铸造生产中的能耗分析与节能措施

铸造生产中的能耗分析与节能措施

吴娟

湖北省机电院集团股份有限公司，湖北省武汉市，430061

摘要：铸造行业作为国民经济的重要组成部分，一直以来都是高能耗的行业之一，特别是在机械工业中，铸造行业的能耗占比高达25%～30%。随着全球能源形势的日益紧张以及环境保护意识的不断提高，铸造行业面临着巨大的节能降耗压力。本文旨在通过对铸造生产中的能耗现状进行深入分析，探讨并提出一系列有效的节能措施，以期提高铸造企业的能源利用率，降低生产成本，增强市场竞争力，实现可持续发展。

关键词：铸造生产；能耗分析；节能措施；能源利用率；生产成本

前言

随着全球经济的快速发展，能源需求不断增长，而能源短缺和环境污染问题也日益突出。铸造行业作为高能耗、高污染的行业之一，其节能降耗工作显得尤为重要。当前，铸造行业面临着严峻的挑战，因此，加强铸造生产中的能耗分析，探索并实施有效的节能措施，对于提高铸造企业的能源利用效率、降低生产成本、增强市场竞争力具有重要意义。

1、铸造生产中的能耗现状分析

1.1铸造生产的能耗构成

熔化设备能耗：熔化设备是铸造生产中的关键设备之一，其能耗占整个铸造生产能耗的较大比例。传统的冲天炉、电炉等设备在熔化过程中需要消耗大量的能源，特别是电力和焦炭等燃料。

加热系统能耗：在铸造生产中，加热系统主要用于对铸件进行预热、热处理等工艺操作。这些加热过程同样需要消耗大量的能源，特别是电力和天然气等燃料。

造型制芯设备能耗：造型制芯设备是铸造生产中用于制作铸型和砂芯的设备。这些设备的能耗主要来自于电机、压缩机等动力设备，以及砂处理、造型等过程中的能源消耗。

其他辅助设备能耗：除了上述主要设备外，铸造生产中还需要一些辅助设备，如通风设备、除尘设备、冷却设备等。这些设备的能耗虽然相对较小，但也不能忽视。

1.2铸造能耗高的原因分析

经济规模小，专业化程度低：国内铸造企业普遍规模较小，专业化程度不高，难以实现规模化、专业化生产。这导致企业在生产过程中难以形成规模效应，能源消耗难以得到有效控制。

铸造生产工艺、技术装备落后：国内铸造企业的生产工艺和技术装备普遍落后，许多企业仍在使用陈旧、低效的设备和技术。这些设备和技术不仅能耗高，而且生产效率低下，产品质量也难以保证。

缺乏科学管理，设备配置不合理：国内铸造企业在能源管理方面普遍缺乏科学管理，设备配置不合理，能源利用效率低下。许多企业没有建立完善的能源管理体系和能源消耗实时监控系统，导致能源浪费现象严重。

2、铸造生产中的节能措施

2.1加强能源管理

完善能源管理体系：铸造企业应建立完善的能源管理体系，明确能源管理的目标和职责，制定详细的能源管理制度和操作规程。通过加强能源管理，确保各项节能措施得到有效实施。

加强能源计量管理：铸造企业应建立完善的能源计量系统，对生产过程中各个环节的能源消耗进行实时监测和计量。通过数据分析，找出能源消耗的薄弱环节和潜在节能点，为制定节能措施提供依据。

引入ERP企业管理模式：ERP（企业资源计划）是一种先进的企业管理模式，可以帮助铸造企业实现均衡生产管理和透明化管理。通过引入ERP系统，企业可以更加准确地掌握生产进度和资源消耗情况，从而优化生产计划，降低能源消耗。

2.2推广节能新技术和新设备

推广热风、水冷、连续作业的冲天炉：传统的冲天炉能耗高、污染严重。为了降低能耗和减少污染排放，可以推广使用热风、水冷、连续作业的冲天炉。这些新型冲天炉具有高效、节能、环保等优点，可以显著提高能源利用率和产品质量。

推广冲天炉-电炉双联熔炼工艺：冲天炉-电炉双联熔炼工艺是一种先进的熔炼工艺，可以将冲天炉和电炉的优点相结合，实现优势互补。该工艺可以显著降低能耗和污染排放，提高铁液质量和生产效率。

推广应用铸造焦冲天炉熔炼：铸造焦是一种优质的焦炭，具有高热值、低灰分、低硫分等优点。使用铸造焦作为冲天炉的燃料，可以显著提高冲天炉的热效率和铁液质量，降低能耗和污染排放。

采用耐火保温材料改造现有炉窑：为了提高炉窑的热效率和保温性能，可以采用耐火保温材料对现有炉窑进行改造。这些材料具有优异的耐高温性能和保温性能，可以显著降低炉窑的散热损失和能耗。

2.3旧砂和粘结剂的回收再利用

机械法再生旧砂：旧砂是铸造生产过程中产生的大量废弃物之一。通过机械法再生旧砂技术，可以将旧砂中的杂质去除并恢复其性能，从而实现旧砂的再利用。这不仅可以降低新砂的消耗和能耗，还可以减少废弃物的排放和环境污染。

环保型砂芯无机粘结剂的循环再利用：传统的砂芯粘结剂往往含有有害物质，对环境造成污染。为了解决这个问题，可以推广使用环保型砂芯无机粘结剂，并通过循环再利用的方式减少其消耗和排放。这不仅可以降低生产成本和能耗，还可以提高铸件的质量和环保性能。

2.4优化生产调度和热处理工艺

合理调度生产：为了避免设备频繁启停造成的能耗浪费，铸造企业应合理调度生产，确保设备在满负荷状态下运行。同时，还应加强设备维护和保养工作，延长设备使用寿命并降低能耗。

在低谷时段进行熔化和热处理作业：为了降低能耗成本，铸造企业可以在电力低谷时段进行熔化和热处理作业。这样可以充分利用低谷时段的低价电力资源并降低能耗成本。

提高热处理设备的热效率：热处理设备是铸造生产中能耗较高的设备之一。为了提高其热效率并降低能耗，可以采取加强保温措施、优化加热工艺等方法。同时，还应加强设备的维护和保养工作，确保其正常运行并降低能耗。

3、节能措施的实施效果与展望

3.1节能措施的实施效果

降低铸造生产的能耗水平：通过加强能源管理、推广节能新技术和新设备、提高工艺出品率和铁液利用率等措施的实施，铸造企业可以显著降低能耗水平。这不仅可以降低生产成本并提高企业盈利能力，还有助于减少能源消耗并缓解能源短缺问题。

减少环境污染并实现可持续发展：通过采用环保型砂芯无机粘结剂、回收再利用旧砂和废料等措施的实施，铸造企业可以减少废弃物的排放并降低对环境的污染。这有助于实现可持续发展目标并推动行业向更加绿色、环保的方向发展。

3.2技术创新与研发

持续推动技术创新：铸造企业应加大技术创新和研发投入力度，开发更加高效、节能、环保的新技术和新设备。通过技术创新和研发，不断提高铸造生产的自动化、智能化水平，降低能耗和生产成本。

加强产学研合作：加强与高校、科研院所等机构的产学研合作，共同开展节能降耗技术的研发和应用。通过产学研合作，实现技术创新与产业升级的有机结合，推动铸造行业向更加高效、环保的方向发展。

3.3加强国际合作与交流

加强国际合作：加强与国际铸造行业的交流与合作力度，引进国外先进的节能降耗技术和经验。通过国际合作与交流，推动铸造行业节能降耗工作的深入开展并取得更大成效。

参与国际标准制定：积极参与国际标准制定工作，推动铸造行业节能降耗技术的标准化和规范化发展。通过参与国际标准制定工作，提高铸造行业的国际竞争力和影响力。

结论

铸造生产中的能耗问题是一个复杂而严峻的挑战。通过加强能源管理、推广节能新技术和新设备、提高工艺出品率和铁液利用率、旧砂和粘结剂的回收再利用、采用先进适用造型制芯技术与装备以及优化生产调度和热处理工艺等措施的实施，铸造企业可以显著降低能耗水平并提高能源利用率。随着技术创新与研发的深入推进、国际合作与交流的加强，铸造行业将朝着更加高效、环保、可持续的方向发展。这将有助于降低生产成本并增强市场竞争力，实现铸造行业的可持续发展。

参考文献

[1]曹伟,蔡少刚,史磊,等.能效管理在铸造行业的应用[J].中国铸造装备与技术,2019,54(03):17-20.

[2]柳建国,吕志刚.熔模铸造节能减排技术评价模型研究[J].铸造工程,2022,46(01):1-7.

[3]朱祯.节能降耗技术在活塞铸造生产中的应用[J].冶金管理,2020,(01):213+227.