鑄造行業(yè)是機械工業(yè)的耗能大戶，能耗高、能源利用率低、污染嚴重、經(jīng)濟效益差制約了鑄造行業(yè)的發(fā)展。合理使用能源，大力抓好節(jié)約能源是鑄造行業(yè)的一項重要任務。本文分析了鑄造行業(yè)的能源利用現(xiàn)狀，從熔煉、加熱系統(tǒng)、造型制芯技術與裝備、低應力鑄鐵、鑄態(tài)球墨鑄鐵、球鐵無冒口鑄造、鑄鋼保溫冒口與保溫補貼、沖天爐廢氣綜合利用和佘熱回收利用等方面闡述了鑄造行業(yè)行之有效的主要節(jié)能技術及其應用，并對發(fā)展我國鑄造節(jié)能技術提出幾點措施建議。

　　1.問題的提出能源是一種重要的地球資源，是人類社會發(fā)展的物慣基礎。能源資源問題是關系我國經(jīng)濟社會發(fā)展全局的一個重大戰(zhàn)略問題。能源供應和利用狀況直接關系到國民經(jīng)濟的持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調發(fā)展。開發(fā)、合理有效地利用能源，既可保持社會的適度發(fā)展，又可減少資源消耗。

　　目前我們所利用的能源主要是以煤、石油、天然氣等不可再生的一次性能源，用一點少一點，遲早有一天消耗殆盡。我國能源資源從數(shù)量上看比較豐富，但人均占有量遠低于世界平均水平，而且能源利用率低，其中煤利用率不到10%。據(jù)報導，我圍GDP的50%來源于高能耗。2003年我國GDP總量達11.58萬億元，消耗16億噸煤，2.5億噸原油，2億多噸鋼材，8億噸水泥。2004年我國GDP總量達l3.65萬億元，消耗能源更多。

　　我國經(jīng)濟增長的成本高于世界平均水平25%以上，我國每創(chuàng)造l美元產(chǎn)值所消耗的能源是美國的4.3倍，德國和法國的7.7倍，日本的11.5倍。我國傳統(tǒng)的高投入、高消耗、高成本、低產(chǎn)出的經(jīng)濟增長方式應徹底改變。我國節(jié)約能源法規(guī)定，“節(jié)能是國家發(fā)展經(jīng)濟的一項長遠戰(zhàn)略方針。”鑄造行業(yè)是個高能耗的行業(yè)，除做好能源的開發(fā)、有效利用外，長期戰(zhàn)略任務就是大力開展節(jié)能降耗工怍。2.鑄造行業(yè)能源利用現(xiàn)狀鑄造在機械制造業(yè)中占有十分重要的地位，鑄造技術是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主體技術之一，是機械產(chǎn)品毛坯的供應者。僅2003年就為國民經(jīng)濟各部門提供1987萬噸鑄件。但鑄造是一個大量耗能的生產(chǎn)過程，是個高投入、高消耗、高或本、低產(chǎn)出的既傳統(tǒng)又不可缺少的行業(yè)。僅2004年，我國鑄造行業(yè)就消耗焦炭300萬噸，生鐵1000萬噸，新砂1000萬噸，各種粘結劑30—40萬噸。近些年來，由于我國鑄造業(yè)取得長足發(fā)展，鑄件產(chǎn)量是以犧牲環(huán)境保護、浪費能源和材料為代價。在我國鑄造生產(chǎn)中，能源和材料的投人約占其產(chǎn)值的55%-70%。是機械工業(yè)的耗能大戶，其能耗占機械工業(yè)總能耗的23%-62%，能耗利用率為l5%-25%。我國每噸鑄件所需能源是工業(yè)發(fā)達國家的2—3倍。

　　我國每生產(chǎn)1噸合格鑄鐵件的能耗為500-700kg標煤，占生產(chǎn)成本的15%，而日本每噸鑄鐵件能耗僅占生產(chǎn)成本4.3%。我國每生產(chǎn)1噸合格鑄鋼件的能耗為800-1000kg標煤，國外僅為500-800kg標煤。造成我國鑄造業(yè)能耗高的主要原因是多方面的。2.1經(jīng)濟規(guī)模差專業(yè)化程度低我國現(xiàn)有鑄造廠點約2.2萬個，點多規(guī)模小，專業(yè)化程度低。按2003年我國鑄件總量1987萬噸計，平均每一鑄造企業(yè)的產(chǎn)量不足1000噸，其中300噸以下企業(yè)約占1/3，年產(chǎn)300-5000噸的企業(yè)占l/2以上，年產(chǎn)5000噸以上企業(yè)只占l/6，年產(chǎn)萬噸以上的企業(yè)約占1%。工業(yè)發(fā)達國家的鑄造企業(yè)一般規(guī)模都在5000噸以上，萬噸以上的企業(yè)所占的比例很大，還有10萬噸甚至60萬噸的企業(yè)。我國鑄造專業(yè)化程度只有30%，工業(yè)發(fā)達國家達80%-90%。不難看出，我國有上萬家鑄造企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模在幾百噸，而且還有相當多的鑄造企業(yè)是“大而全”，“小而全”，沒有形成技術特色、產(chǎn)品特色，設備配置不合理，利用率低，大馬拉小車現(xiàn)象普遍存在，造成能源損失大。2.2鑄造生產(chǎn)工藝技術裝備等基礎條件差我國鑄造生產(chǎn)過程和檢測手段不夠完善是造成能耗高的重要原因之一。

　　(1)熔煉在鑄造生產(chǎn)中，用于熔煉的能耗約占整個鑄件生產(chǎn)能耗的50%。熔煉鑄鐵時，工業(yè)發(fā)達國家大多數(shù)采用熱風連續(xù)作業(yè)的長爐齡沖天爐，而我國只有少數(shù)企業(yè)采用長爐齡熱風沖天爐。大多數(shù)沖天爐只開4-8h就打爐，造成爐體蓄熱損失(約占熔化能耗10%以上)和打爐底焦的熱損失。鐵水溫度普遍在1380℃-1450℃(國外為1500℃一1550℃)。熔煉鑄鋼時，工業(yè)發(fā)達國家在冶煉合金鋼時多采用AOD、VOD設備，我國只有少數(shù)廠家采用，大多數(shù)仍采用電弧爐生產(chǎn)方式。有時企業(yè)由于電力供應不足，采取夜間低谷用電，每次只能開4—5爐次就停爐。每新開一次爐就增加一次爐體的蓄熱損失。一般第一次爐鋼水的耗電量在1000-1200kWh/t鋼液，從第三爐開始耗電量一般都低于800kWh/t鋼液，如果每一次開爐的爐次越少，平均每噸鋼水耗電量就相應增高。熔煉有色合金時，國外采用工頻感應電爐熔煉，熱效率達45%，我國有不少企業(yè)在采用燃油坩堝爐、焦炭坩堝爐或電阻爐，這些爐子的熱效率低，分別為l1%、3%-7%、25%。

　　(2)造型、制芯國內除少數(shù)為汽車、內燃機配套的鑄造骨干企業(yè)采用高密度的高壓、靜壓、射壓、氣沖造型等先進高效流水線造型和樹脂砂熱芯盒、冷芯盒制芯工藝外，大多數(shù)鑄造企業(yè)仍采用震壓式造型機造型或手工造型或粘土干型、水玻璃砂工藝和以桐油、合脂、粘土等粘結劑為主的制芯工藝，生產(chǎn)周期長，能耗高。

　　(3)工藝設計國外普遍采用CAD/CAM，而我國除少數(shù)企業(yè)外，多數(shù)憑工藝員經(jīng)驗設計，鑄件澆冒口大，肥頭大耳，加工余量大，鑄件超重超厚現(xiàn)象普遍存在。我國鑄件尺寸精度比國外普遍低1-2級，表面粗糙度比國外差l-2級，加工余量比國外高出1倍以上，鑄件壁厚也比國外厚得多。鑄件廢品率也比國外高得多，我國鑄鐵件廢品率通常為9%-15%，鑄鋼件廢品率為5%一l5%，而國外的鑄鐵件和鑄鋼件的廢品率均低于5%。由此可見，鑄件澆冒口大，鑄件超重超厚，鑄件尺寸精度低，表面粗糙，鑄件廢品率高都直接或間接加大了能源消耗。2.3缺乏科學管理長期以來，由于普遍存在重冷輕熱思想，鑄造行業(yè)一直不被重視。政府有關部門未能對鑄造行業(yè)的能源合理利用和節(jié)約進行全面規(guī)劃和政策引導。鑄造行業(yè)的能源管理體系尚未健全完善，節(jié)約能源的法規(guī)和標準化體系也尚未建立。不少鑄造企業(yè)的領導對能源的管理缺乏足夠重視。節(jié)能工作尚未提到議事日程上來，既沒有建立能源管理機構，又沒有從事能源管理、節(jié)能技術推廣的專門管理人員。只重產(chǎn)值，不計能耗，只重使用能源，忽視能源節(jié)約，從而造成了鑄造行業(yè)能耗高、能源浪費的局面。

　　3.鑄造生產(chǎn)的節(jié)能技術與節(jié)能措施經(jīng)過我國鑄造工作者長期不懈的努力，取得了一系列鑄造生產(chǎn)的節(jié)能技術與節(jié)能措施，這些節(jié)能技術仍具有現(xiàn)實的適用價值，值得推廣應用。

　　3.1以熔煉為中心的節(jié)能技術鑄件熔煉部分的能耗約占鑄件生產(chǎn)總能耗的50%，由于熔煉原因而造成的鑄件廢品約占總廢品的50%。因此，采用先進適用的熔煉設備和熔煉工藝是節(jié)能的主要措施。3.1.1鑄鐵熔煉的節(jié)能技術(1)推廣采用熱風、水冷、連續(xù)作業(yè)長爐齡沖天爐沖天爐向大型化、長時間連續(xù)作業(yè)方向發(fā)展是必然趨勢。國外的鑄造企業(yè)把它作為一項重要節(jié)能措施加以應用。近些年來，國內也在這方面做了大量的工作，已有部分企業(yè)采用，取得了明顯的節(jié)能效果。例如，采用大排距雙層送風沖天爐技術，可節(jié)約焦炭20%-30%，降低廢品率5%，Si、Mn燒損分別降低5%-10%;水冷無爐襯和薄爐襯沖天爐，連續(xù)作業(yè)時間長，可節(jié)能30%以上;熱風沖天爐既節(jié)能又環(huán)保。(2)推廣沖天爐一電爐雙聯(lián)熔煉工藝沖天爐一電爐雙聯(lián)熔煉是利用沖天爐預熱、熔化效率高和感應電爐過熱效率高的優(yōu)點，來提高鐵液質量，達到降低能耗的目的。近些年來，隨著焦炭、生鐵等原材料價格大幅上揚和鑄件品質要求越來越高，單獨使用電爐熔煉日益增多，利用夜間低谷電生產(chǎn)，也取得了較好的經(jīng)濟效益和節(jié)能效果。

　　(3)推廣應用鑄造焦沖天爐熔煉采用鑄造焦燃料是提高鐵液溫度和質量的有效途徑。國外大多數(shù)沖天爐熔煉采用鑄造焦。由于鑄造焦價格高或是由　　　于習慣等原因至今國內大多數(shù)企業(yè)仍使用冶金焦，甚至有的企業(yè)使用土焦，這不僅影響鑄件質量，而且焦耗量大。如應用鑄造焦，廢品率可下降2%。因此，發(fā)展鑄造焦生產(chǎn)，降低鑄造焦生產(chǎn)成本，推廣應用鑄造焦是提高鑄件質量，降低能源消耗的措施之一。(4)沖天爐富氧、除濕送風沖天爐使用冶金焦時，鐵液溫度很難穩(wěn)定達到1500℃，如采用3%的富氧送風就能保證，并且每噸鐵液可凈降低能耗l0kg左右標煤。沖天爐除濕送風通常在南方潮濕地區(qū)使用，它可以提高鐵液溫度，減少硅、錳等元素的燒損，提高鐵液質量和熔化率，降低焦耗13%-17%。(5)沖天爐采用計算機控制技術沖天爐采用計算機控制包含計算機配料、爐料自動稱量定量和熔化過程的自動化控制。使沖天爐處在優(yōu)化狀態(tài)下工作，可獲得高質量的鐵液和合適的鐵液溫度。與手工控制相比，可節(jié)約焦炭10%-15%。(6)推廣使用沖天爐專用高壓離心節(jié)能風機目前國內仍有不少沖天爐使用羅茨或葉氏容積式風機，能耗大噪聲高。采用沖天爐專用的高壓離心風機，可節(jié)電50%-60%，熔化率提高33%左右。3.1.2鑄鋼熔煉的節(jié)能技術目前國內仍有不少企業(yè)采用燃油坩堝爐和焦炭坩堝爐熔煉有色金屬，這兩種熔煉設備不僅效率低，而且造成環(huán)境污染，應盡快淘汰，代之采用熱效率高、作業(yè)環(huán)境好、熔煉金屬液質量高的感應電爐熔煉。