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國內(nèi)鑄造業(yè)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展建議


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   鑄造行業(yè)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)效益差制約了鑄造行業(yè)的發(fā)展。合理使用能源,大力抓好節(jié)約能源是鑄造行業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。本文分析了鑄造行業(yè)能源利用現(xiàn)狀,從熔煉、加熱系統(tǒng)、造型制芯技術(shù)與裝備、低應(yīng)力鑄鐵、鑄態(tài)球墨鑄鐵、球鐵無冒口鑄造、鑄鋼保溫冒口與保溫補(bǔ)貼、沖天爐廢氣綜合利用和佘熱回收利用等方面闡述了鑄造行業(yè)行之有效的主要節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用,并對發(fā)展我國鑄造節(jié)能技術(shù)提出幾點(diǎn)措施建議。
1.問題的提出
    能源是一種重要的地球資源,是人類社會發(fā)展的物慣基礎(chǔ)。能源資源問題是關(guān)系我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局的一個(gè)重大戰(zhàn)略問題。能源供應(yīng)和利用狀況直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展。開發(fā)、合理有效地利用能源,既可保持社會的適度發(fā)展,又可減少資源消耗。目前我們所利用的能源主要是以煤、石油、天然氣等不可再生的一次性能源,用一點(diǎn)少一點(diǎn),遲早有一天消耗殆盡。我國能源資源從數(shù)量上看比較豐富,但人均占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平,而且能源利用率低,其中煤利用率不到10%。據(jù)報(bào)導(dǎo),我圍GDP的50%來源于高能耗。2003年我國GDP總量達(dá)11.58萬億元,消耗16億噸煤,2.5億噸原油,2億多噸鋼材,8億噸水泥。2004年我國GDP總量達(dá)l3.65萬億元,消耗能源更多。我國經(jīng)濟(jì)增長的成本高于世界平均水平25%以上,我國每創(chuàng)造l美元產(chǎn)值所消耗的能源是美國的4.3倍,德國和法國的7.7倍,日本的11.5倍。我國傳統(tǒng)的高投入、高消耗、高成本、低產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)增長方式應(yīng)徹底改變。我國節(jié)約能源法規(guī)定,“節(jié)能是國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針!辫T造行業(yè)是個(gè)高能耗的行業(yè),除做好能源的開發(fā)、有效利用外,長期戰(zhàn)略任務(wù)就是大力開展節(jié)能降耗工怍。
2.鑄造行業(yè)能源利用現(xiàn)狀
    鑄造在機(jī)械制造業(yè)中占有十分重要的地位,鑄造技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主體技術(shù)之一,是機(jī)械產(chǎn)品毛坯的供應(yīng)者。僅2003年就為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供1987萬噸鑄件。但鑄造是一個(gè)大量耗能的生產(chǎn)過程,是個(gè)高投入、高消耗、高或本、低產(chǎn)出的既傳統(tǒng)又不可缺少的行業(yè)。僅2004年,我國鑄造行業(yè)就消耗焦炭300萬噸,生鐵1000萬噸,新砂1000萬噸,各種粘結(jié)劑30—40萬噸。近些年來,由于我國鑄造業(yè)取得長足發(fā)展,鑄件產(chǎn)量是以犧牲環(huán)境保護(hù)、浪費(fèi)能源和材料為代價(jià)。在我國鑄造生產(chǎn)中,能源和材料的投人約占其產(chǎn)值的55%-70%。是機(jī)械工業(yè)的耗能大戶,其能耗占機(jī)械工業(yè)總能耗的23%-62%,能耗利用率為l5%-25%。我國每噸鑄件所需能源是工業(yè)發(fā)達(dá)國家的2—3倍。我國每生產(chǎn)1噸合格鑄鐵件的能耗為500-700kg標(biāo)煤,占生產(chǎn)成本的15%,而日本每噸鑄鐵件能耗僅占生產(chǎn)成本4.3%。我國每生產(chǎn)1噸合格鑄鋼件的能耗為800-1000kg標(biāo)煤,國外僅為500-800kg標(biāo)煤。造成我國鑄造業(yè)能耗高的主要原因是多方面的。
2.1 經(jīng)濟(jì)規(guī)模差專業(yè)化程度低
    我國現(xiàn)有鑄造廠點(diǎn)約2.2萬個(gè),點(diǎn)多規(guī)模小,專業(yè)化程度低。按2003年我國鑄件總量1987萬噸計(jì),平均每一鑄造企業(yè)的產(chǎn)量不足1000噸,其中300噸以下企業(yè)約占1/3,年產(chǎn)300-5000噸的企業(yè)占l/2以上,年產(chǎn)5000噸以上企業(yè)只占l/6,年產(chǎn)萬噸以上的企業(yè)約占1%。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的鑄造企業(yè)一般規(guī)模都在5000噸以上,萬噸以上的企業(yè)所占的比例很大,還有10萬噸甚至60萬噸的企業(yè)。我國鑄造專業(yè)化程度只有30%,工業(yè)發(fā)達(dá)國家達(dá)80%-90%。不難看出,我國有上萬家鑄造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模在幾百噸,而且還有相當(dāng)多的鑄造企業(yè)是“大而全”,“小而全”,沒有形成技術(shù)特色、產(chǎn)品特色,設(shè)備配置不合理,利用率低,大馬拉小車現(xiàn)象普遍存在,造成能源損失大。
2.2 鑄造生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備等基礎(chǔ)條件差
    我國鑄造生產(chǎn)過程和檢測手段不夠完善是造成能耗高的重要原因之一。
(1)熔煉
    在鑄造生產(chǎn)中,用于熔煉的能耗約占整個(gè)鑄件生產(chǎn)能耗的50%。熔煉鑄鐵時(shí),工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多數(shù)采用熱風(fēng)連續(xù)作業(yè)的長爐齡沖天爐,而我國只有少數(shù)企業(yè)采用長爐齡熱風(fēng)沖天爐。大多數(shù)沖天爐只開4-8h就打爐,造成爐體蓄熱損失(約占熔化能耗10%以上)和打爐底焦的熱損失。鐵水溫度普遍在1380℃-1450℃(國外為1500℃一1550℃)。熔煉鑄鋼時(shí),工業(yè)發(fā)達(dá)國家在冶煉合金鋼時(shí)多采用AOD、VOD設(shè)備,我國只有少數(shù)廠家采用,大多數(shù)仍采用電弧爐生產(chǎn)方式。有時(shí)企業(yè)由于電力供應(yīng)不足,采取夜間低谷用電,每次只能開4—5爐次就停爐。每新開一次爐就增加一次爐體的蓄熱損
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