石墨电极和接头机械加工吸尘系统维护与改进实践

曹元勋

摘要：吸尘系统是石墨电极以及接头机械加工过程中非常重要的成员，其运行效率会直接影响机械加工工序效率及质量. 该系统运行情况不仅会直接关系到除尘效率，同时也会影响环境保护以及物料回收，对操作人员的健康安全也会有所影响。如何做好石墨电极以及接头机械加工吸尘系统的维护以及改进工作现今科技工作者研究的重要课题之一。本文主要介绍了石墨电极以及接头机械加工除尘系统的主要除尘设备及其工作原理，阐述了吸尘管理的关键环节，并且提出了相应的系统维护及改进建议。

关键词：石墨电极；接头机械加工吸尘系统；维护；改进措施

中图分类号： TQ127 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

从材料性质上分析，石墨电极以及接头都具有脆性、非均质特点，不管是车削还是铣削加工，在产品表面应用刀具不仅仅会有剥离作用，同时还会剥离、压碎、冲击产品表面组织结构，在切削的过程中会出现不同大小石墨颗粒的碎屑，虽然这些石墨碎屑粒径分布存在随机性，但是基本上呈对数正态分布形式。一般情况下，石墨电极机加工工序消耗、接头工艺消耗分别介于10%-19%、40%-50%左右，如果在配料工序中充分回收利用这些石墨切削碎屑，可使混捏后糊料润滑性大大提高。机械加工吸尘系统运行情况不仅会直接关系到除尘效率，同时也会影响环境保护以及物料回收，对操作人员的健康安全也会有所影响，因此做好石墨电极以及接头机械加工吸尘系统的维护以及改进工作显得尤为重要。

1.石墨电极以及接头机械加工除尘系统中的主要除尘设备及其工作原理

目前，局部除尘是石墨电极以及接头机械加工的主要除尘方法。将吸尘罩安装在螺纹铣削和电极镗孔组合刀具附近以及加工部位周围的话，可以使风量消耗量以及石墨粉尘外扬大大减少。如果是移动距离较大的场合下，比如外圆加工等，通常都是采用伸缩式通风道或者随着刀具移动的折叠式通风道。一般的吸尘系统都是两级除尘，主要设备包括风机、管道、吸尘罩、除尘设备等。

第一级应用的是机械式除尘器，具体设备包括旋风除尘器、惯性除尘器、重力沉降室等，通过离心力、惯性力、重力等质量力作用可以分离、沉降气流以及石墨粉尘。惯性除尘器、重力沉降室都是低效除尘器，而旋风除尘器是中效除尘器，在石墨电极以及接头机械加工工序的初级除尘往往都会选择旋风除尘器。在进口处，含尘气体切向进入，大多数气流会随着筒体的内壁以自上而下的方式进行旋转运动，但是少量气体会做径向运动，进入到中心区内。大部分向下旋转气流在椎体顶部附近会折转向上，另外小部分会到达灰斗后折转向上，在中心区域会一边旋转，一边上升，最后有的没有分离的细尘也会随着气流排出。

在旋转的过程中，气流中的石墨尘粒在离心力作用下会慢慢在外壁上沉降并且形成外灰环。在外灰环碰撞的过程中，尘粒会产生凝聚作用，而且在外旋流的重力、推力共同作用下，会随着锥壁慢慢旋落到灰斗中。但是在靠近锥顶时，外旋流会转变成内旋流的灰斗以及回流区会出现返混，也就是指有的已经分离石墨细尘会随着内旋流向上。因为强烈的旋转离心作用，内旋流中的粉尘会在内旋流外圆柱面上聚集，从而形成内灰环。而由于巨大的离心力作用，内灰环上粒径比较大的石墨尘粒会向外壁运动，在这个过程中可能还会碰撞到逆向运动细尘，而且会共同沉降于壁面上，在外灰环旋转向下的过程中分离。有的细尘没有被分离出来，或者是较大石墨粒子被外壁弹回，会随着内旋流一起排出。

第二级除尘工序中主要采用高效除尘器，如表面过滤式除尘器等。在石墨电极以及接头机械加工工序中常常会应用外滤袋式除尘器、脉冲喷吹清灰除尘器等，这些除尘器主要采用无机纤维、天然纤维、毛毡滤料、合成纤维等织物作为滤料，将气体净化后，经过排风帽将气体排出，净化效率超过99%，而压力损失大概在1190-1510Pa左右。刚开始的新滤料除尘效率相对较低，但是在使用后因为重力沉降、静电、拦截、惯性碰撞、筛滤、扩散等作用，首先会阻留粒径较粗的粒子，网孔之间也会出现“架桥”的现象，在短时间内会在滤布表面形成一层厚厚的粉层。滤布因为粉尘层产生的滤尘作用可有效捕集滤料，这样可以大大提高过滤效率，增加阻力。虽然圆筒形的滤袋除尘器相对于扁形滤袋除尘器占地面更大，但是换袋、检修、清灰等方面具有一定优势，因此应用较为广泛。

2.石墨电极和接头机械加工吸尘系统的维护以及改进建议

2.1输料管

熟料管在石墨电极以及接头机械加工吸尘系统中，往往会在机械加工吸送式气力输送系统中出现磨损、阻塞、漏风、管道大面积阻塞等问题，严重的话可能会使整个生产加工线瘫痪。为了检查是否出现管道阻塞现象，可以采用以下方法：①在水平管或者弯管上开通一个透气孔，在正常运转时透气孔会关闭，一旦阻塞打开入孔，从透气孔中灌入外界空气，同时应敲击管壁，慢慢的使沉积物随着气流排出。②在管道的侧面以及底部用铁器敲击产生振动，从而使沉积物料松动。

2.2吸尘罩

在达到相关的工艺要求情况下要求吸尘罩的结构紧凑，合理安排吸尘管道的接口数量以及接口位置，使内部流场更好的捕集粉尘以及石墨颗粒，但是局部涡流以及死角很容易沉积石墨颗粒，也可能导致石墨颗粒返混。为了避免这种情况发生，应该对吸尘罩的铁板以及进风口橡皮进行定期检查、维护，确保吸尘罩口的严密性。同时应增加吸气口的栅网，避免排尘口被纱头等杂物堵塞。

2.3旋风除尘器

在石墨电极和接头机械加工工序中，按照石墨粉尘排压口处压力、卸灰制度、排尘量、状态及其特性、输灰设备能力等相关情况，对于除尘器卸灰装置必须要求排尘量较大、气密性良好，而且可以连续排灰，因此通常会采用双翻式卸灰阀以及回转式卸灰阀。其中双翻式卸灰阀在应用过程中应注意交替起闭上下两块翻板，同时应适当调整翻板平衡锤，不宜过重也不宜过轻，确保灰封高度及良好的气密性。而回转式卸灰阀应用过程中需要注意避免纱头、铁件等刚性物件落入阀内，使电机烧坏。

总之，吸尘系统是石墨电极以及接头机械加工过程中非常重要的成员，其运行效率会直接影响机械加工工序效率及质量，因此应加强吸尘系统的日常管理及维护工作，做好除尘设备的保养以及清洁，确保设备的安全、高效运行。

参考文献：

[1]贺启环.大气污染控制工程[M].南京：南京理工大学出版社，2012.160～184，196—209.

[2]周迟骏.化工设计指导书[M].南京：南京理工大学出版社，2012.7—16.

[3] 马菊意，秦春成，牛永生. 应用解析法讨论石墨电极的冷却问题[J]. 河南纺织高等专科学校学报. 2001（02）

[4] 许斌，任玉明，宋子逵，申改燕，周燕，魏贤勇. 超高功率石墨电极生产用炭糊料热解缩聚行为研究[J]. 炭素技术. 2009（03）