鑄造能耗降低是污染物排放減少的途徑

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(jīng)濟快速發(fā)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(huán)境惡化的壓力。閥門(mén)配件《國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十一個(gè)五年規劃》綱要中提出：十一五期間單位國內生產(chǎn)總值能源消耗降低20%，主要污染物排放總量減少10%的目標。這是針對資源環(huán)境壓力日益增大的突出問(wèn)題提出來(lái)的，體現了建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )的要求，是現實(shí)和長(cháng)遠利益的需要，具有明確的政策導向。鑄造行業(yè)是消耗能源、資源的重點(diǎn)行業(yè)，也是對環(huán)境影響比較大的一個(gè)行業(yè)。在我國鑄造生產(chǎn)中，材料和能源的投入非常高。因此采取一切可能的辦法，大力促進(jìn)鑄造行業(yè)資源節約、能源消耗低、對環(huán)境影友好地健康發(fā)展意義重大。本文提出若干節約能源、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(shù)立和諧制造的理念

20多年來(lái)，我國鑄造行業(yè)的發(fā)展主要靠的是依靠廉價(jià)勞動(dòng)力和國內資源、能源的大量甚至超量投入實(shí)現的。隨著(zhù)我國經(jīng)濟快速發(fā)展、規模不斷擴大，國內能源、資源、生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟增長(cháng)的約束與日俱增，鑄造行業(yè)的發(fā)展也面臨著(zhù)一系列重大的挑戰。如果還按照過(guò)去粗放型、高增長(cháng)、以犧牲資源和環(huán)境為代價(jià)的路子走下去肯定是走不通的。我國已連續六年穩居世界鑄件生產(chǎn)大國的位置。但是，從我國鑄造行業(yè)所面臨的能源約束增強、環(huán)境安全的壓力增加、國際鑄造界競爭加劇和知識產(chǎn)權保護強化的態(tài)勢來(lái)看，我國鑄造要從大國變強國，要在5年內把能耗降低20%，把污染物排放量減少10%，唯有靠創(chuàng )新和提高從業(yè)人員素質(zhì)，靠樹(shù)立和諧制造理念、靠發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟才有希望。

2. 以下一些數據充分說(shuō)明采用先進(jìn)、適用的新技術(shù)、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(chǎn)∮>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(gè)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(chē)排氣管上的使用，使壽命提高了4--5倍。使用大型沖天爐并根據需要采用外熱送風(fēng)、水冷無(wú)爐襯等連續作業(yè)技術(shù)可大幅度降低單位產(chǎn)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(kāi)啟時(shí)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(guò)采用硅酸鋁、珍珠巖等保溫材料進(jìn)行保溫來(lái)降低能耗。球墨鑄鐵鑄件采用小冒口或無(wú)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(xiàn)技術(shù)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(guò)程幾乎沒(méi)有污染，熱損失也少。采用液態(tài)金屬過(guò)濾技術(shù)，可提高合金等級。對鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程主動(dòng)地嚴格按照標準進(jìn)行控制，鑄件廢品率可達到2-5%

3. 按照循環(huán)經(jīng)濟的要求開(kāi)展節能與減排工作

采用循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式，建立資源節約、環(huán)境友好的鑄造行業(yè)是降低能耗的一條重要途徑。鑄造生產(chǎn)過(guò)程中的各種工業(yè)爐窯是消耗資源的大戶(hù)，也是污染環(huán)境的源頭。充分利用鑄造生產(chǎn)過(guò)程中的爐窯余熱可以減少能源消耗。比如山東某廠(chǎng)將沖天爐余熱引入到烘干房對噴漆后的鑄件進(jìn)行烘干， 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(shuō)法：垃圾就是放錯了地方的物品。鑄造生產(chǎn)中的廢物減量、再利用、再循環(huán)、再制造應得到充分重視。據介紹傾倒一噸廢砂的成本高于購買(mǎi)新砂成本，而且再生后的砂各項指標并不亞于新砂。按照目前國內新砂價(jià)格與再生后砂成本進(jìn)行比較，再生成本僅為新砂的三分之一。大量的爐渣經(jīng)過(guò)?；幚砜梢宰鳛樯a(chǎn)水泥的原料不失為減少污染物排放的好方法。

4. 充分利用近凈形工藝技術(shù)和設備來(lái)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(guò)程中被切削掉，價(jià)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(zhù)技術(shù)水平的提高，鑄造工藝的獨特優(yōu)點(diǎn)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后續加熔模鑄造大大減少了機加工量;消失模無(wú)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(tài)連鑄技術(shù)、樹(shù)脂砂、金屬型及覆砂金屬型等高精度近無(wú)切削的高效鑄造技術(shù)綜合效益良好；

5. 加強管理體系的認證工作

通過(guò)建立ISO9001ISO14001或其他管理體系并實(shí)施第三方認證，并認真按照管理體系的要求開(kāi)展工作非常有利于節能減排。比如按照ISO14001管理體系的要求，首先要對生產(chǎn)過(guò)程和其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)進(jìn)行環(huán)境因素的識別，然后對識別出的其中包括能源和資源消耗、污染物排放等重大環(huán)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(jīng)過(guò)一段時(shí)間對管理方案的認真實(shí)施，相信能耗降低、污染物減排的目標是完全可以達到的。

6.重視數字制造技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的應用

采用CAD/CAM/CAE等信息技術(shù)不斷提升制造技術(shù)水平是有效利用資源、減少排放、提高經(jīng)濟效益的重要途徑。模擬仿真是數字制造的核心，對于傳統的鑄造行業(yè)來(lái)說(shuō)，鑄造行業(yè)廣泛應用CAE所起到的作用更加明顯。采用CAE/RP/RT/RM等技術(shù)可以提高產(chǎn)品試制的一次成功率，從而大大節省能源和資源,另外，互聯(lián)網(wǎng)的應用對提高鑄造行業(yè)整體水平和間接起到節能降耗、減少排放的作用也越來(lái)越得到更多人士的認可。