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铸造行业能耗降低20%、污染物排放减少10%的途径

中国GDP 约为世界的4%,但却消耗了约为全世界7.4%的石油,31%的煤炭;31%的钢很40%的水泥。中国经济快速发展,现在既面临国际激烈的竞争又面临国内资源短缺的约束和环境恶化的压力。

《国民经济和社会发展第十一个五年规划》纲要中提出:十一五期间单位国内生产总值能源消耗降低20%,主要污染物排放总量减少10%的目标。这是针对资源环境压力日益增大的突出问题提出来的,体现了建设资源节约型、环境友好型社会的要求,是现实和长远利益的需要,具有明确的政策导向。

铸造行业是消耗能源、资源的重点行业,也是对环境影响比较大的一个行业。在我国铸造生产中,材料和能源的投入非常高。因此采取一切可能的办法,大力促进铸造行业资源节约、能源消耗低、对环境影友好地健康发展意义重大。本文提出若干节约能源、降低消耗减少排放的途径,希望能起到抛砖引玉的作用。

 

1.      树立和谐制造的理念

20多年来,我国铸造行业的发展主要靠的是依靠廉价劳动力和国内资源、能源的大量甚至超量投入实现的。随着我国经济快速发展、规模不断扩大,国内能源、资源、生态环境对经济增长的约束与日俱增,铸造行业的发展也面临着一系列重大的挑战。如果还按照过去粗放型、高增长、以牺牲资源和环境为代价的路子走下去肯定是走不通的。

我国已连续六年稳居世界第一铸件生产大国的位置。但是,从我国铸造行业所面临的能源约束增强、环境安全的压力增加、国际铸造界竞争加剧和知识产权保护强化的态势来看,我国铸造要从大国变强国,要在5年内把能耗降低20%,把污染物排放量减少10%,唯有靠创新和提高从业人员素质,靠树立和谐制造理念、靠发展循环经济才有希望。

 

2.      采用新技术、新工艺和新材料

以下一些数据充分说明采用先进、适用的新技术、新工艺和新材料是直接或间接降低能耗、减少排放非常有效的办法:

我国采用水平连铸工艺生产∮30-250mm圆形及相应尺寸截面的球墨铸铁或灰口铸铁型材, 与砂型工艺对比性能提高1-2个牌号,铁液利用率提高到95%以上,节能30%、节材30-50%、毛坯加工合格率达到95%以上。

蠕墨铸铁在汽车排气管上的使用,使寿命提高了4--5倍。

使用大型冲天炉并根据需要采用外热送风、水冷无炉衬等连续作业技术可大幅度降低单位产品能耗。

采用冷芯盒工艺制芯可大幅度减少能源消耗。

采用炉料预热、减少炉盖开启时间、加强保温等措施可降低电炉能耗。其他炉窑、浇包等可通过采用硅酸铝、珍珠岩等保温材料进行保温来降低能耗。

球墨铸铁铸件采用小冒口或无冒口铸造工艺方法、铸钢件采用保温冒口和保温补贴可使工艺出品率由60%提高到80%

采用合金包芯线技术使球化处理、蠕化处理及孕育处理工艺更加稳定,而且处理过程几乎没有污染,热损失也少。

采用液态金属过滤技术,可提高合金等级。

对铸造生产工艺过程主动地严格按照标准进行控制,铸件废品率可达到2-5%;而采用粗放、被动地执行标准的方法废品率可能高达30%,两者相差可达10-20%。废品是矿中黄金,废品率的降低可节约大量的能源、资源,可减少大量的污染物排放。

 

3.      按照循环经济的要求开展节能与减排工作

采用循环经济的发展模式,建立资源节约、环境友好的铸造行业是降低能耗的一条重要途径。

铸造生产过程中的各种工业炉窑是消耗资源的大户,也是污染环境的源头。充分利用铸造生产过程中的炉窑余热可以减少能源消耗。

比如山东某厂将冲天炉余热引入到烘干房对喷漆后的铸件进行烘干, 达到了节约能源的效果。

利用冲天炉余热加热生活用水。

按照德国人的说法:垃圾就是放错了地方的物品。铸造生产中的废物减量、再利用、再循环、再制造应得到充分重视。据介绍倾倒一吨废砂的成本高于购买新砂成本,而且再生后的砂各项指标并不亚于新砂。按照目前国内新砂价格与再生后砂成本进行比较,再生成本仅为新砂的三分之一。

大量的炉渣经过粒化处理可以作为生产水泥的原料不失为减少污染物排放的好方法。

 

4.      充分利用近净形工艺技术和设备来降低材料和能源消耗

全世界每年约有1亿吨金属材料在机械加工过程中被切削掉,价值约2500亿美元。加工量的减少将使得能源消耗和材料消耗可以大幅度降低。

随着技术水平的提高,铸造工艺的独特优点的使得诸多铸造工艺方法成为近净型制造工艺。下面提到的几中工艺方法均可直接或间接地明显降低能耗、减少排放。

比如:压铸件只需要少量的后续加工;

熔模铸造大大减少了机加工量;

消失模无分型面减少了清理工作量;

垂直分型射压造型工艺方法可达到错型值仅0.1mm,减少了清理工作量;

金属半固态连铸技术、树脂砂、金属型及覆砂金属型等高精度近无切削的高效铸造技术综合效益良好;

 

5.      加强管理体系的认证工作

通过建立ISO9001ISO14001或其他管理体系并实施第三方认证,并认真按照管理体系的要求开展工作非常有利于节能减排。

比如按照ISO14001管理体系的要求,首先要对生产过程和其他经营活动进行环境因素的识别,然后对识别出的其中包括能源和资源消耗、污染物排放等重大环境因素制定管理方案,确定降低能耗和减排的目标和措施。经过一段时间对管理方案的认真实施,相信能耗降低、污染物减排的目标是完全可以达到的。

 

6.      重视数字制造技术及互联网的应用

采用CAD/CAM/CAE等信息技术不断提升制造技术水平是有效利用资源、减少排放、提高经济效益的重要途径。模拟仿真是数字制造的核心,对于传统的铸造行业来说,铸造行业广泛应用CAE所起到的作用更加明显。采用CAE/RP/RT/RM等技术可以提高产品试制的一次成功率,从而大大节省能源和资源。

另外,互联网的应用对提高铸造行业整体水平和间接起到节能降耗、减少排放的作用也越来越得到更多人士的认可。

 

 

参考文献

⑴徐匡迪:制造业繁荣将持续至2020               2006.5 机械工程通讯

⑵张立波等:关于我国铸造业走自主创新道路的思考             2006.5铸造

⑶国民经济和社会发展第十一个五年规划

⑷张立波等:中国铸造新技术发展趁势                     2006.6铸造纵横   

⑸路涌祥:发扬沈鸿自主创新精神 我国振兴装备制造业  2006.5 机械工程通讯

 

 

 

李光灿:1983年毕业于太原理工大学铸造专业;

首批通过中国机械工程学会资格认可的工程师

 

现任山西华翔同创铸造有限公司副总工及管理者代表

现为中国机械工程学会高级会员;

美国材料实验学会(ASTM)会员;

 

工作单位:山西华翔同创铸造有限公司

单位地址:山西临汾市经济技术开发区河汾路1

邮编:    041000

          电话:0357-2882070

13994753969

          传真:0357-2882811

          Email: guangcanli@yahoo.com.cn

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评论 (3条) 发表评论

  • 19811022 (游客) (游客) : 你好:你们上一大型铸造需要/冲天炉及/浇注包/除尘设备吗?联系人刘经理:13964816703

    2008-01-21 11:07

  • 19811022 (游客) : 刘经理 (游客) :我是一家专业制作水冷冲天炉的厂家,全国九成以上大铸造企业都是我公司设备,国外也很多,特别是长炉龄冲天炉,近期不少厂家都已采购,近期有好几项专利一通过国家认证,我的联系方式是:13964816703刘经

    2008-01-21 11:04

  • 易吉
    易吉 : 李工,我们准备一个大型铸造,能得到你的介意和帮助吗

    2007-04-07 10:46

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