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鑄造能耗降低是汙染物排放減少的途徑

時間:2010-01-25 10:50

    中國GDP 約為世界的4%,但卻消耗了約為全世界7.4%的石油,31%的煤炭;31%的鋼很40%的水泥。中國經濟快速發展,現在既面臨國際激烈的競爭又面臨國內資源短缺的約束和環境惡化的壓力。《國民經濟和社會發展第十壹個五年規劃》綱要中提出:十壹五期間單位國內生產總值能源消耗降低20%,主要汙染物排放總量減少10%的目標。這是針對資源環境壓力日益增大的突出問題提出來的,體現了建設資源節約型、環境友好型社會的要求,是現實和長遠利益的需要,具有明確的政策導向。鑄造行業是消耗能源、資源的重點行業,也是對環境影響比較大的壹個行業。在我國鑄造生產中,材料和能源的投入非常高。因此采取壹切可能的辦法,大力促進鑄造行業資源節約、能源消耗低、對環境影友好地健康發展意義重大。本文提出若幹節約能源、降低消耗減少排放的途徑,希望能起到拋磚引玉的作用。

     1. 樹立和諧制造的理念

    20多年來,我國鑄造行業的發展主要靠的是依靠廉價勞動力和國內資源、能源的大量甚至超量投入實現的。隨著我國經濟快速發展、規模不斷擴大,國內能源、資源、生態環境對經濟增長的約束與日俱增,鑄造行業的發展也面臨著壹系列重大的挑戰。如果還按照過去粗放型、高增長、以犧牲資源和環境為代價的路子走下去肯定是走不通的。我國已連續六年穩居世界第壹鑄件生產大國的位置。但是,從我國鑄造行業所面臨的能源約束增強、環境安全的壓力增加、國際鑄造界競爭加劇和知識產權保護強化的態勢來看,我國鑄造要從大國變強國,要在5年內把能耗降低20%,把汙染物排放量減少10%,唯有靠創新和提高從業人員素質,靠樹立和諧制造理念、靠發展循環經濟才有希望。

   2. 以下壹些數據充分說明采用先進、適用的新技術、新工藝和新材料是直接或間接降低能耗、減少排放非常有效的辦法:我國采用水平連鑄工藝生產∮>30-250mm圓形及相應尺寸截面的球墨鑄鐵或灰口鑄鐵型材, 與砂型工藝對比性能提高1-2個牌號,鐵液利用率提高到95%以上,節能30%、節材30-50%、毛坯加工合格率達到95%以上。蠕墨鑄鐵在汽車排氣管上的使用,使壽命提高了4--5倍。使用大型沖天爐並根據需要采用外熱送風、水冷無爐襯等連續作業技術可大幅度降低單位產品能耗。采用冷芯盒工藝制芯可大幅度減少能源消耗。采用爐料預熱、減少爐蓋開啟時間、加強保溫等措施可降低電爐能耗。其他爐窯、澆包等可通過采用矽酸鋁、珍珠巖等保溫材料進行保溫來降低能耗。球墨鑄鐵鑄件采用小冒口或無冒口鑄造工藝方法、鑄鋼件采用保溫冒口和保溫補貼可使工藝出品率由60%提高到80%。采用合金包芯線技術使球化處理、蠕化處理及孕育處理工藝更加穩定,而且處理過程幾乎沒有汙染,熱損失也少。采用液態金屬過濾技術,可提高合金等級。對鑄造生產工藝過程主動地嚴格按照標準進行控制,鑄件廢品率可達到2-5%

     3. 按照循環經濟的要求開展節能與減排工作

    采用循環經濟的發展模式,建立資源節約、環境友好的鑄造行業是降低能耗的壹條重要途徑。鑄造生產過程中的各種工業爐窯是消耗資源的大戶,也是汙染環境的源頭。充分利用鑄造生產過程中的爐窯余熱可以減少能源消耗。比如山東某廠將沖天爐余熱引入到烘幹房對噴漆後的鑄件進行烘幹, 達到了節約能源的效果。利用沖天爐余熱加熱生活用水。

    按照德國人的說法:垃圾就是放錯了地方的物品。鑄造生產中的廢物減量、再利用、再循環、再制造應得到充分重視。據介紹傾倒壹噸廢砂的成本高於購買新砂成本,而且再生後的砂各項指標並不亞於新砂。按照目前國內新砂價格與再生後砂成本進行比較,再生成本僅為新砂的三分之壹。大量的爐渣經過粒化處理可以作為生產水泥的原料不失為減少汙染物排放的好方法。

     4. 充分利用近凈形工藝技術和設備來降低材料和能源消耗

    全世界每年約有1億噸金屬材料在機械加工過程中被切削掉,價值約2500億美元。加工量的減少將使得能源消耗和材料消耗可以大幅度降低。隨著技術水平的提高,鑄造工藝的獨特優點的使得諸多鑄造工藝方法成為近凈型制造工藝。下面提到的幾中工藝方法均可直接或間接地明顯降低能耗、減少排放。比如:壓鑄件只需要少量的後續加熔模鑄造大大減少了機加工量;消失模無分型面減少了清理工作量;垂直分型射壓造型工藝方法可達到錯型值僅0.1mm,減少了清理工作量;金屬半固態連鑄技術、樹脂砂、金屬型及覆砂金屬型等高精度近無切削的高效鑄造技術綜合效益良好;

     5. 加強管理體系的認證工作

    通過建立ISO9001ISO14001或其他管理體系並實施第三方認證,並認真按照管理體系的要求開展工作非常有利於節能減排。比如按照ISO14001管理體系的要求,首先要對生產過程和其他經營活動進行環境因素的識別,然後對識別出的其中包括能源和資源消耗、汙染物排放等重大環境因素制定管理方案,確定降低能耗和減排的目標和措施。經過壹段時間對管理方案的認真實施,相信能耗降低、汙染物減排的目標是完全可以達到的。

    6.重視數字制造技術及互聯網的應用

    采用CAD/CAM/CAE等信息技術不斷提升制造技術水平是有效利用資源、減少排放、提高經濟效益的重要途徑。模擬仿真是數字制造的核心,對於傳統的鑄造行業來說,鑄造行業廣泛應用CAE所起到的作用更加明顯。采用CAE/RP/RT/RM等技術可以提高產品試制的壹次成功率,從而大大節省能源和資源,另外,互聯網的應用對提高鑄造行業整體水平和間接起到節能降耗、減少排放的作用也越來越得到更多人士的認可。

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