一：鑄造行業(yè)綜合節(jié)能降耗的對(duì)策分析
1. 顯性節(jié)能對(duì)策
通過設(shè)備的改進(jìn)或重置，提高設(shè)備的能源利用率;或都直接刪除部分耗能量大的工藝環(huán)節(jié)，可以將生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)直接降低。
1).提高設(shè)備能源利用水平
熔煉是鑄造生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，也是造成直接能耗的主要環(huán)節(jié)。熔煉的能耗水平同熔煉設(shè)備的能源利用率密切相關(guān)，提高設(shè)備的能源利用率是降低熔煉環(huán)節(jié)能耗的最直接的方法。在我國(guó)包括廣東省的鑄鐵生產(chǎn)中，鑄鐵的熔煉仍然是以沖天爐為主要的熔煉設(shè)備。普通沖天爐特別是中小型沖天爐熔煉，能源的利用率很低，原材料利用效率很低，鐵液成分不穩(wěn)定、鐵水澆注溫度低、鑄件質(zhì)量低，環(huán)境污染極其嚴(yán)重。因此，要實(shí)現(xiàn)鑄造的節(jié)能減排，必須堅(jiān)決淘汰普通中小型沖天爐。在電力條件許可下，應(yīng)優(yōu)先采用最先進(jìn)的熔煉技術(shù)---中頻感應(yīng)電爐熔煉工藝，或者采用大型熱風(fēng)沖天爐與工頻保溫爐雙聯(lián)熔煉工藝。
2).減少能耗環(huán)節(jié)
在鑄造生產(chǎn)中，一般需要對(duì)鑄件進(jìn)行一定的熱處理，以便消除鑄造應(yīng)力和改善微觀組織與性能。熱處理環(huán)節(jié)中發(fā)生的能耗量?jī)H次于熔煉環(huán)節(jié)。如果通過材料技術(shù)，提高鑄件質(zhì)量，使得鑄件可以在鑄態(tài)條件下直接使用，則可以省去熱處理環(huán)節(jié)，大幅節(jié)能減排。
2. 隱性節(jié)能對(duì)策
提高鑄造生產(chǎn)的整體技術(shù)水平和管理水平，其表現(xiàn)為各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的提升，也可以明顯地降低生產(chǎn)能耗。
1).采用近凈成形技術(shù)，提高成品率
鑄件的成形工藝正朝著高精度、短流程、潔凈化、高品質(zhì)等方向發(fā)展。鑄件的精確化鑄造技術(shù)包括消失模鑄造、失蠟鑄造、金屬型鑄造、半金屬型鑄造、低壓鑄造、壓鑄和半固態(tài)鑄造等。
2).優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，減少澆冒系統(tǒng)質(zhì)量，提高工藝出品率
如果鑄件爭(zhēng)割澆冒口余量過大，浪費(fèi)材料，增加修整工作量。澆量系統(tǒng)的質(zhì)量過大，降低了工藝出品率和成品率，進(jìn)而增加了單位成品能耗，因此需要通過優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)盡量減少澆冒系統(tǒng)的質(zhì)量。
3).提高鑄造質(zhì)量，降低廢品率
我國(guó)鑄造工藝、鑄件性能和質(zhì)量等方面與工業(yè)先進(jìn)國(guó)家之間的差距較大，以致我國(guó)的鑄件尺寸精度和表面粗糙度比國(guó)外差一到兩個(gè)等級(jí)，鑄件廢品率是國(guó)外平均水平的2-3倍。廢品率增加，使得工藝出品率和成品率降低，進(jìn)而增加了單位成品能耗。提高鑄造生產(chǎn)的技術(shù)水平，提高鑄件質(zhì)量，降低廢品率，也可以間接地起到節(jié)能降耗的作用。
4).計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用
應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和新產(chǎn)品開發(fā)，可縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和試制周期。在鑄造過程應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，預(yù)測(cè)鑄件中的縮松孔等鑄造缺陷，可輔助工藝人員進(jìn)行工藝優(yōu)化，指導(dǎo)鑄件實(shí)際生產(chǎn)，減少鑄件的廢品率，提高鑄件質(zhì)量：通過對(duì)澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度提高材料利用率，降低澆冒部分所占質(zhì)量比。尤其是，對(duì)于大型鑄件的研發(fā)和生產(chǎn)，必須應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬與仿真指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，大大縮短開發(fā)周期和節(jié)約費(fèi)用。
5).提高鑄件性能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化
鑄造行業(yè)的節(jié)能減排工作，不僅面向全行業(yè)，同時(shí)還應(yīng)面向全社會(huì)，產(chǎn)生更廣泛的社會(huì)意義。例如汽車鑄件比傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的鑄件復(fù)雜，質(zhì)量要求較高。為了達(dá)到汽車節(jié)能、環(huán)保的目標(biāo)，減輕汽車自重是措施。汽車每減重100千克，百公里可以節(jié)省汽油0.3升，每降低10%的汽車重量，就可減少10%的汽車排放。因此，為了節(jié)能，汽車鑄件必須輕量化、薄壁化、強(qiáng)韌化，這就對(duì)鑄造業(yè)提郵更高的要求。同時(shí)，鑄件的輕量化，會(huì)在鑄造行業(yè)這外產(chǎn)生更廣泛的節(jié)能效益。
二：綜合減排的對(duì)策分析
鑄造行業(yè)是以廢砂、廢渣、煙塵排放為主要特征的嚴(yán)重環(huán)境污染行業(yè)。減排的重點(diǎn)是采用先進(jìn)的造型材料和工藝，減少?gòu)U砂的產(chǎn)生量和綜合利用廢砂、廢渣。此外，要提高熔煉設(shè)備的效率、加強(qiáng)煙塵的治理，減少?gòu)U氣和粉塵的排放。主要分為以下兩個(gè)方面：
1).采用先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，減少污染物的產(chǎn)生量
例如沖天爐的消煙除塵，以及使用低污染、無(wú)污染和常溫硬化的砂型、砂芯粘接劑等等。在鑄鋼生產(chǎn)方面，國(guó)內(nèi)目前出現(xiàn)的一種新型改性水玻璃砂造型，提高了型砂的工藝性能，改善了型(芯)砂的潰散性，實(shí)現(xiàn) 了舊砂的干法再生回用。鑄件質(zhì)量和尺寸精度可與樹脂相媲美。
2).采用鑄造廢棄物的資源化處理新技術(shù)，減少鑄造廢棄物的排放量
包括鑄造廠廢棄物的再生和綜合利用技術(shù);鋁合金鑄件的“余熱熱處理-落砂-砂再生”集成技術(shù)等。電爐爐渣、沖天爐爐渣中90%是氧化渣，其成分與水泥成分比較接近，可以輔助性水泥材料。鑄造廠的廢砂通過加入10%的水泥、0.8%的添加劑和8%爐渣后可用來(lái)制磚、鋪瀝青路面和生產(chǎn)其他一些建筑材料。鑄造廠集成器的粉塵可用于制造水質(zhì)凈化劑。熔煉爐排放的粉塵因含有氧化鋅、氧化鋅具有良好的脫臭作用，因此熔煉排入的粉塵可用于鑄造脫臭劑。將沖天爐鑄造生產(chǎn)中產(chǎn)生的焦炭粉成型，可生產(chǎn)出強(qiáng)度高、發(fā)熱量高、成本低廉的型焦產(chǎn)品等。
根據(jù)上述分析，我國(guó)鑄造行業(yè)節(jié)能減排的核心內(nèi)容是：鑄造業(yè)的節(jié)能減排，是以提高鑄件質(zhì)量、降低廢品率、減少消耗為中心的節(jié)能減排，以發(fā)展優(yōu)質(zhì)鑄件，提高性能和質(zhì)量、降低廢品率、減少消耗為主攻方向，以發(fā)展先進(jìn)成型技術(shù)、市場(chǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用、新材料技術(shù)，采用先熔煉工藝設(shè)備、造型工藝設(shè)備，煙塵治理與廢渣綜合利用等技術(shù)集成和創(chuàng)新為主要手段，是先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)管理的集成創(chuàng)新。
注：本文由華南理工大學(xué)、廣州大學(xué)、中天創(chuàng)展球鐵公司、廣東韶鑄集團(tuán)、沈陽(yáng)鑄造研究所提供
