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(wú)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(duì)發(fā)展我國(guó)鑄造節(jié)能技術(shù)提出幾點(diǎn)措施建議。
1.問(wèn)題的提出
能源是一種重要的地球資源，是人類社會(huì)發(fā)展的物慣基礎(chǔ)。能源資源問(wèn)題是關(guān)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局的一個(gè)重大戰(zhàn)略問(wèn)題。能源供應(yīng)和利用狀況直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展。開(kāi)發(fā)、合理有效地利用能源，既可保持社會(huì)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(guó)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(lái)源于高能耗。2003年我國(guó)GDP總量達(dá)11.58萬(wàn)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(guó)GDP總量達(dá)l3.65萬(wàn)億元，消耗能源更多。我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的成本高于世界平均水平25％以上，我國(guó)每創(chuàng)造l美元產(chǎn)值所消耗的能源是美國(guó)的4.3倍，德國(guó)和法國(guó)的7.7倍，日本的11.5倍。我國(guó)傳統(tǒng)的高投入、高消耗、高成本、低產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式應(yīng)徹底改變。我國(guó)節(jié)約能源法規(guī)定，“節(jié)能是國(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。”鑄造行業(yè)是個(gè)高能耗的行業(yè)，除做好能源的開(kāi)發(fā)、有效利用外，長(zhǎng)期戰(zhàn)略任務(wù)就是大力開(kāi)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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門提供1987萬(wàn)噸鑄件。但鑄造是一個(gè)大量耗能的生產(chǎn)過(guò)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(guó)鑄造行業(yè)就消耗焦炭300萬(wàn)噸，生鐵1000萬(wàn)噸，新砂1000萬(wàn)噸，各種粘結(jié)劑30—40萬(wàn)噸。近些年來(lái)，由于我國(guó)鑄造業(yè)取得長(zhǎng)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(guó)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(guó)每噸鑄件所需能源是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的2—3倍。我國(guó)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(guó)每生產(chǎn)1噸合格鑄鋼件的能耗為800-1000kg標(biāo)煤，國(guó)外僅為500-800kg標(biāo)煤。造成我國(guó)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(guó)現(xiàn)有鑄造廠點(diǎn)約2.2萬(wàn)個(gè)，點(diǎn)多規(guī)模小，專業(yè)化程度低。按2003年我國(guó)鑄件總量1987萬(wàn)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(wàn)噸以上的企業(yè)約占1％。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的鑄造企業(yè)一般規(guī)模都在5000噸以上，萬(wàn)噸以上的企業(yè)所占的比例很大，還有10萬(wàn)噸甚至60萬(wàn)噸的企業(yè)。我國(guó)鑄造專業(yè)化程度只有30％，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)80％-90％。不難看出，我國(guó)有上萬(wàn)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(méi)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(guó)鑄造生產(chǎn)過(guò)程和檢測(cè)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(guó)家大多數(shù)采用熱風(fēng)連續(xù)作業(yè)的長(zhǎng)爐齡沖天爐，而我國(guó)只有少數(shù)企業(yè)采用長(zhǎng)爐齡熱風(fēng)沖天爐。大多數(shù)沖天爐只開(kāi)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(guó)外為1500℃一1550℃)。熔煉鑄鋼時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在冶煉合金鋼時(shí)多采用AOD、VOD設(shè)備，我國(guó)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(kāi)4—5爐次就停爐。每新開(kāi)一次爐就增加一次爐體的蓄熱損
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