十二五铸造行业节能减排措施及对策研究

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2022年10月29日发
(作者:祖国不会忘记 歌词)

第26卷第1期

·开发与创新·

2013年1月

文章编号:1002-6673(2013)01-028-03

Development&InnovationofMachinery&ElectricalProducts

机电产品开发与创新Vol.26,No.1

Jan.,2013

“十二五”铸造行业节能减排措施及对策研究

柳建国1,黄天佑2,杜孔明1

(1.东风精密铸造有限公司,湖北十堰4427142.清华大学机械工程系,北京100084)

摘要:介绍了我国铸造业的现状、能源消耗及废弃物排放情况以及高能耗、高污染的主要原因,对今后铸

造业节能减排潜力进行了分析,推广先进的铸造技术和装备实现清洁生产,提出了促进我国铸造行

业节能减排工作的若干措施和相关建议。

关键词:

铸造;节能减排;对策

中图分类号:F4文献标识码:Adoi:10.3969/.1002-6673.2013.01.011

StudyontheStrategyofEnergyConrvationandEmissionsReductionofChineFoundryIndustry

Duringthe12thFive-YearPlanPeriod

LIUJian-Guo1,HUANGTian-You2,DUKong-Ming1

(ngInvestmentCastingCo.,Ltd.,ShiyanHubei442714,China;

mentofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

Abstract:ItprentsthecurrentsituationofChinefoundryindustry,energyconsumption,wastedischargeandthemajorreasonresulting

horoughanalysisofenergyconrvationandemissionsreductionandpromoting

advancedfoundrytechnologyandequipmentforcleanerproduction,measuresandrelatedpolicyproposalareputforward.

Keywords:foundry;energyconrvationandemissionreduction;strategies

0引言

全国节能减排基本实现了“十一五”规划纲要确定

的约束性目标,也为实现“十二五”节能减排目标奠

定了坚实基础。2011年8月31日国务院印发“十二

五”节能减排综合性工作方案,到2015年,全国万元

国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤(按2005年

价格计算),比2010年的1.034吨标准煤下降16%;二

氧化硫和氮氧化物排放量分别控制在2086.4和2046.2

万吨,比2010年分别下降8%和10%的目标[1]。

铸造行业是消耗能源的重点行业,也是对环境影

响较大的行业之一。必须加大力度开展工作,形成全

行业共同参与、推进节能减排的良好氛围,以

促进“十二五”节能目标实现。

发达国家产业转移等因素,使我国铸造业得以迅猛发

展,我国铸件总量连续11年居世界首位,铸件产量以

平均每年10.9%的速度增加,见表1[2]。

1.2铸造行业的主要能源消耗

铸造是资源消费密集型行业,从整体上看,粗放型

的经济增长方式尚未根本转变,“高消耗、高排放、循

环差、低效率”的问题仍十分突出。

铸造行业的能源消耗主要包括:焦炭、电、油、天

然气。现阶段,各类能源消耗所占的比例约为:焦炭

50%、电32%、油和天然气18%[3]。

铸造企业生产过程消耗能源的主要工艺过程和设备

有:①金属的熔炼及各种熔炼炉、保温炉等;②混砂、

表12000~2010年我国铸件产量增长统计

Tab.1Theoutputgrowthofchinecastingsfor2000~2010

年份1我国铸造业的能源消耗和废弃物

排放现状

1.1行业规模

改革开放以来,尤其20世纪末到21世纪

初,随着我国国民经济持续、快速发展,加上

修稿日期:2012-11-04

20002001

1489

6.7

2002

1626

9.2

2003

1987

22.2

2004

2242

12.8

2005

2442

8.9

2006

2809

15.0

2007

3127

11.3

2008

3350

7.1

2009

3530

5.4

2010

3960

12.2

铸件总产

1395

量(万t)

比上一年

增长(%)

10.3

造型、热法制芯、型壳焙烧及各种混砂、造型机、制芯

机、焙烧炉及砂再生设备等;③铸件后处理及各种热处

理炉、清理设备、焊补及喷涂设备等。

与国外一些发达国家(德国、日本)相比,在“十一

五”末期,平均生产每吨铸铁件的能耗,远比发达国家

作者简介:柳建国(1976-),男,内蒙古赤峰人,工程师。主要

从事铸造行业发展及节能减排研究工作。

28

表2与发达国家吨铸件

要高,大致是他们的2倍,见

的能耗对比(kgce/t)

表2。

Tab.2Theenergy1.3主要固体废弃物和烟气

consumptionpertonof排放情况

maindevelopedcountry

铸造行业的废弃物主要有:

castings(kgce/t)

废砂、废渣、粉尘、烟气等,

国家德国中国

不同铸造工艺(装备)产生的主

能耗298~600

要废弃物和烟气情况见表3。

表3不同铸造工艺(装备)固体废弃物和烟气排放情况

Tab.3Solidwastedischargeandfluegamissionwith

differenttechnology(equipments)

砂型铸造熔模铸造有色铸造离心铸造

项目

废弃物烟气废弃物烟气

废弃

烟气废弃物烟气

主要废旧砂冲天炉废型壳

焙烧

熔化

废油

燃料废砂高炉

熔炉电炉废渣电炉

次要

冲天炉制芯炉废制壳

渣粉尘浇注渣粉尘浇注

粉尘浇注粉尘浇注

其它清理(铁屑、废砂等)

目前,我国大多数铸造企业污染物排放较高,资源综

合利用率较低,仍然是将废砂、废渣等废弃物运到郊区、偏

僻地方堆积、填埋,这将对自然环境造成长期、严重污染。

2造成我国铸造业高能耗、高污染的主要原因

2.1铸造企业工艺装备总体水平落后于发达国家

以大批量生产铸铁企业为例,国外多数企业采用自动

造型线、热风冲天炉—电炉双联熔炼、现代制芯中心等生

产装备及热分析仪、真空直读光谱仪等先进检测设备,我

国只有少数企业可与之相比,大部分企业仍相差甚远。

2.2铸件生产的能耗、污染物排放较高,资源综

合利用率较低

我国铸件生产的能耗是工业发达国家同类工艺的

1.5~2倍,相当多的中小企业生产工艺落后,清洁生产

的装备、原辅材料普及率不高,污染物排放量大,且没

有配备有效的末端治理设施。并且,我国的铸造企业在

节能减排方面的投资仅占其设备总投资的5%~8%,相

当于工业发达国家的1/4,我国吨铸件的各种污染物排

放总量是工业发达国家的3~5倍。相当多铸造企业没有

配备有效的旧砂再生回用设施,大量废砂、废渣作为一

般垃圾处理,资源化综合利用率较低[4]。

2.3企业自主创新能力差

企业技术创新能力差、发明专利相对较少,高校、

研究院所科技成果转化率低,形成了非理性无序竞争,

严重阻碍企业的成长。

2.4铸造企业数量过多,平均规模较小

铸造企业过多,平均规模太小,工艺水平落后,由

此引发的劳动生产率低、资源有效利用率低下、污染治

理难度增大、事故频发和市场恶性竞争等一系列问题。

·开发与创新·

2.5企业管理和劳动保护及安全生产尚有较大差距

近年来,铸造企业的劳动保护和安全生产现状虽然

有了明显改善,但由于相当多的中小企业工艺与装备水

平落后,加上科学管理跟不上发展,致使这些企业劳动

保护及安全生产尚有较大差距。

3铸造行业节能减排潜力及措施

3.1铸造行业节能减排潜力

目前,减排问题已经成为关系全球环境安全的重大

问题,节能和环保本身也是减少原材料消耗。中国作为

发展中国家,一是经济发展与环保的矛盾越来越尖锐,

二是资源供需矛盾非常突出,为此我国把节约资源和保

护环境作为基本国策,推行清洁生产,发展循环经济,

实现资源节约型、环境友好型社会[5]。

铸造是装备制造业的基础,也是国民经济的基础产

业,随着我国工业化、城镇化进程加快,人均消耗铸件

量呈刚性增长(发达国家人均消耗铸件量为45~55kg,我

国尚不足25kg)。

2010年国家工业和信息化部委托中国铸造协会承担

的《铸造行业“十二五”发展规划》课题研究中,明确提出

“十二五”期间我国铸造行业节能减排目标,见表4。

到2015年,铸件总量预计达5000万吨。可见,我

国铸造业的

表4“十二五”期间铸造行业节能减排量

节能减排潜

Tab.4Energysavingandemission

力巨大,应

reductionofthefoundryindustryinchina

采取一切可

during12thFive-YearPeriod

能的措施大项目

“十一五”“十二五”2015年

期间目标测算

力促进铸造能耗(吨标煤/

行业节约资

吨合格铸件)

0.60.54减少0.06

排放(吨二氧化

源,降低能碳/吨合格铸件)

2.32.0减少0.3

耗,环境友好,实现可持续发展是我们铸造工作者“十

二五”乃至今后一段时期内的重要工作。

3.2铸造行业节能减排措施

未来铸造技术的发展重点是向大型化、轻量化、精

确化、智能化、数字化、网络化及清洁化的方向发展。

通过使用先进的技术、工艺、装备,提高产品质量,提

高生产效率及管理水平等都可以直接或间接实现减排效

果,也比较适合我国的实际情况。

节约资源和能源,减少排放最有效的方式就是提高

铸造过程中资源、能源利用率,提高铸件质量及铸造技

术及装备水平。

其一,在整个铸造过程中,其中金属的熔炼的能耗

占能耗总量的70%以上,而冲天炉、感应电炉是金属熔

炼的主要设备,所以铸造行业节能的工作重点应放在金

属熔炼过程,特别是冲天炉、感应电炉的节能上。

29

·开发与创新·

其二,铸件如果因质量问题导致报废而重复生产,

会造成大量的资源和能源消耗,因此,提高铸件质量就

是最大的节能减排。据测算,铸件优良品率每提高1%,

每吨钢液可多生产约6~8kg的优良品铸钢件,节电10~

15KW/h;铸件优良品率每提高1%,每吨铁液可多生产

约8~10kg优良品铸铁件,节约焦炭6~8kg;铸件重量每

减轻1%,降低能耗约1%~2%[6]。

其三,在“十二五”期间国家需加大铸造行业共性

基础技术研究及六大节能工程培育(见表5、6),推动我国

铸造行业整体水平的提高。

表5“十二五”期间铸造行业共性基础技术研究

Tab.5Rearchofbasiccommontechnologyduringthe

12thFive-Yearplanperiod

序号分类内容

单晶体铸件铸造技术;复合材料铸造技术;

1新技术研发

半固态铸造技术;高温、高强度、轻质合金

高精度铸造技术;快速无模砂型铸造技术研

究与开发。

2

铝、镁、钛等特种铝、镁、钛金属液熔炼;高性能的耐热、耐

合金铸造技术蚀、耐磨特种材质铸件研究与应用。

3

铸件缺陷及质量检

测技术

无损检测技术、在线检测设备开发与应用。

4旧砂再生技术

旧砂(粘土砂、水玻璃砂与树脂砂)再生技

术、设备开发与应用。

5

绿色原辅材料应用无污染、少污染的铸造原辅材料开发与应用;

技术特种球化剂、孕育剂及处理工艺。

6

高效节能环保铸造造型、制芯、砂处理、熔炼、清理、环保设

工艺技术备开发与应用。

7

数值模拟及信息化

计算机辅助设计(CAD)与制造(CAM)技术;高

技术

精度工艺过程数值模拟(CAE)技术;工艺优化

与铸件再设计技术;企业资源管理(ERP)技术。

8

金属液净化与预处金属液净化技术开发与应用,金属液过滤技术;

理技术金属液预处理(脱硫、变质处理等)技术。

表6“十二五”期间铸造行业六大节能工程

Tab.6Sixprojectsofenergyconrvationduringthe12th

Five-Yearplanperiod

序号节能工程应用

1

节能新工艺、新技术、

新装备示范工程

采用高精密近净型技术,高精密组芯技术。

2重点节能技术推广工程

推广大吨位、外热热风、富氧、水冷、长

炉龄冲天炉。

3

节能新材料新产品创新研究开发低毒树脂和环保无机树脂,推广

工程金属过滤技术和保温发热冒口技术。

4

高耗能落后工艺、技淘汰高污染粘结剂和高能耗无芯工频感应

术、装备淘汰工程电炉。

5

工业节能新机制试点示

余热综合回收利用,固体废弃物(树脂

范工程

砂、粘土砂)再生技术与循环利用技术推

广示范工程。

6节能能力建设工程

抓行业内重点能源消耗企业,开展能源审

计工作。

4对推进我国铸造业节能减排工作的建议

(1)加快铸造行业的结构调整及企业自主创新。“十

二五”期间,要按走新型工业化发展道路的要求,加快

向节约、集约发展方式转变,把铸造产业结构战略性调

整作为加快转变发展方式的主攻方向,加大技术改造、

自主创新,着力推进铸造产业结构的调整和优化升级。

有计划、有步骤地淘汰落后的铸造企业,切实提高企业

30

生产规模、减少企业数量,实现规划目标。

“十二五”期间,铸造企业要把科技进步和自主创新

作为加快转变经济增长方式的重要支撑,加快建立以企业

为主体、市场为导向、“管、产、学、研、用”相结合的技术创新

联盟体系,使企业真正成为研发投入和自主创新的主体。

(2)全面推进行业准入与行业自律,培育行业标杆企业。

要改变我国铸造行业目前大多数企业落后的局面,必须

抓紧进行铸造行业的调整,通过整合、兼併、重组和淘

汰落后等,实施《我国铸造企业准入条件》,严格执行国家的

税收、环保、劳动等法规,依法淘汰落后的工艺技术和

设备,关闭破坏资源、污染环境和不具备安全生产条件

的企业,使铸造行业科学、健康有序地平稳发展。

逐步建立健全行业自律性管理约束机制,推进行业

诚信建设,规范企业行为,维护公平竞争的市场秩序,

从而保障行业的整体利益。

铸造行业内重点骨干及一批具有“专、精、特、新”优

势的中小企业是我国铸造行业主力军,如果能使这些企

业水平得到较大提升,那么我国铸造行业的主要问题将会

基本解决,从而培养出一批节能标杆企业,并通过他们的

示范带动作用,推动铸造节能工作更上一层楼。

(3)建立铸造企业加大节能减排投入的优惠政策。自

1994年起,我国铸造行业由于享受增值税先征后退的优

惠政策,一些企业将所得经费用于企业的节能减排,改善

劳动作业环境,收到了显著的成果。目前,一要积极发挥

增值税转型政策对企业技术进步的促进作用,鼓励企业

加大技术改造力度,加快装备更新,调整产品结构,推动

企业技术进步;二要继续向国家争取包括减税、扶持补

贴、发展基金等支持铸造业发展的各项惠及政策。

5结论

随着低碳经济时代到来,节能减排已成为我们面临的

一项刻不容缓的任务。未来铸造业必须把加强能源资源节

约和综合利用、强化生态环境保护放在突出位置,希望国

家加大宏观调控及相关政策落实,提高全行业的节能减

排意识,加快淘汰、改造落后设备和工艺,走质量效益

型和循环经济发展之路。坚持绿色铸造战略,从节约资

源方面就是要做到减量化、再循环、再利用;减少铸件废

品、提高铸件质量、减少生产过程的资源、能量消耗,实

现全过程节能减排,为铸造产业的可持续发展奠定基础。

参考文献:

[1]国务院印发“十二五”节能减排综合性工作方案,2011,8.

[2]铸造行业“十二五”发展规划.2011.

[3]关于制定铸造产业政策的重大问题研究[M].2010.

[4]我国铸造行业准入制度课题研究[M].2009.

[5]李元元,等.铸造行业的节能减排现状及对策分析[J].铸造,2010,11.

[6]黄天佑,等.中国铸造业节能减排政策研究[J].铸造技术,2009,3.


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