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铸造生 产的节能技术与节能措施

时间:2010-09-24 11:00 作者:精密金属制造 点击:
推广应 用低应力铸铁件,铸态球 墨铸铁件和球铁无冒口铸造技术,对于全 行业的节能降耗具有重要的意义.铸钢件采用保温冒口,保温补贴,可使工艺出品率由60%提高到80%.

    经过我 国铸造工作者长期不懈的努力,取得了一系列铸造生 产的节能技术与节能措施,这些节 能技术仍具有现实的适用价值,值得推广应用。
3.1 以熔炼 为中心的节能技术
    铸件熔 炼部分的能耗约占铸件生产总能耗的50%,由于熔 炼原因而造成的铸件废品约占总废品的50%。因此,采用先 进适用的熔炼设备和熔炼工艺是节能的主要措施。
3.1.1 铸铁熔炼的节能技术
    (1)推广采用热风、水冷、连续作 业长炉龄冲天炉冲天炉向大型化、长时间 连续作业方向发展是必然趋势。
     国外的 铸造企业把它作为一项重要节能措施加以应用。近些年来,国内也 在这方面做了大量的工作,已有部分企业采用,取得了 明显的节能效果。例如,采用大 排距双层送风冲天炉技术,可节约焦炭20%-30%,降低废品率5%,Si、Mn烧损分别降低5%-10%;水冷无 炉衬和薄炉衬冲天炉,连续作业时间长,可节能30%以上;热风冲 天炉既节能又环保。
(2)推广冲 天炉一电炉双联熔炼工艺
    冲天炉 一电炉双联熔炼是利用冲天炉预热、熔化效 率高和感应电炉过热效率高的优点,来提高铁液质量,达到降低能耗的目的。近些年来,随着焦炭、生铁等 原材料价格大幅上扬和铸件品质要求越来越高,单独使 用电炉熔炼日益增多,利用夜间低谷电生产,也取得 了较好的经济效益和节能效果。
(3)推广应用铸造焦
     冲天炉 熔炼采用铸造焦燃料是提高铁液温度和质量的有效途径。国外大 多数冲天炉熔炼采用铸造焦。由于铸 造焦价格高或是由于习惯等原因至今国内大多数企业仍使用冶金焦,甚至有 的企业使用土焦,这不仅影响铸件质量,而且焦耗量大。如应用铸造焦,废品率可下降2%。因此,发展铸造焦生产,降低铸造焦生产成本,推广应 用铸造焦是提高铸件质量,降低能 源消耗的措施之一。
(4)冲天炉富氧、除湿送风
    冲天炉使用冶金焦时,铁液温 度很难稳定达到1500℃,如采用3%的富氧送风就能保证,并且每 吨铁液可净降低能耗l0kg左右标煤。冲天炉 除湿送风通常在南方潮湿地区使用,它可以提高铁液温度,减少硅、锰等元素的烧损,提高铁 液质量和熔化率,降低焦耗13%-17%。
(5)冲天炉 采用计算机控制技术
    冲天炉 采用计算机控制包含计算机配料、炉料自 动称量定量和熔化过程的自动化控制。使冲天 炉处在优化状态下工作,可获得   的铁液 和合适的铁液温度。与手工控制相比,可节约焦炭10%-15%。
(6)推广使 用冲天炉专用高压离心节能风机
    目前国 内仍有不少冲天炉使用罗茨或叶氏容积式风机,能耗大噪声高。采用冲 天炉专用的高压离心风机,可节电50%-60%,熔化率提高33%左右。
3.1.2 铸钢熔炼的节能技术
    目前国 内仍有不少企业采用燃油坩埚炉和焦炭坩埚炉熔炼有色金属,这两种 熔炼设备不仅效率低,而且造成环境污染,应尽快淘汰,代之采用热效率高、作业环境好、熔炼金 属液质量高的感应电炉熔炼。
3.2 以加热 系统为中心的节能技术
    铸造生 产中工业炉窑能耗仅次于熔化设备,约为总能耗20%。对各种加热炉、烘干炉、退火炉,应从炉 型结构到燃烧技术等进行技术改造。采用耐 火保温材料改造现有窑炉,节能效果显著。对燃煤 工业炉的加煤采用机械加煤比手工加煤节能20%左右。将燃煤的砂型、砂芯烘 干炉改为明火反烧法,可节煤15%-30%。对型芯 烘干炉采用远红外干燥技术可节电30%-40%。对大型 铸件采用振动时效消除应力处理比采用热时效处理可节能80%以上。可锻铸 铁锌气氛快速退火工艺可节电或降低煤耗50%以上。
3.3 以采用 先进适用的造型制芯技术与装备,提高铸 件质量为中心的节能技术
    目前,国内几 种造型工艺的能耗对比分别为“湿型1,自硬砂1.2—1.4,粘土干砂型3.5。粘土干砂型能耗   高,应予淘汰。湿型能耗   低,且适应性强,这是湿 型仍大量采用的原因之一。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、气冲造型工艺和设备,以及应用自硬砂技术、消失模 铸造技术和特种铸造技术。
    用树脂自硬砂、水玻璃 有机酯自硬砂和VRH法造型 制芯工艺代替粘土干型,可提高 铸件尺寸精度和表面光洁度,提高铸件质量,降低能耗。特种铸 造工艺与普通粘土砂相比,铸件尺寸精度为2-4级,表面粗糙度细1—3级,质量减轻10%-30%,加工余量减少5%以上,铸件废 品率也大大降低,综合节能效果显著。铸件合格率可提高1%,每吨铁水可多生产8—10kg铸件,相当于节煤5-7kg。铸件废品率每降低1%,能耗就降低1.25%,铸件质量每降低1%,能耗就降低1.01%。由此可见,采用先 进工艺技术与装备,提高铸件质量,降低铸 造废品率是提高能源利用率,降低能 耗的一条重要途径。
3.4 推广低应力铸铁件、铸态球墨铸铁件、球铁无 冒口铸造以及铸钢保温补贴节能技术
    我国用 于灰铸铁件热时效的能耗每吨铸件为40-100kg标煤,用于球墨铸铁件退火、正火的 能耗每吨铸件为100-180kg标煤。除少数 企业生产汽车发动机、内燃机 铸件不用热时效工艺外,大多生 产这类铸件的企业仍采用热时效工艺消除应力,这是我 国铸造行业能耗居高不下的原因之一。推广直 用薄壁高强度灰铸铁件生产技术和高硅碳比铸铁件生产技术,生产汽车发动机、内燃机的缸体、缸盖和 机床床身等铸件,可获得 不用热时效工艺的低应力铸铁件,达到节能目的。我国球 墨铸铁件中高韧性铁素体球铁和高强度珠光体球铁占有很大的比重,通常是采用退火、正火处理。采用铸 态球墨铸铁生产技术省去了退火、正火处理工序,节约能源,避免了 因高温处理而带来的铸件变形,氧化等缺点。采用球 铁无冒口铸造工艺,可提高工艺出品率10%-30%,降低能耗也很显著。2003年中国铸件总产量为1987万吨,其中灰铸铁件为1049万吨,球墨铸铁件为470万吨,因此,推广应 用低应力铸铁件,铸态球 墨铸铁件和球铁无冒口铸造技术,对于全 行业的节能降耗具有重要的意义。铸钢件采用保温冒口,保温补贴,可使工艺出品率由60%提高到80%。
3.5 推广冲 天炉废气综合利用和余热回收利用技术,实现清洁生产和节能
    目前我国90%的铸铁 是用冲天炉熔炼生产的,这种状 况仍将保持相当长的时间。铸造行 业的余热利用主要集中在冲天炉上。冲天炉 熔炼时排出大量烟气,烟气中 含有可燃性炭粒和可燃性气体,既造成环境污染,又浪费大量热能。冲天炉熔炼时除38%-43%的有效 热量用于熔炼外,烟气带走的热量为7%一16%,不完全燃烧热量(可燃性气体)为20%-25%,固体不 完全燃烧热量为3%一5%。这些热量占30%一45%。由此可见,冲天炉 熔炼的余热利用潜力很大。目前我 国冲天炉的余热利用绝大多数是利用密筋炉胆预热鼓风,热风温度为200℃左右,余热利用率低。近些年来,有部分 企业使用长炉龄连续作业热风冲天炉,充分地 利用了废气的余热和可燃烧炭粒及可燃烧性气体再燃烧的热量,使热风温度达600-800℃,冲天炉铁水温度达1500-1550℃,熔化效率提高45%,既达到节能,提高铁水质量的目的,又实现了环保的要求。

 

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