鑄造車間實(shí)施清潔生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的探討

沈剛 劉成亮

摘 要：通過(guò)分析鑄造車間的高能耗、高污染和廢棄物排放現(xiàn)狀，提出實(shí)施清潔生產(chǎn)的必要性，促進(jìn)鑄造車間減少污染、保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，降低費(fèi)用，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：鑄造；清潔生產(chǎn)；節(jié)能降耗

一、鑄造車間節(jié)能減排的必要性

鑄造是機(jī)械工業(yè)的耗能大戶，能耗高、能源利用率低、污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益差等制約了鑄造行業(yè)的發(fā)展。若以每萬(wàn)元的GDP能耗作為指標(biāo)，整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)的萬(wàn)元GDP能耗為0.18噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而鑄造業(yè)約為0.80噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

《鑄造行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》在發(fā)展目標(biāo)中明確指出：“堅(jiān)持綠色鑄造戰(zhàn)略，從節(jié)約資源方面要做到減量化、再循環(huán)、再利用；減少鑄件廢品、提高鑄件質(zhì)量、減少生產(chǎn)過(guò)程的能源消耗，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和清潔生產(chǎn)?！?/p>

二、污染物排放狀況

我廠鑄造車間有砂型鑄造和精密鑄造，分為造型、制芯、澆鑄及清理等工段。生產(chǎn)過(guò)程消耗能源的主要工藝過(guò)程和設(shè)備有：①金屬的熔煉；②熱處理及型殼焙燒爐；③熱法制芯；④清理；⑤鑄造設(shè)備等。精密鑄造生產(chǎn)工藝流程如下圖：

產(chǎn)生的廢棄物主要有：廢砂、廢渣、粉塵、廢氣等。車間每年排放廢砂30多噸，作為垃圾拋售。鑄造廢氣中含有大量的有害氣體，其中主要有：冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，主要成分是粉塵、CO2、CO、NOX等；鑄件澆注后產(chǎn)生的煙氣以及采用有機(jī)粘結(jié)劑制芯與造型過(guò)程產(chǎn)生的氣體如：游離甲醛、游離酚、三乙胺等有害氣體；砂型（包括煤粉濕型砂和消失模、樹脂自硬砂等）澆注后還會(huì)產(chǎn)生CO、CO2、甲苯等有害氣體，吸入人體會(huì)嚴(yán)重?fù)p害身體健康。

三、清潔生產(chǎn)工藝分析

清潔生產(chǎn)的核心是“源頭削減和過(guò)程控制”，真正使企業(yè)實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)的污染治理到污染預(yù)防的轉(zhuǎn)變。為了減少?gòu)U棄物和對(duì)環(huán)境的污染，我廠鑄造車間從生產(chǎn)工藝與裝備要求、資源能源利用指標(biāo)、污染物產(chǎn)生指標(biāo)、廢物回收操作過(guò)程中的節(jié)能收利用指標(biāo)等幾個(gè)方面開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核。

1、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)內(nèi)部管理

通過(guò)對(duì)鑄造工序的物料、水耗、能耗投入產(chǎn)出審核分析，認(rèn)識(shí)到由于生產(chǎn)管理存在簿弱環(huán)節(jié)，原材料的質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，生產(chǎn)過(guò)程計(jì)量手段欠缺，部分污染控制工藝落后，個(gè)別設(shè)備老化等問(wèn)題，造成了投入的物耗、能耗未能物盡其用，而轉(zhuǎn)化成廢棄物污染環(huán)境。原來(lái)我車間三臺(tái)吹砂機(jī)每天消耗蒸汽5600立方，實(shí)施清潔生產(chǎn)審核以后，通過(guò)定期清理灰塵、及時(shí)關(guān)閉氣閥、調(diào)節(jié)出砂量，每天節(jié)約200立方蒸汽，節(jié)約剛玉砂200千克。

2、抓好軟件管理

如利用鑄造仿真軟件，選用新型冒口，提高鑄件工藝收得率。合理計(jì)算澆冒系統(tǒng)的冒口位置及尺寸，每件產(chǎn)品可節(jié)省原材料10千克，還能減少型砂消耗30千克。通過(guò)建立產(chǎn)品信息庫(kù)，節(jié)約了大量紙張和查閱資料的的時(shí)間，提高了工作效率。通過(guò)利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制和模擬系統(tǒng)逐步優(yōu)化、改造鑄造工藝，將不斷地提高生產(chǎn)效率。

3、改進(jìn)原材料

在鑄件生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)改進(jìn)原材料，可以從根本上提高運(yùn)行效率，節(jié)約成本，避免產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題。例如：采用優(yōu)質(zhì)礦砂，減少了粉塵，提高了鑄件質(zhì)量。采用水基涂料替代油漆溶劑；鋁合金的熔煉過(guò)程中采用環(huán)保的精煉劑，代替六氯乙烷或者氯氣；這樣不但提高了熔煉質(zhì)量，而且簡(jiǎn)化了操作，減少了成本，降低了污染。

4、抓好工藝設(shè)計(jì)的源頭

工藝設(shè)計(jì)處于鑄造生產(chǎn)工序的最前端，是鑄造生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和清潔化生產(chǎn)的源頭。主要清潔生產(chǎn)工藝有：

①改進(jìn)型砂工藝，選用堿酚醛樹脂自硬砂（鑄鋼）和呋喃樹脂自硬砂（鑄鐵），不僅提高鑄件品質(zhì)，而且可減少鑄件毛坯尺寸余量，節(jié)約金屬液，砂模和坭芯省卻了烘烤工序，節(jié)約大量能源消耗，減少了大量煙氣排放。

②根據(jù)企業(yè)自主研發(fā)技術(shù)，添加適量稀土元素，可明顯提高鑄造磨球的機(jī)械性能，應(yīng)用該技術(shù)研發(fā)新一代性價(jià)比更高的超硬鑄造磨球在諸多方面都具有特別重要的意義。

③熔化過(guò)程中原有的沖天爐已由中頻感應(yīng)熔化電爐代替，熔化時(shí)煙塵較小，對(duì)環(huán)境影響較小，無(wú)污水排放。

④工藝落砂、混砂、砂處理過(guò)程均采用封閉收塵處理，污染物排放量小，另一方面也很大程度地改善了工人的工作環(huán)境。

5、提高金屬成品率

金屬成品率較低，無(wú)形中給企業(yè)增加額外的運(yùn)營(yíng)成本：大量過(guò)剩的金屬的收集、回爐，需要花費(fèi)大量的成本；金屬的熔煉與保溫再次消耗能源；加重了設(shè)備的金屬處理能力所帶來(lái)的資金投入；鑄件清理的額外成本；收集、分類金屬的耗時(shí)；設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。通過(guò)以下途徑提高金屬成品率：減少融化環(huán)節(jié)的損失；減少金屬灑漏及結(jié)成金屬塊；盡量減小鑄件重量；減少研磨損失；減少?gòu)U品率；模擬鑄件生產(chǎn)；金屬過(guò)濾；采用直接澆注技術(shù)。

6、加強(qiáng)能源和原輔材料的管理，促使節(jié)能工作向縱深發(fā)展

如在火離心輪生產(chǎn)過(guò)程中，鐵釘用于固定內(nèi)澆口處型砂，且用量大，通過(guò)回收再利用，每年減少鐵釘70%。又如新坩堝在使用時(shí)，很容易被鋁合金液電解腐蝕，通過(guò)高溫回火，得到回火索氏體，提高了坩堝硬度，平均壽命延長(zhǎng)二個(gè)月。

7、減少固體廢棄物

鑄造廢砂、廢渣是鑄造中排量最大的固體廢棄物。我廠通過(guò)廢物分流、重復(fù)使用、優(yōu)化使用噴丸介質(zhì)和優(yōu)化使用砂和粘合砂等途徑，可以在鑄造生產(chǎn)中避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)品。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著“節(jié)能減排”工作力度的加大，企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)已經(jīng)刻不容緩。清潔生產(chǎn)也能為企業(yè)提供一個(gè)新的利潤(rùn)空間，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“雙贏”的理想狀態(tài)。推行清潔生產(chǎn)及開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核無(wú)論從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境還是社會(huì)責(zé)任境角度均符合綠色鑄造企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

（作者單位：中國(guó)航發(fā)貴州紅林航空動(dòng)力控制科技有限公司）