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(jì)快速發(fā)展，現(xiàn)在既面臨國際激烈的競爭又面臨國內(nèi)資源短缺的約束和環(huán)境惡化的壓力。閥門配件《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃》綱要中提出：十一五期間單位國內(nèi)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(biāo)。這是針對(duì)資源環(huán)境壓力日益增大的突出問題提出來的，體現(xiàn)了建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求，是現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)利益的需要，具有明確的政策導(dǎo)向。鑄造行業(yè)是消耗能源、資源的重點(diǎn)行業(yè)，也是對(duì)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(jié)約、能源消耗低、對(duì)環(huán)境影友好地健康發(fā)展意義重大。本文提出若干節(jié)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(yè)的發(fā)展主要靠的是依靠廉價(jià)勞動(dòng)力和國內(nèi)資源、能源的大量甚至超量投入實(shí)現(xiàn)的。隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、規(guī)模不斷擴(kuò)大，國內(nèi)能源、資源、生態(tài)環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)增長的約束與日俱增，鑄造行業(yè)的發(fā)展也面臨著一系列重大的挑戰(zhàn)。如果還按照過去粗放型、高增長、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(xù)六年穩(wěn)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(qiáng)、環(huán)境安全的壓力增加、國際鑄造界競爭加劇和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)強(qiáng)化的態(tài)勢(shì)來看，我國鑄造要從大國變強(qiáng)國，要在5年內(nèi)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)，靠樹立和諧制造理念、靠發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)才有希望。

2. 以下一些數(shù)據(jù)充分說明采用先進(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(yīng)尺寸截面的球墨鑄鐵或灰口鑄鐵型材, 與砂型工藝對(duì)比性能提高1-2個(gè)牌號(hào)，鐵液利用率提高到95%以上，節(jié)能30%、節(jié)材30-50%、毛坯加工合格率達(dá)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。使用大型沖天爐并根據(jù)需要采用外熱送風(fēng)、水冷無爐襯等連續(xù)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(yù)熱、減少爐蓋開啟時(shí)間、加強(qiáng)保溫等措施可降低電爐能耗。其他爐窯、澆包等可通過采用硅酸鋁、珍珠巖等保溫材料進(jìn)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(bǔ)貼可使工藝出品率由60%提高到80%。采用合金包芯線技術(shù)使球化處理、蠕化處理及孕育處理工藝更加穩(wěn)定，而且處理過程幾乎沒有污染，熱損失也少。采用液態(tài)金屬過濾技術(shù)，可提高合金等級(jí)。對(duì)鑄造生產(chǎn)工藝過程主動(dòng)地嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，鑄件廢品率可達(dá)到2-5%

3. 按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求開展節(jié)能與減排工作

采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，建立資源節(jié)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)過程中的各種工業(yè)爐窯是消耗資源的大戶，也是污染環(huán)境的源頭。充分利用鑄造生產(chǎn)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干房對(duì)噴漆后的鑄件進(jìn)行烘干， 達(dá)到了節(jié)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(cuò)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(yīng)得到充分重視。據(jù)介紹傾倒一噸廢砂的成本高于購買新砂成本，而且再生后的砂各項(xiàng)指標(biāo)并不亞于新砂。按照目前國內(nèi)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?；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(shè)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(jī)械加工過程中被切削掉，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。隨著技術(shù)水平的提高，鑄造工藝的獨(dú)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(xù)加熔模鑄造大大減少了機(jī)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(dá)到錯(cuò)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(shù)綜合效益良好；

5. 加強(qiáng)管理體系的認(rèn)證工作

通過建立ISO9001ISO14001或其他管理體系并實(shí)施第三方認(rèn)證，并認(rèn)真按照管理體系的要求開展工作非常有利于節(jié)能減排。比如按照ISO14001管理體系的要求，首先要對(duì)生產(chǎn)過程和其他經(jīng)營活動(dòng)進(jìn)行環(huán)境因素的識(shí)別，然后對(duì)識(shí)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(biāo)和措施。經(jīng)過一段時(shí)間對(duì)管理方案的認(rèn)真實(shí)施，相信能耗降低、污染物減排的目標(biāo)是完全可以達(dá)到的。

6.重視數(shù)字制造技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)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(jì)效益的重要途徑。模擬仿真是數(shù)字制造的核心，對(duì)于傳統(tǒng)的鑄造行業(yè)來說，鑄造行業(yè)廣泛應(yīng)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(jié)省能源和資源,另外，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)提高鑄造行業(yè)整體水平和間接起到節(jié)能降耗、減少排放的作用也越來越得到更多人士的認(rèn)可。