我國精鑄行業(yè)環(huán)保治理與節(jié)能降耗的發(fā)展動(dòng)態(tài)

1、我國精鑄行業(yè)我國精鑄行業(yè)環(huán)保治理與節(jié)能降耗的發(fā)展動(dòng)環(huán)保治理與節(jié)能降耗的發(fā)展動(dòng)態(tài)態(tài)中國鑄協(xié)精鑄分會(huì)中國鑄協(xié)精鑄分會(huì) 周澤衡周澤衡一一實(shí)現(xiàn)精密鑄造與生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)精密鑄造與生態(tài)環(huán)境 的和諧的和諧 精密鑄造是一項(xiàng)少無切削加工的先進(jìn)工藝，從航空航天工業(yè)到民用制造業(yè)和藝術(shù)鑄造產(chǎn)品中無不有著它的精彩身影，從古至今它已是制造業(yè)中不可缺少的基礎(chǔ)工藝手段，但是它的工藝過程中也會(huì)和其它工藝一樣，產(chǎn)生一些與人類和環(huán)境不相和諧的產(chǎn)物，以當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)水平而論，這些產(chǎn)物都是完全可以得到治理的，其關(guān)鍵是我們必須充分認(rèn)識(shí)這些有害產(chǎn)物產(chǎn)生的源地和其危害性。 由于人類的生存條件對(duì)環(huán)境保護(hù)和低炭經(jīng)濟(jì)的要求愈來愈迫切和嚴(yán)格，因此國家

2、重視并嚴(yán)格管理企業(yè)的環(huán)保節(jié)能工作，近年來企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的社會(huì)責(zé)任感在增強(qiáng)，精鑄企業(yè)已開始重視環(huán)保并采取了極積有效的治理措施，出現(xiàn)了一些生產(chǎn)文明與環(huán)境和諧的精鑄工廠。一、精密鑄造生產(chǎn)過程排放物的分析一、精密鑄造生產(chǎn)過程排放物的分析 精密鑄造生產(chǎn)過程中工序過程多，使用的輔助材料也多，它包含著許多物理和化學(xué)反應(yīng)的過程，因而必然會(huì)產(chǎn)生許多排放物，以下是按精鑄工序的一個(gè)初略分析： 從上表可知，精鑄生產(chǎn)過程中，有11個(gè)工序會(huì)產(chǎn)生不同程度的有害排放物，其排放物的種類主要有8種，其中影響最大的應(yīng)該是4種。 1、廢水。 對(duì)鑄件堿爆清砂和對(duì)不銹鋼鑄件酸洗鈍化時(shí)將產(chǎn)生的大量廢水。廢水中含有一定濃度的堿（氫氧化鈉）或酸（氫

3、氟酸、硝酸、鹽酸）及鉻、鎳等重金屬離子，特別是有害的六價(jià)鉻離子，如果直接排放將會(huì)造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。堿爆和酸洗中還會(huì)產(chǎn)生堿霧和酸霧危害工作環(huán)境。 2、廢型殼。 產(chǎn)生量大，生產(chǎn)一噸精鑄件大約會(huì)產(chǎn)生1.5噸左右的廢型殼，型殼主要材料為煅燒高嶺土或石英材料，雖未發(fā)現(xiàn)毒害用，但排放量大時(shí)也會(huì)破壞綠化植背，同時(shí)大量丟棄也是資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。 3、粉塵。 在粘漿淋砂的制殼工序及鑄件震殼拋丸的清砂工序產(chǎn)生大量的粉塵，嚴(yán)重破壞員工的操作環(huán)境，引起呼吸系統(tǒng)疾病。 同時(shí)鑄件切割、打磨工序的粉塵中含有大量金屬粉末，如果集中收集，具有回收價(jià)值。 4、煙氣。 型殼進(jìn)行高溫焙燒時(shí)產(chǎn)生大量煙氣，主要為二氧化碳，如燒煤時(shí)

4、還會(huì)產(chǎn)生二氧化硫等氣體，若是水玻璃粘結(jié)劑的型殼焙燒時(shí)還會(huì)產(chǎn)生硬化劑中氯鹽的揮發(fā)氣體，對(duì)大氣造成污染。 除以上四種排放物外，其他如蠟?zāi)Ｇ逑吹幕瘜W(xué)廢液、廢蠟、廢鋼渣等，雖然都是有害的，但因產(chǎn)生量不大，祗要設(shè)有專門的集中收集裝置，進(jìn)行集中處理加強(qiáng)管理，將可消除危害。而廢鋼渣中因混有廢金屬，社會(huì)上有專門的回收單位收集處理。二、精鑄生產(chǎn)排放物的治理方法和設(shè)備二、精鑄生產(chǎn)排放物的治理方法和設(shè)備 發(fā)達(dá)國家已經(jīng)走過了發(fā)展制造業(yè)的初級(jí)階段，他們十分重視環(huán)境保護(hù)，并有成熟經(jīng)驗(yàn)，近幾年來我國精鑄企業(yè)已開始重視生產(chǎn)中環(huán)境的保護(hù)，摸索和創(chuàng)造了一些成功的治理經(jīng)驗(yàn)，并開發(fā)了許多成熟適用的環(huán)保治理設(shè)備，在本會(huì)多次會(huì)議上得到了

5、廣泛的交流和推廣。主要有以下幾個(gè)方面。1 1、水處理及酸霧處理設(shè)備。、水處理及酸霧處理設(shè)備。 清除酸洗鈍化或電鍍廢水中的六價(jià)鉻離子及其他重金屬離子的工藝是成熟的，2005年第九屆精鑄年會(huì)上就介紹了寧波安德魯公司興建的水處理設(shè)備，以后相繼有佛山強(qiáng)潤公司，石家莊艾力格公司、蓬來金創(chuàng)閥業(yè)公司等一批企業(yè)建立了廢水處理系統(tǒng)。為了在精鑄行業(yè)大力推廣廢水處理設(shè)備，并降低設(shè)備制造成本，在本會(huì)的組織下山東東營東勝精鑄設(shè)備公司開發(fā)了適應(yīng)于精鑄行業(yè)的小型水處理設(shè)備和酸霧處理設(shè)備，設(shè)備占地面積僅30平方米,處理后水質(zhì)完全達(dá)標(biāo),可以全部回用,處理費(fèi)用僅相當(dāng)于購水的的費(fèi)用。這些努力對(duì)精鑄行業(yè)的環(huán)保治理起了示范和推動(dòng)作用。

6、2 2、型殼回收再生設(shè)備。、型殼回收再生設(shè)備。 澆注后的廢型殼通過破碎、篩分、除塵、多次磁選后的再生砂粉，經(jīng)過泰州金鼎公司、石家莊艾力格公司的生產(chǎn)驗(yàn)證，認(rèn)為完全可以作為精鑄的背層制殼材料。并開發(fā)出相應(yīng)的砂回收成套設(shè)備，因而我們建議月產(chǎn)精鑄件100噸以上工廠的應(yīng)自備回收設(shè)備，規(guī)模小的精鑄廠可按地區(qū)集中建立廢型殼回收工廠。3 3、水幕除塵設(shè)備。、水幕除塵設(shè)備。 根據(jù)生產(chǎn)工廠反應(yīng)，布袋式除塵效果雖好，但對(duì)粉塵量大的作業(yè)區(qū)布袋易堵塞失效，維護(hù)工作大。艾力格公司在制殼線上采用水幕除塵，東營嘉揚(yáng)公司與東勝精鑄設(shè)備公司也開發(fā)了水浴除塵設(shè)備克服了布袋式除塵的弱點(diǎn)，有很好的除塵效果。因此一般精鑄企業(yè)應(yīng)在制殼配漿

7、與掛砂、震殼與初拋、切割和打磨、精拋等四個(gè)作業(yè)區(qū)域設(shè)立獨(dú)立的水幕除塵裝置。 4 4、高溫?zé)煔馓幚碓O(shè)備。、高溫?zé)煔馓幚碓O(shè)備。 型殼焙燒爐排出的氯鹽揮發(fā)氣體、二氧化硫氣體等，以及熔化和澆注工部產(chǎn)生的高溫?zé)焿m，如任其自由排放，將污染大氣、腐蝕和污染廠房、危害員工健康。為適應(yīng)精鑄生產(chǎn)需求，已開發(fā)出高溫?zé)煔馓幚碓O(shè)備，根據(jù)氣體成份采用水液中和噴淋和水霧過濾的方法，達(dá)到煙氣凈化的目的。5 5、推廣推廣電加熱焙燒爐。電加熱焙燒爐。 在電力負(fù)荷允許的條件下，可以將燃油或煤氣焙燒爐改為電加熱焙燒爐，由于加熱方式由燃料燃燒加熱改為電加熱，因而沒有二氧化碳煙氣的排放。目前不少硅溶膠工藝精鑄企業(yè)已采用，一些大型的水玻璃

8、型殼精鑄企業(yè)，也在選用這種加熱方式,以沏底解決二氧化炭的排放問題。二二精鑄企業(yè)當(dāng)前節(jié)能降耗的精鑄企業(yè)當(dāng)前節(jié)能降耗的主要方向主要方向 應(yīng)用精密鑄造工藝，可以生產(chǎn)各種高合金材料的、形狀復(fù)雜難于加工的、尺寸精度高的特殊零件，它可以使幾個(gè)零件鑄造成一個(gè)復(fù)雜的整體零件，代替了許多其他的加工工藝，因而從廣義上說，它是一種節(jié)能降耗的新工藝；然而由于高熔點(diǎn)的合金材料以及由于精鑄件結(jié)構(gòu)上多為薄壁件、要求合金熔化設(shè)備容量小，因而耗電高，特別是它的鑄型制作周期長并需經(jīng)過高溫焙燒，所以它在所有的鑄造工藝中，單位重量鑄件的能耗又是最高的。正是由于這一原因其節(jié)能潛力也是最大的。 國家從低炭經(jīng)濟(jì)出發(fā)，在“十一五“規(guī)劃中提出

9、了單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%的指標(biāo)，特別是近年來燃料和原輔材料價(jià)格不斷攀升，勞動(dòng)力費(fèi)用增加，精鑄企業(yè)成本壓力加大，企業(yè)更重視節(jié)能降耗工作。 分析精鑄生產(chǎn)過程的能耗狀況，查找能耗高的工序依次是:1、熔化，2、焙燒，3、制殼。通過幾年的摸索，許多精鑄企業(yè)主要從以下幾個(gè)方向開展節(jié)能降耗工作。 一、降低精鑄制殼過程能耗。 采用硅溶膠粘結(jié)劑制殼時(shí)，每制一層殼均需在恒溫除濕的干燥間干燥8至12小時(shí)，每個(gè)型殼需經(jīng)5至6層制殼,在干噪間時(shí)間長達(dá)三天以上，需耗用大量的恒溫除濕的電能。因而如何縮短制殼生產(chǎn)周期則是節(jié)能的重要途徑。以下一些方法正在精鑄行業(yè)中探索:1、采用快乾硅溶膠 發(fā)達(dá)國家已在精鑄制殼機(jī)械手生產(chǎn)

10、線上采用快干硅溶膠制殼，干燥時(shí)間縮短至1至2小時(shí)。但由于價(jià)格昂貴在國內(nèi)未能廣泛采用，目前國內(nèi)企業(yè)已研發(fā)出這類快乾膠，并在安徽應(yīng)流集團(tuán)批量使用，原來需要三天多的制殼周期，現(xiàn)在降為一天時(shí)間，如能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，價(jià)格將可降至精鑄企業(yè)能接受的程度，將節(jié)省大量的制殼能耗。2、采用復(fù)合型殼工藝 硅溶膠粘結(jié)劑制殼是脫水膠凝固化工藝，型殼致密，故鑄件質(zhì)量好，但生產(chǎn)周期長，而水玻璃粘結(jié)劑制殼是化學(xué)固化工藝，型殼質(zhì)量稍差，但生產(chǎn)周期短，能耗低。因而國內(nèi)許多精鑄企業(yè)對(duì)一些大精鑄件如閥門和泵類零件，需要制6至8層以上的的型殼時(shí)，就采用復(fù)合型殼工藝，即面層和過渡層采用硅溶膠粘結(jié)劑，而背層采用水玻璃粘結(jié)劑，原工藝需要4至5

11、天制殼，現(xiàn)兩天可完成制殼，鑄件質(zhì)量滿足要求，且節(jié)省大量能源。二、降低型殼焙燒能耗。 型殼焙燒是精鑄生產(chǎn)耗能最大的工序，采用燃油或煤氣焙燒時(shí)按標(biāo)煤計(jì)算，其能耗超過了熔化工序，應(yīng)是重點(diǎn)的節(jié)能點(diǎn)。其主要措施為:1、改造爐型。 為了充分利用燃燒熱量，降低尾氣的排放溫度，從爐形上進(jìn)行改造。許多工廠首先是將原來的單室的箱式焙燒爐改為雙室的焙燒爐，進(jìn)而又如江蘇金鼎公司等產(chǎn)量較大的精鑄企業(yè)，采用環(huán)形回轉(zhuǎn)爐，東風(fēng)精鑄公司采用貫通式焙燒爐，使燃燒的余熱預(yù)熱型殼,降低了尾氣排放溫度,因而降低了燃料的消耗。2、選用蓄熱式節(jié)能噴嘴。 山東東營東勝公司為石家莊盛華集團(tuán)的煤氣環(huán)形焙燒爐裝上了蓄熱式節(jié)能噴嘴,尾氣溫度降到15

12、0 ,連續(xù)生產(chǎn)時(shí)可節(jié)能50%。浙江永嘉盛山鑄業(yè)公司在使用石油液化氣作燃料的1.9的箱式焙燒爐上安裝了節(jié)能噴嘴，煙氣溫度降至100以下，每爐耗氣由20降到12.5，節(jié)約液化氣60。節(jié)能噴嘴可在煤氣、天燃?xì)狻⑷加偷缺簾隣t上使用,其原理見下圖:3 、改變加熱能源。 在企業(yè)電力負(fù)荷允許的條件下，將燃油或煤氣焙燒爐改為電阻加熱爐，由于沒有燃燒氣體的排放，充分利用了能量，達(dá)到節(jié)能效果。而且利用電能是最清潔環(huán)保的。高密永和公司學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗(yàn)，最早使用硅炭棒安裝在箱式爐頂部的方式焙燒型殼，使用多年來，能耗下降，產(chǎn)品質(zhì)量提高。近年來有條件的企業(yè)都采用了這種方式取代原來的煤氣焙燒爐。 此外也有采用電阻絲為加熱元件的

13、箱式焙燒爐，如寧波安德魯公司已使用了較長時(shí)間。與硅炭棒加熱元件相比主要是當(dāng)加熱元件損壞時(shí)即電阻絲燒斷后要停爐冷卻后進(jìn)爐維修，而前者可在爐外更換，無須停爐，但兩種加熱元件消耗成本相差較大，后者具有優(yōu)勢。 由于各地電價(jià)和其他燃料價(jià)格不盡相同，改為電加熱后成本降低的數(shù)據(jù)也會(huì)不同，據(jù)某公司估計(jì)每100公斤鋼水的型殼焙燒費(fèi)用是 ： 電阻爐 35元（電價(jià)每度0.64元） 煤氣爐 60元（煤價(jià)每噸850元） 油 爐110元（柴油每噸55006000元） 因而電焙燒爐對(duì)降低成本是十分顯著的。4、提高爐子的保溫效果。 采用最好的保溫材料，如全硅酸鋁棉，使?fàn)t殼溫度降到40以下，并使?fàn)t門的密封最佳，既可節(jié)能又大大改

14、善了車間的勞動(dòng)環(huán)境，這就是要求設(shè)備制造企業(yè)從節(jié)能和環(huán)保要求出發(fā)，精益求精的設(shè)計(jì)制造。三、降低金屬熔化能耗。 由于精鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜壁薄且重量偏小，要求鋼水澆注溫度高，熔爐的容量也普遍偏小，因而比一般鑄造的噸鋼水電耗要高很多，也正是這一現(xiàn)狀，值得我們?cè)谌刍ば虻墓?jié)能上大下功夫。 1、選擇節(jié)能技術(shù)先進(jìn)的中頻電爐。 根據(jù)一些工廠在電爐上安裝電表實(shí)測來看，不同產(chǎn)地品牌的中頻爐噸鋼水耗電量相差明顯，據(jù)實(shí)測，按100公斤容量爐實(shí)測噸鋼水耗電量，最高的1220度，而最低的為940度，大部份廠都在1000度左右，相差30，除不同的操作原因外，設(shè)備的先進(jìn)性影響很大。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)可省電5至10，由于熔

15、化用電基數(shù)大，更換節(jié)能電爐受到企業(yè)重視。 2、選擇感應(yīng)電爐的最佳容量。 精鑄企業(yè)普遍采用容量100的電爐，這主要針對(duì)每組模殼鋼水重量小的小件生產(chǎn)，以免澆注時(shí)間過長而使鋼水二次氧化，但是爐子容量愈小，耗電愈大。因此許多工廠采取擴(kuò)大模組的零件數(shù)量以增加每組模殼的鋼水重量，從而擴(kuò)大感應(yīng)爐容量為150至200，除提高生產(chǎn)效率外還同時(shí)達(dá)到節(jié)電的作用。但也不宜使電爐容量過大，否則澆注時(shí)間長，鋼水易二次氧化，且鋼液存留在熔爐內(nèi)需消耗大量的保溫用電，達(dá)不到節(jié)能的目的。3、加快熔化速度縮短每爐熔化時(shí)間。 熔化相同重量的金屬液時(shí)，若熔化時(shí)間短，則由感應(yīng)圈冷卻水帶走坩堝的熱量就少，同時(shí)爐口金屬液和渣面帶走的輻射熱也

16、減少，因而可節(jié)省電能。建議電爐加大功率，每爐熔化時(shí)間由目前的30分鐘加快到20分鐘為好。 4、在感應(yīng)電爐上安裝卡式電表。 實(shí)行按爐考核電耗，促使操作者精心控制，使各項(xiàng)操作銜接緊湊,減少保溫等待時(shí)間,實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)電操作。目前東風(fēng)精鑄公司已經(jīng)按爐全面推行這一考核，并起到很好的效果。四、提高鑄件工藝出品率和降低鑄 件廢品率。 在保證鑄件的質(zhì)量的前提下，為珍惜每一滴金屬和材料，通過人為的努力，工藝出品率是可以大幅提高的。同樣鑄件的合格率在生產(chǎn)過程穩(wěn)定下也是可以提高的。這兩個(gè)指標(biāo)直接關(guān)系著能耗的高低，是節(jié)能的重要途徑。 1、重視澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 從保證鑄件質(zhì)量出發(fā)，對(duì)鑄件的澆注系統(tǒng)實(shí)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，選擇多種

17、形式的澆口，去除澆冒口系統(tǒng)中不必要的多余金屬，以提高工藝出品率。東風(fēng)精鑄公司把它作為經(jīng)常考核的項(xiàng)目，目前該公司工藝出品率已平均達(dá)到69%。 2、加大模組高度，增加每串模組鋼水的重量。 近年來許多工廠都作了這方面的改進(jìn)，一方面有利于提高工藝出品率，另一方面提高焙燒爐的容積率和感應(yīng)爐的容量，有利于節(jié)能。有的工廠每爐150公斤鋼水僅澆注10個(gè)模組。3、嚴(yán)格過程控制，降低鑄件廢品率。五、利用鑄造過程的余熱。 鑄造生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生很多被“廢棄”的熱量，是一種多余的能量，如能被利用和轉(zhuǎn)換，將是節(jié)能的一大亮點(diǎn)。國內(nèi)有些精鑄企業(yè)在進(jìn)行探索，現(xiàn)將一些萌芽的動(dòng)向介紹如下:1、利用澆注后鑄件冷卻的熱量。 寧波萬冠公司首創(chuàng)將澆注后的熱鑄件推到雙層的隧道式熱交換爐的下層,而該爐的上層放入將被預(yù)熱烘烤的型殼,東風(fēng)精鑄公司在新建生產(chǎn)線上也采用這一方案，根據(jù)他們的實(shí)踐,在連續(xù)生產(chǎn)中采用這種熱交換爐,利用鑄件冷卻的熱量,可使型殼予熱至300以上,再進(jìn)焙燒爐加熱,從而可節(jié)約焙燒能耗30%左右。某些小型精鑄企業(yè)也在探求利用澆注余熱預(yù)熱型殼的方法。2、利用感應(yīng)電爐循環(huán)冷卻水的熱量。 遼寧東港市華宇精鑄公司已成功的利用中頻感應(yīng)電爐的冷卻水(約60左右的熱水) ，作為水玻璃精鑄制殼機(jī)械流水線上的硬化劑