铸造行业节能减排的对策

   2020-09-01 中国铸造网李英32070
核心提示:  一:铸造行业综合节能降耗的对策分析  1. 显性节能对策  通过设备的改进或重置,提高设备的能源利

  一:铸造行业综合节能降耗的对策分析

  1. 显性节能对策

  通过设备的改进或重置,提高设备的能源利用率;或都直接删除部分耗能量大的工艺环节,可以将生产能耗数据直接降低。

  1).提高设备能源利用水平

  熔炼是铸造生产中的关键工序,也是造成直接能耗的主要环节。熔炼的能耗水平同熔炼设备的能源利用率密切相关,提高设备的能源利用率是降低熔炼环节能耗的最直接的方法。在我国包括广东省的铸铁生产中,铸铁的熔炼仍然是以冲天炉为主要的熔炼设备。普通冲天炉特别是中小型冲天炉熔炼,能源的利用率很低,原材料利用效率很低,铁液成分不稳定、铁水浇注温度低、铸件质量低,环境污染极其严重。因此,要实现铸造的节能减排,必须坚决淘汰普通中小型冲天炉。在电力条件许可下,应优先采用最先进的熔炼技术---中频感应电炉熔炼工艺,或者采用大型热风冲天炉与工频保温炉双联熔炼工艺。

  2).减少能耗环节

  在铸造生产中,一般需要对铸件进行一定的热处理,以便消除铸造应力和改善微观组织与性能。热处理环节中发生的能耗量仅次于熔炼环节。如果通过材料技术,提高铸件质量,使得铸件可以在铸态条件下直接使用,则可以省去热处理环节,大幅节能减排。

  2. 隐性节能对策

  提高铸造生产的整体技术水平和管理水平,其表现为各项技术指标的提升,也可以明显地降低生产能耗。

  1).采用近净成形技术,提高成品率

  铸件的成形工艺正朝着高精度、短流程、洁净化、高品质等方向发展。铸件的精确化铸造技术包括消失模铸造、失蜡铸造、金属型铸造、半金属型铸造、低压铸造、压铸和半固态铸造等。

  2).优化工艺设计,减少浇冒系统质量,提高工艺出品率

  如果铸件争割浇冒口余量过大,浪费材料,增加修整工作量。浇量系统的质量过大,降低了工艺出品率和成品率,进而增加了单位成品能耗,因此需要通过优化工艺设计尽量减少浇冒系统的质量。

  3).提高铸造质量,降低废品率

  我国铸造工艺、铸件性能和质量等方面与工业先进国家之间的差距较大,以致我国的铸件尺寸精度和表面粗糙度比国外差一到两个等级,铸件废品率是国外平均水平的2-3倍。废品率增加,使得工艺出品率和成品率降低,进而增加了单位成品能耗。提高铸造生产的技术水平,提高铸件质量,降低废品率,也可以间接地起到节能降耗的作用。

  4).计算机技术应用

  应用计算机技术进行产品设计和新产品开发,可缩短产品的设计和试制周期。在铸造过程应用计算机模拟技术,预测铸件中的缩松孔等铸造缺陷,可辅助工艺人员进行工艺优化,指导铸件实际生产,减少铸件的废品率,提高铸件质量:通过对浇注系统的优化设计,最大限度提高材料利用率,降低浇冒部分所占质量比。尤其是,对于大型铸件的研发和生产,必须应用计算机模拟与仿真指导产品设计和工艺设计,大大缩短开发周期和节约费用。

  5).提高铸件性能,实现产品轻量化

  铸造行业的节能减排工作,不仅面向全行业,同时还应面向全社会,产生更广泛的社会意义。例如汽车铸件比传统产业的铸件复杂,质量要求较高。为了达到汽车节能、环保的目标,减轻汽车自重是措施。汽车每减重100千克,百公里可以节省汽油0.3升,每降低10%的汽车重量,就可减少10%的汽车排放。因此,为了节能,汽车铸件必须轻量化、薄壁化、强韧化,这就对铸造业提邮更高的要求。同时,铸件的轻量化,会在铸造行业这外产生更广泛的节能效益。

  二:综合减排的对策分析

  铸造行业是以废砂、废渣、烟尘排放为主要特征的严重环境污染行业。减排的重点是采用先进的造型材料和工艺,减少废砂的产生量和综合利用废砂、废渣。此外,要提高熔炼设备的效率、加强烟尘的治理,减少废气和粉尘的排放。主要分为以下两个方面:

  1).采用先进技术和先进设备,减少污染物的产生量

  例如冲天炉的消烟除尘,以及使用低污染、无污染和常温硬化的砂型、砂芯粘接剂等等。在铸钢生产方面,国内目前出现的一种新型改性水玻璃砂造型,提高了型砂的工艺性能,改善了型(芯)砂的溃散性,实现 了旧砂的干法再生回用。铸件质量和尺寸精度可与树脂相媲美。

  2).采用铸造废弃物的资源化处理新技术,减少铸造废弃物的排放量

  包括铸造厂废弃物的再生和综合利用技术;铝合金铸件的“余热热处理-落砂-砂再生”集成技术等。电炉炉渣、冲天炉炉渣中90%是氧化渣,其成分与水泥成分比较接近,可以辅助性水泥材料。铸造厂的废砂通过加入10%的水泥、0.8%的添加剂和8%炉渣后可用来制砖、铺沥青路面和生产其他一些建筑材料。铸造厂集成器的粉尘可用于制造水质净化剂。熔炼炉排放的粉尘因含有氧化锌、氧化锌具有良好的脱臭作用,因此熔炼排入的粉尘可用于铸造脱臭剂。将冲天炉铸造生产中产生的焦炭粉成型,可生产出强度高、发热量高、成本低廉的型焦产品等。

  根据上述分析,我国铸造行业节能减排的核心内容是:铸造业的节能减排,是以提高铸件质量、降低废品率、减少消耗为中心的节能减排,以发展优质铸件,提高性能和质量、降低废品率、减少消耗为主攻方向,以发展先进成型技术、市场计算机技术应用、新材料技术,采用先熔炼工艺设备、造型工艺设备,烟尘治理与废渣综合利用等技术集成和创新为主要手段,是先进技术、先进设备、先进管理的集成创新。

:本文由华南理工大学、广州大学、中天创展球铁公司、广东韶铸集团、沈阳铸造研究所提供

 
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