器

连铸坯的质量与浇注工艺、浇注钢种、断面尺寸和形状、设备情况、操作条件等有密切关系。连铸坯在凝固过程中受到冷却、弯曲、拉矫等,使铸坯经受温度应力和机械应力的作用,很容易产生各种裂纹缺陷,甚至可能造成漏钢事故或废品。另外,由于设备设计不合理或操作不当,也会造成铸坯缺陷。

连铸坯表面裂纹缺陷按裂纹方向及所处位置,可以分为表面和角部纵裂纹、表面和角部横裂纹;在同样的条件下,裂纹敏感性钢种更容易产生漏钢。钢水温度过高或拉速过快是造成纵裂漏钢的主要原因。由表面裂纹引起的漏钢是影响生产的主要问题。

方坯连铸上常见的连铸坯缺陷,例如:脱方、角裂、纵裂、粘钢、抖动等,其中造成连铸坯表面缺陷和漏钢原因,一般来说绝大部分(80%以上)是在结晶器内产生的。从生产实践看,防止纵裂或漏钢的重点应放在结晶器和二冷系统上,保证结晶器有足够强度的均匀冷却。

菱形变形又称为脱方,是方坯所特有的一种形状缺陷。脱方是由于结晶器变形、锥度或圆角设计不适当、结晶器内冷却和坯壳厚度生长不均匀,引起坯壳不均匀收缩造成的。

在生产实践中,引起结晶器内冷却不均匀的因素较多,如结晶器变形、内表面光滑程度、锥度或圆角的选择、冷却水缝的均匀度、保护渣的选用、足辊的调节等都会造成结晶器冷却不均匀。注流不对中也会影响坯壳厚度均匀性。

在设备方面,减轻和防止纵裂的主要办法是设计合理的结晶器形状和冷却水分布,减少坯壳内外温差引起的热应力;正确安装结晶器,不要使处于歪扭状态;在使用过程中,对结晶器要进行定期检查,发现结晶器变形量超过规定数值时,应及时更换。 方坯连铸的突出特点是生产过程中可以控制的因素多,但主要在工艺操作(包括钢水质量和冷却水)、连铸设备和保护渣三个方面,因此可以采取某些保证质量的有效措施以取得改善连铸坯质量的效果。

2 结晶器的使用和维护

由于各钢铁厂之间工艺装备、设备状况、生产操作和管理水平等差别较大,加上结晶器使用标准各不相同,就会造成同规格、同质量的铜管产品,在不同用户的使用中有较大的差别。小方坯铜管单支过钢量一般在3000吨左右,最好的超过10000吨。例如:及时清掉铜管内在弯月面处的钢渣瘤和保护渣渣瘤,以防造成脱铬;避免因划伤铜管引起铬层开裂,可以延长铜管的使用寿命。

在结晶器的使用方面,用户一般是根据铸坯质量好坏、结晶器损伤程度、镀层磨损程度等来判断结晶器能否继续使用。首钢、包钢等企业采用在线检测结晶器锥度的方法,使连铸坯质量和结晶器寿命得到了较好的控制。

结语

综上所述,如何发挥连铸结晶器在生产中的作用,应该加强以下工作:在现有基础上,有必要进一步细化和规范结晶器铜管的设计、验收标准;改进结晶器铜管制造工艺;根据生产条件,合理选择结晶器铜管的锥度、内腔曲线、壁厚等参数要求;优化结晶器的结构,提高结晶器密封橡胶的材质性能;加强连铸结晶器的维护、保养和合理使用,以延长其使用寿命。

修复技术范文第5篇

摘要

对国内外污染土壤修復技术方法进行了探讨,并且就内蒙古土壤修复现状进行了简单分析,为内蒙古土壤修复产业的发展方向提出几点建议。通过查阅文献、数据汇总、对比分析、归纳总结,发现近年来内蒙古在土壤修复方面做出一定的成效,但是技术层面和政策层面还很不完善,未达到国内平均水平。所以,应制定完善土壤修复的地方法律、法规和技术标准;加大土壤修复领域的科研投入,引进新技术,鼓励自主创新;将土壤修复与相关行业的项目结合,配套实施,避免重复建设;加大宣传力度,提高民众的土壤污染防控意识。

关键词 土地污染;修复模式;对策;内蒙古

Repair Mode and Countermeasures for Pollution Land in Inner Mongolia

YAO Xijun1,2, ZHANG Yanyu3, WANG Zhiyong4 et al

(1. Inner Mongolia Land Surveying and Planning Institute, Hohhot, Inner Mongolia 010010; 2. School of Ecology and Environmental Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, Inner Mongolia 010010; 3. Key Laboratory of Land Use of Ministry of Land, China Land Suryeying and Planning Institute, Beijing 100035; 4. Baotou City Soil and Fertilizer Station, Baotou, Inner Mongolia 014000)

Key words Land pollution; Repair mode; Countermeasure; Inner Mongolia

近年来,内蒙古自治区凭借能矿资源产业优势,区域经济高速发展。高强度资源开发导致排入土壤的污染物逐年增加,土壤质量日趋恶化。同时,随着城市化建设和产业空间重构,众多污染企业迁移,遗留大量污染土地。原有农用地在经过多年粗放经营后,土壤中也残留了大量有机污染物。因此,污染土地的修复和再利用已成为内蒙古亟待解决的问题。该研究立足于区域生态文明建设和土地资源综合管护,对内蒙古土地资源质量状况及土壤修复的研究进展进行分析,旨在将土壤修复这一新兴产业、措施纳入内蒙古土地资源质量保护的重要组成部分中。

国内外污染土地修复研究取得重要进展。国外研究主要以欧美为代表,大体分为3个阶段:①起步于20世纪70年代后期,形成了以挖掘填埋、固化、气提为主的物理、化学修复模式;②20世纪80年代初,发展到隔离、淋洗、氧化还原、热脱附模式;③20世纪末本世纪初形成了以自然转移为主的生物、植物修复模式[1]。我国的污染土地修复主要包括有机污染修复、重金属污染修复[2-6],也经历类似的3个阶段:①20世纪80年代前,修复模式主要为物理修复,通过填埋、刮土、翻耕等措施,改善土壤微环境;②20世纪90年代,物理、化学和生物方法综合处理修复模式开始出现并逐步运用;③新世纪以来,联合修复成为主要修复模式。修复技术包括植物、微生物、动物、固化、土壤气提、化学氧化还原、热脱附、淋洗、化学萃取等,其中植物修复是研究热点。

长期对资源的掠夺式开采、GDP的盲目崇拜忽略了對土壤修复的重视,主要体现在2个方面:一方面,监管不够,监管措施没有具体的法律法规作为支撑,分工、分责不明确;另一方面,土壤修复标准和修复效果评价方法尚未出台。缺乏修复标准,很难鉴定土壤恢复到什么程度才是健康的。在世界范围内,土壤修复技术是一个新兴的研究领域。通过对美国科学情报研究所数据库的统计,发现1995年以前土壤修复技术在各国的研究开展得相对较少。在1996~2005年,土壤修复技术的研究处于过渡期,此期间对土壤修复的研究报道不断增加。2006~2010年间查阅到的相关文献数量是2005年前文献数量的2倍,说明对于土壤修复技术的研究已进入一个黄金时期[7-8]。一些发达国家从国家或区域水平上逐步确立或建立污染土壤修复标准[9-10]

1 内蒙古土地污染类型与现状

内蒙古常见土地污染类型主要包括有机物污染、重金属污染、固废污染3种。作为农牧业大省,长期以来土壤污染以有机污染物为主,农药、化肥的污染最为突出。

1.1 有机污染

20世纪80年代后期,种植业结构发生转变,粮食作物种植面积缩小,经济作物种植规模不断扩大,全区化肥用量由1981年的48万标吨上升到2000年的290万标吨,增加了近6倍,在农产品产量增加的同时导致病虫害的频发和土壤的有机污染[11]。另外,根据对内蒙古土壤肥料工作站2004年发布的7个土壤监测点的数据分析,该区土壤养分的变化趋势为:土壤有机质、全氮和碱解氮含量总的趋势呈下降态势,有效磷含量呈上升趋势,有效钾含量呈下降趋势,微量元素总体呈下降趋势。由此可知,近年来,由于全区农业生产中偏重氮、磷化肥的投入,忽视有机肥、钾肥以及微肥的投入,土壤中钾含量有余而不施或很少施用,造成土壤质量下降[12]。土壤施用氮肥不当使得硝酸盐在土壤中不断富集,导致蔬菜、瓜果等农作物硝酸盐含量超标。相关资料表明,1990年呼和浩特市59%蔬菜硝酸盐含量超过标准。

农牧交错区是生态脆弱性和变异性表现较突出的地区。内蒙古农牧交错区总面积32.81万km2,涉及全区的68个旗县市。随着现代化农业的发展,农业生产资料的投入越来越多。农药、化肥、地膜等农用物质的不合理和过度使用以及畜禽粪便等农牧业废弃物的任意排放造成农牧交错区土壤有机污染不断加重。在某种程度上,农牧交错区土壤有机污染物已成为目前区域水质恶化的一大威胁[13]

1.2 重金属污染

随着近年来内蒙古自治区产业结构的调整,工业化城镇化进入“双加速”时期。能源基地、新型化工基地、有色金属生产加工基地建设步伐的加快,加剧了土壤的重金属污染、固废污染。如部分地区重工业比例较高,企业布局不规范,治污能力弱,一些土壤污染的历史遗留问题尚未解决,重金属污染综合防治基础工作依旧薄弱,环境监管力度不大等。同时,随着该区有色生产加工基地战略的深入实施,重金属污染物总量减排和风险防范压力较大,任务艰巨。环保部门2007~2011年监测结果显示,该区重金属污染主要以砷、汞、铅、镉、铬和类金属砷为主,2011年砷、铬、铅、镉、汞排放量分别为5 152.90、205.12、12 802.08、2 188.05、83.18 kg,较2007有所减少。区内重点污染市县为巴彦淖尔市乌拉特后旗、赤峰市巴林左旗和克什克腾旗以及锡林郭勒盟、乌兰察布市、呼伦贝尔市、兴安盟等地。

1.3 其他污染

内蒙古自治区是全国唯一同时享有西部大开发和振兴东北老工业基地双向政策扶持的省区。借助区域能源优势,大量金属、工业矿物、建筑材料和能源材料被开采,给陆地生态环境带来相当大的损害。由于早期监管不严,小规模手工采矿业大量涌现,但随着能源开发的合理合法化,大多数私人煤窑关闭,导致大量开采地荒废,加剧了周边地表植被和水文条件的破坏和对大气、水体、土壤的污染。据报道,20个世纪末中国每年因采矿造成的废弃地面积达3.3万hm2。

随着经济增长与城镇化发展的加快,农区、牧区以及外来务工人员大量涌入城市,城市生存空间狭窄,城市人口的增加所产生的生活垃圾越来越多。据悉,呼和浩特市近郊土壤受到工业废弃物和生活垃圾的影响,铬和汞等金属的污染在部分地区的土壤和蔬菜中已发生[14]

2 内蒙古土地污染修复模式

污染场地修复成功与否主要由土壤修复技术高低决定,所以土壤修复技术的选择不仅受土壤污染特征的影响,而且受到政治、经济、社会等多重因素的影响。常见的土壤修复技术有生物修复、物理修复、化学修复、联合修复。表1是几种常见的土壤修复技术[15-18]

内蒙古污染土地修复研究发展较晚。目前,生产科研活动中主要采用客土修复、测土配方植树种草以及多种方法相结合的修复模式。这是生物型土壤修复。此外,还可以通过物理修复、化学修复、综合修复,使得受污染的土壤重拾生命。

2.1 客土修复模式

客土法是内蒙古土壤修复领域采取的主要模式之一。该模式对设备操作要求低,修复方法简单且速率快,因此该方法多见诸于一些矿山地质环境治理项目以及近年来自治区大力推广的农村土地整治项目。修复以剥离表土、客土、翻耕等工程措施为主。

2.2 测土配方修复模式

内蒙古存在约9 611 km2盐碱地。如此之大的未利用土地已引起农业部门的高度关注。近年来,在国家、地方两级政府科研基金的支持下,相关专业的高校、科研院所已经开始了盐碱地土壤改良的试点研究工作,采取的主要改良模式就是测土配方。根据不同的测试结果,有针对性地施以土壤改良肥料。目前,这方面的工作在河套平原和鄂尔多斯地区大力开展,已取得一定成效。

2.3 植树种草修复模式

植物修复模式是指利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、 地下水中有毒有害污染物技术的总称[19-20]。植物修复模式多见于工矿废弃地的复垦项目。由于矿区多分布于土壤肥力较差的地区,再加上采矿造成的重金属污染、塌陷、压占等破坏,土地多半无法复垦为耕地,因此本着宜林则林、宜牧则牧的原则,植树种草是内蒙古自治区区最常见的修复模式。

2.4 综合修复

任何修复措施都不是孤立存在的。内蒙古自治区目前各部门各行业开展的大量的以提高土地质量为目的的惠民项目都兼顾了几种修复措施。其中,最主要的是将物理修复中的客土法、化学修复中的测土配方和生物修复中的植物措施相结合。最典型的是内蒙古自治区开展较普遍的盐碱地改良项目。它很好地将这3种修复方法结合起来,也形成了目前内蒙古最先进的土壤修复模式。

3 污染土地修复相关政策、法规

3.1 土地修复政策法规现状

当前,内蒙古自治区甚至全国尚未有一部完善、可行的土壤修复法律法规。一些行业条文之中仅出现少量的相关的法律法规。表2是我国土壤修复相关法律、法规。其法律体系缺乏系统性和一致性。国家与地方未出台一个有针对性的法律法规[21-22]

有关制定我国污染土壤修复的法律法规普遍认为划分成3个阶段。第一阶段是1979~1995年,这一阶段属于起始阶段。这一阶段有关污染场地治理法律法规还没有开始制定,现存的是有关土壤保护方面的原则性规定。我国相关部门在1979 年颁布了《环境保护法(试行)》;在1982 年《宪法》中,也对“合理地利用土地”做出规定;在1986 年出台的《土地管理法》中进一步指出我国的基本国策就是要合理利用土地以及保护好耕地;在1995年出台了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995),该标准存在很多不足,针对性强,主要指农业土壤,而且指标不多,对污染土壤的修复与评价方面参考意义不大。

第二阶段是1995~2011年,这一阶段属于发展阶段。我国污染场地立法在这一阶段逐步有了污染场地治理制度。由于不存在专门立法,有关污染土壤的修复法律规范只是在各种法律文件中体现。在2004年出台的《国家环境保护总局办公厅关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》及《固体废物污染防治法》第 38、61、75条是从国家层面上立法。地方政府立法层面的相比国家立法显得很活跃,其中最典型的立法是在2006年出台的《浙江省固体废物污染环境防治条例》第17、52条,在2009 年 9 月出台的《江苏省固体废物污染环境防治条例》第15条。在这个阶段,各地地方政府也相继出台了相关办法和意见,如哈尔滨市于2006 年 8 月出台的《哈尔滨市危险废物污染环境防治办法》。上述属于法律文件。此外,各级地方政府部门对污染场地治理问题出台了一些规范性法律文件,如《山东省人民政府关于贯彻国发〔2005〕39 号文件进一步落实科学发展观加强环境保护的实施意见》第 11 条等。

第三个阶段是2011 年 3 月至今。这一阶段属于鼎盛黄金阶段。我国污染场地走入专业立法阶段的重要标志是在2011 年 3 月环境保护部经审议原则性通过《污染场地土壤环境管理暂行办法》。其合理治理污染场关键环节就是对土壤的治理和修复,因此对污染场地治理和土壤污染防治法立法两者进程是相统一的。目前,我国也在积极地探索土壤污染防治法。污染场地治理已成为土壤污染防治法的重要研究方向。

继北京“宋家庄事件”出现之后,原国家环保总局于2004年发出《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》(环办(2004)47号),明确指出凡是制造产生危险废物的企业、研究室等都应该在对原有的土地使用性质改变前对原址土壤和地下水进行合理、有效的污染监测分析和评价,以此作为制定土壤功能修复实施方案的依据。关于重金属污染物企业正确处理重金属污染等问题,国家分别于2008、2009年出臺了《国家环保部关于加强土壤污染防治工作的意见》和《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》(国办[2009]61号)。环境保护部也相继制定完成了《污染场地修复技术导则》、《场地环境调查技术规范》、《污染场地土壤环境管理暂行办法》、《场地环境监测技术规范》、《污染场地风险评估技术导则》和《场地环境调查技术规范》。环境保护部办公厅文件《2011年全国污染防治工作要点》(环办[2011]46号)指出,“水、空气和土壤三大环境要素是十二五期间防治工作的重点,与此同时也要注意三类污染物——重金属、化学品和危险废物的处理。”内蒙古自治区也相应出台了《内蒙古自治区重金属污染综合防治“十二五”规划》。这在一定程度上反映从国家到地方对土壤修复的重视程度越来越高。

3.2 法律法规的缺陷

3.2.1

法律法规缺失。在治理土壤污染这一问题上,我国已制定了一些法律、法规和规章,内容涵盖了农业环境保护、防治土地污染等方面。这些法律政策对改善我国土壤污染状况发挥了一定作用。但是,应看到《环境保护法》、《农业法》、《土地管理法》等现行法律法规提供的只是有关土壤污染防治的零散规定,我国目前在土壤污染防治方面并没有制定专门性的单行法律。因此,可以说我国在土壤污染防治上的法律是缺乏系统性与可操作性的,甚至可以说这方面的立法基本上是一片空白。没有相关的政策要求,导致有些地方政府对于应该修复的采取放任状态。除了政策层面的规划不足,国内土壤修复也缺乏明确的标准。对于具体的项目,修复后要达到的效果没有量化,导致修复费用和时间千差万别。

3.2.2

监管主体不清楚。治理土壤污染需要多个部门(如环保、国土、财政、规划、水利等部门)分工管理和协调工作,才能在土壤修复方面取得一定的效果。但是,当前,在这个方面政府相关部门还存在很多问题。所以,第一步应搞清管理部门,成立垂直管理的土壤污染专业管理部门。由于场地污染关联到产业链上下游且涉及环保、国土、规划、工商等多个部门,所以第2步应逐步探索实现各部门分工协作与统一行动的模式,逐渐形成对修复污染场地有利的环境,

3.2.3

修复资金的落实。这是土壤修复的核心问题。修复资金的来源是左右土壤修复行业发展的核心问题。污染土壤的修复治理需要全面考虑受污染土壤及地下水的治理,资金需求巨大。发达国家经验表明,设置专项资金,并且指出土壤修复资金落实的主要举措就是污染责任。当前,我国修复治理污染土壤没有很好的有效保障制度,修复治理工作难以开展,资金问题成为很多污染地块再开发的主要障碍。

由于很多污染土壤难以追责,“谁污染谁治理”的体系推广阻力较大。目前国内已进行修复的土壤多为具备高开发价值的地块,资金主要来自房地产开发商;对于农业用地或纯生态修复土地,资金来源成为极大的问题。目前国内除了个别政府主导项目(如湘江流域重金属修复)的资金来源明确,其他基本都是房地产开发驱动的修复需求。

4 内蒙古污染土地修复政策建议

据2000年相关数据,内蒙古自治区化肥施用总量为59.94万t,低于全国平均水平429 kg/hm2,但是化肥施用仍为土壤污染的主要途径。不容忽视的是,一直以来该区工业三废相对较少,但近年来有日益加剧的趋势。根据《内蒙古自治区土地整治规划(2010年-2015年)》目标数据,到2015年全区耕地整治总规模150万hm2,其中,新增耕地3.854万hm2,平均每年补充耕地0.76万hm2;建设高标准基本农田75.8万hm2。整治后耕地质量提高一个等级。土壤污染修复在全国来说是一个新兴的产业,在内蒙古则是一个新的事物,人们的认识程度还不夠。这一领域仅是作为高校的理论研究课题去研究,没有真正发展为一个产业。被老百姓所熟知的土地整理和复垦项目也仅仅是对土地进行了简单的翻耕、客土、植树种草等措施。这些措施在土地修复领域中属最简单也是技术含量最低的几种修复措施,达不到很好的修复效果。但,也正是这些大大小小的土地整治项目支撑着该区保证耕地资源质量有所提高的重要举措。因此,在内蒙古自治区推进土壤修复产业化进程刻不容缓。结合2000、2004、2008和2012年4届国际会议有关土壤污染与修复相关情况,内蒙古自治区在土壤修复发展方面主要工作是:在技术方面,应从单一的的修复技术走向多技术的联合修复技术,采用生物修复、植物修复和基于监测的自然修复取代原先的物理修复、化学修复和物理化学修复;在污染土壤修复决策方面,应注重污染风险评估而逐渐地降低污染物总量控制的修复目标;未来应更加注重农田耕地污染土壤的原位肥力维持性绿色修复技术而逐渐减少适用于工业企业场地污染土壤的离位肥力破坏性物化修复技术,并且从工业场地走向农田耕地。内蒙古土壤修复产业的发展与壮大要结合该区土壤污染特点与土壤修复产业发展趋势,在解决土壤污染问题的同时,兼顾国家社会经济发展和土壤修复技术的研究进展,紧密结合相关行业、领域的项目、课题,避免重复投资,达到各项资源的合理、高效利用。土壤修复产业在该区还处于萌芽期,应从以下方面去完善和提高。①在不违背大法的基础上,制定土壤修复的地方法律、法规和技术标准。根据自治区相关环境保护的法律、法规以及《内蒙古自治区重金属污染综合防治“十二五”规划》的要求,细化并制定有关土壤修复的技术标准和政策法规,用以指导土壤修复工作在该区的开展。②加大土壤修复领域的科研投入,在引进新技术的同时,鼓励自主创新。该区污染土壤的修复技术和相关仪器设备的研发处于起步阶段,且大多引进国外技术,没有针对该区土壤类型多样、污染场地复杂、污染特征各异等现状特点的技术装备,现阶段开发适合的修复设备应是该区污染场地土壤修复领域的工作重心之一。自治区财政应出台政策,鼓励区内各高校、科研院所进行土壤修复的理论性研究。在借鉴国内外成熟技术、设备的基础上,逐渐形成具有内蒙古自治区特色的土壤修复技术,以便更好地将理论研究与实践相结合,推动土壤修复技术的产业化和市场化发展。③对于增量污染土地,在“谁污染、谁治理”这一通行原则无法在土壤修复领域贯彻的情况下,必须明确责任主体,遵循“谁污染,谁治理”的原则,建立全区联网的土地污染档案,为今后土壤污染治理落实资金来源。④将土壤修复与相关行业的项目相结合,配套实施,避免重复建设。近年来,全区各地开展了大规模的土地整治活动,有农业的综合开发项目,水利部门的节水灌溉项目,土地部门的土地整理、高标准基本农田建设、工矿废弃地复垦、补充耕地、城乡建设用地增减挂钩项目等。虽然项目层出不群,但都未对土壤修复这一重要指标作出硬性要求,采用的土壤改良技术也多是简单的土壤翻耕、客土、植物工程等,并未对破坏土壤进行有针对性、实质性的修复,原因还是在于没有标准可依。今后,在这些项目的实施过程中应单独加入土壤修复这一考核指标。土壤修复措施的实施和相关的验收工作都应有专业的公司和机构完成,真正做到项目实施后土壤质量提高一个等级的要求。⑤加大宣传力度,提高民众的土壤污染防控意识。土壤污染修复是一项耗费人力、物力、财力的大工程,光靠政府和相关职能部门的能力远远不够。这就要求人们增强土壤污染常识。提高防控意识,有关环境监测部门应及时跟踪、监测、发布各地土壤污染信息,在加强人们对土壤污染认识的同时也为土壤修复提供理论、数据支持。

5 结语

内蒙古幅员辽阔,土地资源数量丰富但质量较差,土壤污染更加剧了资源短缺的严重程度。“万物土中生”,土壤质量决定万物质量。对已污染的土地资源开展有效修复,是解决土地资源短缺这一问题的切实可行的办法之一,也是区域生态文明建设和土地资源数量、质量、生态管护的必然要求。土壤修复这一新兴环保产业必将成为内蒙古今后经济社会发展中不可或缺的领域。

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