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1、绿色铸造离我们有多远 郎洪明 （江汉大学文理学院，湖北武汉）摘要：综述中国铸造行业的生产技术现状。包括造型材料、铸造工艺、熔炼、计算机的应用、能耗和三废治理。存在问题：经济规模小、铸件综合品质差，技术装备落后、资源消耗大、污染严重，针对这些问题，提出发展中国绿色铸造雌议性对策，政策引导，企业自我改造。关键词：绿色铸造；差距；途径；政策引导：自我改造引言时代的要求 联合国世界环境与发展委员会（）向联合国第届大会提交的研究报告我们共同的未来中正式给出了“可持续发展”的主流定义：“可持续发展就是既满足当代人的需要，又不对子孙后代满足其需要之能力构成危害的发展”。强调人类社会经济可持续发展战略，提出清
2、洁生产概念。 国家中长期科学和技术发展规划纲要指出，我国要积极发展绿色制造，加快相关技术在材料与产品开发设计、加工制造、销售服务及回收利用等产品全生命周期中的应用，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工业，使我国制造业资源消耗、环境负荷水平进入国际先进行列。铸造企业走向世界的需要 我国出口铸件产品质量和档次方面，远落后于发达国家。出口铸件占世界铸件市场流通量不到，原因是遭遇。绿色壁垒。，一些出口铸件虽可达到国际标准，但达不到欧美客户标准。 。绿色壁垒。是非关税壁垒，它是符合规则的一种保护措施：在世界经济全球化不断加强的背景下，。绿色壁垒”作为一种市场准入的门槛，世界各国都在制订切合自身国情的
3、制造业环保条文和法规。铸造企业生存的需要 作为能源、材料消耗大户。劳动条件恶劣和对环境污染严重的铸造企业，绿色清洁生产之路势在必行。作为生产者、经营者，生产的清沽尤须受到重视，否则企业不能生存和发展。铸造企业要生存就要走绿色道路，不然的话，铸件出口受阻：污染超标，环保也通不过。从业者健康的要求 铸造企业是粉尘、噪声、高温、有害气体产生较多的地方严重危害着从业者的健康。在型砂?渲啤菩汀渖啊迳暗裙蹋伎墒狗鄢痉裳铮乇鹗怯门缟肮招拚保鄢九群芨撸玫氖：先铸造车间的熔炉、干燥炉、熔化的金属、热铸件，产生强烈的热辐射，形成高温环境，严重时发生中暑。熔炼炉和加热炉均可产生一氧化碳和二氧化碳，加料口处的浓度往往
4、很高；用酚醛树脂等作粘结剂时产生甲醛和氨：黄铜熔炼时产生氧化锌烟，引起“铸造热”。砂型捣古机、风动：具、砂轮磨光等，均可产生强烈的噪声。由于铁水、钢水、铁屑、铁渣匕溅所致，外伤及烫伤率较高。 据有关研究报告，铸造作业【人做“清理工”的人的死亡率为最高，其次是熔化、造硝和 配砂。观察组人年死亡率显著高于对照组，观察组心肺病人死亡率显著高。世纪铸造业应顺应时代的要求，走可持续发展道路，实施绿色铸造工程，建立优质、高效、低耗、清洁、灵活、敏捷的铸造系统。国内外发展现状及差距生产规模 平均每厂年产铸件，日本为吨，德国为吨，美国为吨。我国平均每厂年产铸件多吨，是发达国家的十分之一生产效率 全员劳动生产率
5、欧、美人均年产量为吨，人均年产值为万元以上。我国全员劳动生产率约为吨，人均产值约为万元，相差倍。生产工艺设计 发达国家重视用信息化提升铸造工艺设计水平，普遍应用、等集成技术进行充型凝固过程模拟和工艺优化设计。铸件工艺出品率高，铸钢为，铸铁为，非铁合金为 我国除大型企业和部分中型企业外，大多数中小企业仍凭借工艺员的经验设计。因此我国铸件工艺出品率较低，铸钢为，铸铁为，非铁合金为。 产品废品率方面，宁波地区废品率为。上海地区的废品率为，而欧美等工业发达国家的铸件废品率仅为，日本则更低。 就尺寸精度而言，我国的铸件普遍比发达国家低级，表面粗糙度也比发达国家的粗级。我国同类铸件比发达国家重到 在铸件材
6、质的构成方面，我国球墨铸铁与铸铁总产量之比，与发达国家存在一定差距铸件材质化学成分、金相组织和性能水平、稳定性普遍低于发达国家。生产过程 在造型和制芯方面，发达国家大批量生产中、小型铸件的铸型，大多采用高紧实率的高压、高速、射压等高效流水线，采用树脂砂制芯。如龇垂直分型造型机，在生产无砂芯铸件时，生产率可达每小时型，错箱率小于舢【由电脑进行控制。砒混砂机是德国公司为砂处理工部提供的成套设备，可提供型砂性能在线检测与控制。 我国以手工和简单机械为主。 熔炼、浇注、清理方面，铸铁冲天炉在发达国家普遍采用铸造焦，出炉温度摄氏度。 机器人被用于铸造生产。与自动造型线配套的自动化浇注机器人，采用视频摄像
7、技术的控制系统。视频摄像技术控制是可以再现浇注工手、眼协调动作的一种系统。该系统提供了一个可满足每小时浇注超过型的闭环自适应控制。机器人还被用在在铸件清理丁部中，逐步取代诸如去除浇冒口、去除飞边毛刺、打磨等繁重的由人一：进行的铸件清理操作。 熔炼方面，我国采用铸造焦比例很低，出炉温度在摄氏度。浇注、清理为人工操 作，由于人：的不稳定性，一定程度上影响铸件质量。铸造材料 发达国家原辅材料已形成系列化。我国铸造艺材料如原砂、粘十、煤粉、粘结剂和涂料在品种、性能、质量等方面与业先进国家之间的差距极火铸造用一艺原料的标准化、 系列化和商品化仍是一个亟待解决的问题。能耗 我国铸造行业的能耗占机械工业总耗
8、能的，能源平均利用率为。我国每吨铸件的能耗比日本、德国、美国高出倍，比英国高出。污染及治理 我国由于工艺和装备落后，环保措施少，铸造车间每生产吨铸件，约散发公斤粉尘，熔炼和浇注工序排放废渣公斤、废气立方米，造型和清理排废砂约一吨。是一些工业发达国家三废排放量的倍，我国铸造企业在节能减排方面的投资仅占其设备总投资的，相当于工业发达国家的。 我国关于铸造车间粉尘排放的标准与德国相比低很多。此外，美国、德国和日本这些铸造业发达的国家都有铸造工业的相关政策和法规。一方面限制污染和排放，一方面鼓励企业积极治理，而我国目前还缺乏专门的铸造工业污染治理政策、法规。优势 我国人工成本低于美元，、时，与发达国家
9、相差几十倍，因而出口铸件具有优势 总体来说，我国铸造行业，专业化程度低，集约化程度低，机械化自动化程度低，采用新技术特别是计算机机信息化少，劳动生产率也较低，产品质量和材质较低，能耗高，环境污染重。我国铸造行业的技术水平比发达国家落后约年。绿色铸造的途径 在差距面前，如何走绿色铸造之路昵？ ） 制定全国范围的铸造厂点布置规划，走专业化规模化生产道路。 ） 制定绿色铸造的标准，提高门槛，严禁非绿色铸造项目上马。 ） 严格环境执法，逼着企业进行技术改造。 ） 研制绿色铸造装备，满足绿色铸造工艺的要求。 ） 应用专家设计系统，优化工艺工装设计 ） 采用绿色原原辅材料和生产方法 ） 采用先进的三废处理
10、技术实现绿色铸造的措施 实现绿色铸造，一靠政策，二靠企业，政府相关部门及行业组织能富于远见地给予积极、切实地支持和引导，企业要积极自我更新。政策 国务院总理温家宝日和日召开两次经济形势座谈会说，要加快实施国家中长期科学和技术发展规划纲要，带动产业转型和技术升级，支撑重点产业振兴和经济长远发展。积极支持企业技术改造，鼓励企业应用新技术、新工艺、新设备、新材料，适应市场变化，推进产品创新。制定行业规划和绿色铸造的标准 标准是我们做事的规范，没有标准，你说你是，我说我是，到底是不是，谁也说不清。 由中国铸造协会编制的中国铸造行业准入条件征求意见稿（年版）出台。为引导 企业走绿色铸造的道路作了政策上的
11、准备新建项目 有了中国铸造行业准入条件绿色铸造的标准，对新上项目按标准进行审批，达不到 标准一律不批准建设。避免了无序建设，重复建设，先建设后治理。关闭小铸造厂 小铸造厂，往往是污染严重，劳动条件差，设备工艺落后的厂，这样的厂产能低，效益差，污染重，三废治理不配套，达不到绿色铸造的要求，因此，小于一定规模的小铸造厂，预以关闭，实行集中生产。淘汰落后工艺和设备 逐步淘汰粘土砂干型铸造工艺，淘汰熔化率吨小时的冲天炉、无磁扼的铝壳电炉等。税收 铸造行业是污染重的行业，同时又是经济效益较低的行业，要想走绿色铸造的道路，在更新工艺、装备和三废治理上，要花很多钱，完全靠企业自己是不行的。需要政府高度重视，
12、大力扶持，从税收上给予铸造行业实行绿色转变的支持。对绿色铸造少收或减少税；对落后铸造企业加重收税。促使铸造企业向绿色转变。信贷，发放低息或贴息贷款，支持企业进行技术升级级改造。排污费，按照绿色铸造企业的标准，征收排污费，促进企业进行技术改造，向绿色铸造转变。企业，在国家政策指导下，企业不得不走绿色铸造道路，如何走好绿色道路呢？技术，技术是决定绿色的关键，它包括铸件设计、模具设计、选择材料、生产技术、环保技术等 （一）生产技术 生产技术上优先选用绿色技术，如金属型铸造、熔模铸造、陶瓷型铸造、石膏型铸造、低压铸造、压力铸造、离心铸造、挤压铸造和液体金属冲压、连续铸造、消失模铸造等。特别是消失模和法
13、铸造。在绿色铸造上，它们有独特的优点。 法铸造铸件的尺寸精度和表面光洁度较高，旧砂处理及紧实工序简单。型砂的损耗少，回用率可达以上。浇注时产生的有害气体少，劳动强度降低，作业环境卫生较好。 消失模铸造：该工艺不需型芯、不需起模、获得的铸件无飞边、毛刺，尺寸形状精确，铸件表面质量高：使用不含任何粘结剂的干砂，砂的回用率高。且减少了污染，被誉为绿色铸造：消耗的能源、原材料与普通砂型铸造相比可降低，铸件成本可降低，具有良好的经济效益与社会效益。 但是铸造生产中，砂型铸造占整个铸件生产的，它是影响绿色铸造的主要因素。对于大量使用的砂型铸造。如粘土砂、水玻璃砂、树脂砂，要限制和淘汰粘土砂，发展改良的水水
14、玻璃砂和树脂自硬砂。其中，对水玻璃砂要限制普通水玻璃砂，推广酯硬化水玻璃砂和微波加热水玻璃砂 （二）设计和过程控制 铸造用的、软件己开发出来，在铸件设计、铸造工艺设计时，使用计算机辅助设计，实现精确设计，并利用计算机技术对铸什凝囿过程数值模拟减少铸造缺陷。 利用铸造业互联网，进行网上电子商务，如一些铸造模具厂实现异地设计和远程制造。 利铸造专家系统如型砂质量管理专家系统、铸造缺陷分析专家系统、自便砂质量分析专家系统、压铸：艺参数设计及缺陷诊断专家系统等。 使川计算机技术，控制金属液成分、温度及生产率等。 （三）采用先进的生产设备 应根据铸件品质要求、铸件特点来选用先进的高压、静压、射压、气冲造
15、?凸蘸蜕璞福约坝米杂采凹际酢铸造技术和特种铸造技术。 机械手、机器人在落砂、铸件清理、压铸及熔模铸造生产中应用。（四）铸造原辅材料 开发环保型铸造砂，根据不同合金、铸件特点、生产环境、开发不同品种的原砂、无污染的优质壳芯砂，开发人造铸造用砂。 研究并推广使用清洁无毒的辅助材料，使用无毒无味的变质剂、精炼剂、粘结剂，无毒无污染粉料光洁剂等。如开发无污染新型无机铸造粘结剂，改性中高模数水玻璃、水溶性蛋白质等绿色铸造粘结剂等。开发有机粘结剂，聚乙烯醇（）铸造粘结剂，聚氧化乙烯树脂粘结剂，聚丙烯酸钠为主要成分的快速无毒气体硬化树脂粘结剂等。 （五）熔炼 逐步减少和消除小冲天炉，发展吨小时以上大型冲天炉，长炉龄、富氧、外热送风冲天炉、水冷无炉衬连续作业冲天炉；推行冲天炉一感应炉双联熔炼工艺；推广冲天炉除湿送风技术，冲天炉变频控制技术，增加除尘装置。推广冲天炉废气综合利用和余热回收利用技术，实现?褰嗌徒
