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1、浅议耐磨铸件生产企业的节能降耗措施陈宗明* 高杰安徽省凤形耐磨材料股份有限公司安徽省宁国市242300摘 要：铸造行业是机械装备工业的耗能大户。能耗高、能源利用率低、污染严重、经济效益 差等因素已经制约了铸造行业的发展。如何合理利用能源，抓好节能降耗工作是铸造 企业共同努力的目标。本文简要介绍了安徽省凤形耐磨材料股份有限公司近几年来大 力推行循环经济，实施清洁化生产，努力节能降耗的具体做法，以供耐磨铸件生产企 业参考。关键词：耐磨铸件节能降耗措施耐磨铸件是金届铸造件的一个重要分类，品种繁多，广泛应用丁水泥建材、冶金选矿、能源火电、交通运输、工程机械等诸多行业。铸造行业是机械装备工业的耗能大户。
2、能耗高、能源利用率低、污染严重、经 济效益差等因素已经制约了铸造行业的发展。据统计，在能源消耗结构中，机械产 品消耗的能源约占全国总能源的 65%。而铸造行业则占机械工业总耗能的 25% 30%,能源平均利用率仅为17%。我国每生产1吨合格铸件的能耗为780-830公 斤标准煤，是发达国家的两倍还多。因此，如何合理利用能源，抓好节能降耗工作 是铸造企业共同努力的目标。近几年来，安徽省凤形耐磨材料股份有限公司大力推行循环经济，实施活洁化生产，努力节能降耗，取得较为显著的成效。根据安徽省能源利用监测中心重点 用能企业节能监测报告中提供的数据，凤形公司 2008年吨产品综合能耗432公 斤标准煤（当
3、量值），为全国吨铸件综合能耗的52% （2008年全国吨铸件综合能耗 为830公斤标准煤），已接近日本（334公斤）、美国（ 364公斤）及德国（356公 斤）主要工业化国家的水平。下面简要介绍一下安徽省凤形耐磨材料股份有限公司 在节能、降耗、减排方面的具体做法，以供业内同类企业参考。1. 对铸造用砂进行再生处理、循环利用，以节约资源、保护环境，降低铸件的 生产成本；旧砂再生是降低铸件成本，减少环境污染和节约资源的一项重要措施。尤其随 着环保立法的不断完善、优质资源的日趋减少和运输费用的大幅提高，旧砂再生一 直是铸造企业和铸造工作者关注研究的重要课题之一。陈宗明：（1940-），男，高级工程师
4、，安徽省宁国市人。现任安徽省凤形耐磨材料股份有限公司董事长兼总工程师，联系电话0563-3140995 ，电子邮箱-1 -凤形公司的耐磨铸件生产采用金届模覆砂工艺和机械化铸造生产线，其中树脂型覆膜砂的年用量近3万吨。一般情况下，树脂型覆膜砂只能使用一次即变成了废 物，既消费了有限的宝贵资源，乂污染了厂区环境，也使铸件生产成本显著增加。公司在分析国内外覆膜砂热法再生技术和装置的基础上， 对其关键设备一一沸 腾式焙烧炉的热源进行创新。即通过对覆膜砂热法再生工艺及设备的研究、改造和 试验，成功地把煤气发生炉生产的低压热煤气作为沸腾式焙烧炉的热源，取代煤炭、柴油用于覆膜砂的热法再生，节能效果十分明显。
5、现在，公司使用的覆膜砂全部自制，旧砂也全部再生后重复使用，再生率超过 85%。再生后的旧砂减少了结晶水，改善了角形系数，达到相变砂的水平，进一步 提高了耐磨铸件的产品质量。同时，公司所有的VR胞型线、DISA造型线使用的型砂也全部再生循环利用， 全公司实现了固体废物的零排放，仅此一项，每年可创造 1800多万元的经济效益， 还彻底解决了废砂堆放难题，其收效相当显著。2、对废钢进行预处理，尽量采用活洁的原辅材料；目前国内绝大多数耐磨铸件生产厂家都是采用废钢作为主要原材料，亦采用中 频电炉作为主要熔炼设备。根据耐磨铸件生产能源消耗分析，熔炼工序的能耗要占 70恕上，因此熔炼工序的节能措施确为降耗减
6、排工作的重要抓手。耐磨铸件生产采用的原材料主要是废钢，而收购进厂的废钢除尺寸规格杂乱 外，还程度不同地混杂有油污、氧化皮、灰尘、塑料、皮革、纤维等非金届杂质。 如不经过处理就直接入炉熔化，势必增加熔化及造渣时间，增大电能的消耗。尤其 是有些企业为了降低生产成本，大量采用废钢屑和废铁屑代替废钢。这种废钢铁屑 中的杂物最多可达10恕上。如把这些废物杂物也直接入炉熔炼， 一则降低出铁率， 减少铁水产量，增加渣量，二来也增加熔炼时间与电耗。如果非金届杂质达到 10% 熔炼耗电量也将增加10%也就是每吨铁水的电耗增加近 70-75KWh再加上出铁率 减少，铁水成分难以控制，熔炼及造渣时间延长，炉衬寿命降
7、低，熔炼产生的废气 量增加，不仅增加了能耗，还恶化了生产环境和加大了工人的劳动强度，同时还影 响到铁水的产率及品质。为此，凤形公司对大部分入炉废钢进行预处理，除对废钢进行分类和切割，以 便于存储、运输及加料外，并对废钢进行除锈除油，剔除其中的非金届杂质。经严 格分类、切割和活理非金届夹杂后的废钢，入炉熔炼时有利于铁水控制、减少造渣 量及烟气，从而缩短熔炼时间，减低吨铁水能耗，提高铁水质量。根据铸造车间 设计手册提供的数据，采用1吨的中频电炉熔炼，处理后的废钢比未处理废钢的-2 -熔炼时间可缩短5分钟，相当于吨废钢节电量为 3.5公斤标准煤。目前凤形公司 年处理废钢量已达5万吨，节能折合175吨
8、标准煤，以年产7.5万吨耐磨铸件计， 吨耐磨铸件可节能2.33公斤标准煤。3、新增节能型变压器和功率因数自动补偿器，提高功率因数，改善供电质量；凤形公司为当地的用电大户，自有主变电站。电网输入端高压为 35KV通过两 台变压器一级降压至10KV用电车间电压为380-750V。为节能降耗及提高厂区供 电质量，公司投资近白万元，新增两台 S9系列1.25万KVA和1.0KVA节能型变压 器和两台TBBF10-3750/3X 1250-AK功率因数自动补偿器，此项措施可将功率因数 自先前的0.88-0.92提高至现在的0.96以上。加上供电部门的奖励，年节电 20多 万元。4、及时淘汰高能耗、高污染
9、的落后设备与工艺，采用先进的节能型工业炉（熔 炼炉、热处理炉）和机电设备，在中频电炉的配电控制系统上增加无功补偿兼滤波 装置；从理论上讲，中频电炉功率配小一点适合我国电能紧缺的国情，但实际上也是 导致中频电炉熔化率低、耗电量高的主要原因，因此现在很多耐磨铸件生产企业已 经改变中频电炉功率配置，使吨铁水熔炼电耗降到750C以下，熔炼时间控制在70分钟以内。在中频电炉的配电控制上增加无功补偿兼滤波装置，可以减少无功功率，既降低能耗，节约电费，还减少电网的线损。鉴于此，凤形公司主动淘汰了国家明 令禁止的各类高能耗电炉及变压器，仅此一项，每年可节电近500万KWH传统中频电炉经上述技术改造后，熔化每吨
10、铁水的节电量约 50KW牌右。我公 司2008年度耐磨铸件产量为70553吨，平均工艺出品率为0.71,即年度熔化铁水 总量99370吨，据此计算年节电量为 4968500KWh折标煤619吨。5、热处理工序的节能降耗措施；为了充分提高耐磨铸件的力学性能，要对耐磨铸件进行适当的热处理，而铸件热 处理工序中所使用的各种高温加热炉是高耗能设备，当然也是耐磨铸件生产节能降 耗的重点。国内耐磨铸件企业使用的各种高温加热炉根据生产方式分为间歇式与连续式， 以用能类型分为电阻炉、燃气炉、燃油炉和燃煤炉，炉衬分耐火砖和耐火纤维两大 类。如果加热炉直接燃煤，炉衬乂是耐火砖型，且问断式生产，加料、出料手工操 作
11、，则炉体热损失大，热效率低下，加热炉的能耗较高。安徽省凤形耐磨材料股份 有限公司在热处理工序中采取的节能降耗措施有以下几个方面： 加热炉采用推杆式连续燃气炉，机械化连续加料、出料，连续生产效率高； 采用热发生炉煤气和节能型平焰烧嘴，与直接燃煤相比热效率提高近18% ; 炉衬全部采用耐火纤维，尽可能减少炉体的蓄热量及散热量，显著提高加热炉的热工效率； 炉温采取PCL全自动控制，合理分配煤气消耗，准确控制炉内温度，满足不同铸件的温控需求； 为加热炉安装余热回收装置，尽量回收高温炉气的显热，降低外排烟气的温度，减少碳排放；公司的5条推杆式热处理炉已全部采用空气换热器回收高温烟气的余热，并将 助燃空气
12、预热到250-300 C，可以降低能耗10%相应减少无烟煤耗量20kg,节电 2kw&按照产量75000吨/年计算，采用空气换热器后可节能折合标准煤 1132.5吨, 折合吨磨球能耗降低15.1公斤标准煤。目前，安徽省凤形耐磨材料股份有限公司已在热处理工序中全部实施了以上节 能降耗措施，年节能效益近500万元。6、厂区用水采取亏水闭路循环，循环利用率为 100%雨水收集处理后作为 工业用水的补充；随着水资源的日益匮乏，公司将水资源视为企业发展的战略资源，努力把节约 用水与降低成本、环境保护及企业的可持续发展紧密结合起来，加大节水设施的投 入，对外排水进行充分回收，提高水的重复利用率。公司自筹5
13、80万资金建立的厂区循环水系统，不仅回收利用循环水，而且把雨水也收集处理后利用。厂区循环水 经循环水管网系统回收到循环水池，通过油、水分离装置，絮凝处理，沉淀后成为 中水，再经泵站压送至各个用水点，反复循环，实现废水零排放。据统计，每年节 水量近200万吨。7、努力提高铸件生产的机械化、自动化水平，大幅度提高生产效率和产品质量； 安徽省凤形耐磨材料股份有限公司作为业洲最大的耐磨铸件生产企业，年产各类耐磨铸件近八万吨。若采取手工生产模式，不但难以完成之高的产量，更无法提 高工艺出品率和保证产品质量。公司通过多年不懈的努力，研发出国际一流的金届 模覆砂铸球生产线、在线恒温浇铸装置以及油介质淬火工艺
14、。在线恒温浇铸装置可 有效控制铁液浇注速度，有效平衡熔化和造型工序间的生产节拍，有效避免浇注时 的熔渣和杂物进入铸型，有效克服人为因素对铸件质量的影响，有利于节约铁水， 提高工艺出品率。金届模覆砂铸球生产线及油介质淬火工艺则显著提高了耐磨铸件 的生产效率与产品质量。特别是自主研发的金届型覆砂铸球机械化生产线和新型专用模具组合，节能效果显著，工艺出品率比较如下表:工艺出品率比较表项目每次浇注磨球数量（个）工艺出品率（%3040507010030405070100手工模具884446060707070机用模具148844820963.56575.375.877.3由丁工艺出品率的提高，同样的铁水将
15、生产更多的铸件。铸件合格率每提高1%, 相当丁节煤57kg。铸件废品率每降低1 %能耗就降低1.25%。由此可见，采用先 进的工艺技术与装备，提高生产效率和铸件质量是节能降耗的重要途径。若采用手工模具的工艺出品率（平均 66%）计算，生产八万吨耐磨铸件需铁水 量12.12万吨，而采用机用模具的工艺出品率（平均 71%）计算则需铁水量11.27 万吨，将减少铁水熔化量为8500吨。根据每吨铁水耗能750KW时算，则年节约电 量为637万KWh折合标煤7834吨，折合吨磨球减少能耗98公斤标煤。另外，公司利用多项核心专利技术研制的新一代高铭合金耐磨铸球-“凤形一号”，其硬度高达HRc64-66,冲击值A4.0J/ cm 2,落球试验次数A 15000。与现行国 家标准及行业标准的普通高铭磨球相比，“凤形一号”磨球的硬度提高14%,落球 次数提高87%，破碎率降低50%。具有优异的抗磨性能和抗冲击能力，使用过程 中不失园，破碎率也极低；据不完全统计，2008年全国共消耗磨球近200万吨，如全部采用“凤形一号” 磨球，则年节约铸造磨球 50万吨，可为用户、为社会创造了巨大的经济效益。而 生产这50万吨磨球，该消耗多少能源、原辅材料及人力、物流资源！2008年全国水泥产量13.7亿吨，若全部采用
