精密铸造节能减排论文范文

1精密铸造节能减排的主要措施

1.1焙烧隧洞的节能改造目前，精密铸造焙烧最为常见的是采用贯通式焙烧隧洞，焙烧过程中各种热量损失以高温烟气热损为主，这是因为焙烧隧洞的洞体较短、烟气流动速度快和燃料未被充分利用、排烟的温度超过450℃且焙烧的热效率极低。我们可以通过加长洞体预热段的长度，且将贯通型式改为U型洞体和延缓烟气在U型洞体中的停滞时间，控制排烟的温度低于200℃，充分利用烟气的余热，提高焙烧的热效率。与此同时，U型焙烧洞体中间段可减小部分散热面，也可消除一定的热损失。

1.2中频电源焙烧熔炼设施的节能改造焙烧熔炼的能耗大约占总能耗的50％之多，对焙烧熔炼设施进行节能改造也可实现一定程度的节能效果。具体的节能改造途径如下：（1）恒定功率改造。负载阻抗在温度变化过程中还能继续保持中频电源的功率近似不变；（2）焙烧隧洞洞体的增容改造。由50kg增至750kg，可有效提升铸造效率和降低能耗；（3）输入电压的等级提升改造。输入电压由380V升至660V可使得焙烧熔炼设施的效率大幅提升，且设施的损耗也能减小。

1.3薄壳减层的节能改造采用薄壳技术研究制壳材料、内壁涂料、黏结剂硬化剂和复合铸造等工艺，在确保模壳强度达标的条件下，实现型具壳壁减薄，这样可节省产品辅料的消耗，并在一定程度上降低型壳焙烧能耗。

2精密铸造节能减排优化分析

2.1焙烧隧洞的节能改造贯通式焙烧隧洞洞体达到万吨级别以上精密铸造企业普遍采用煤气发生炉以煤气燃烧进行加热，节能减排技术改造之前每吨产品的煤炭消耗可达750kg，每万吨精密铸件的年洗精煤消耗达7500t，每吨洗精煤的产气量达3．8m3，焙烧年耗煤气总量为28500m3，煤炭发生炉的效率值约为78％，煤气的实测热值约为5407．47kJ／m3，排烟温度约为450℃，隧洞洞体内的空气过量系数为1．2，每立方煤气经燃烧可产生2．676m3的烟气，也就是说，每年高温烟气的总量可达到：7500×3．8×0．78×1．2×2．676＝71385m3。烟气的定压比热容约为1．8627kJ／m3•℃，每年烟气损失的热量为71385m3×450℃×1．8627kJ／m3•℃＝59835978kJ。对U型焙烧隧洞预热段合理加长，且控制隧洞内的烟气停滞足够长的时间，按照同等焙烧量来计算，每吨产品的煤炭消耗大约在630kg，每年万吨精密铸件的洗精煤的消耗量在6300t左右，排烟的温度则控制在200℃以下，隧洞内的空气过量系数和每立方煤气产生的烟气量不变，则每年的高温烟气总量可达到6300×3．8×0．78×1．2×2．676＝59963m3，200℃的烟气定压比热容约为1．7873kJ／m3•℃。在焙烧炉节能改造每吨铸件可节约的煤炭消耗量不计入的前提下，每年烟气损失的热量为59963m3×200℃×1．7873kJ／m3•℃＝21434373kJ。因此，可得到节能量ΔE1为（59835978－21434373）×0．03412／1000＝1310t。

2.2中频电源焙烧熔炼设施的节能改造焙烧熔炼设施在实现输入电压增大的技术改造后，按照功率公式W＝RI2可知，焙烧熔炼设施在其中频电源内部和感应装置方面的铜损可大幅降低。因此，对中频电源恒定功率、增大炉体容量和增大输入电压后，精密铸件生产可提升20％的耗电利用率，每吨钢水的耗电由原来的845～960kW•h降至64～770kW•h。按照某企业每年拥有1万t精密铸件的产量来计算，钢水的利用率以70％计算，废品率为3％。因中频电源的波动现象，每吨钢水可节省耗电量为900－730＝170kW•h。这样，每年可节约电量为2500000kW•h，折合标准煤的节能量大致为ΔE2＝2500000×0．335／1000＝837．5t。

2.3薄壳减层的节能改造采取薄壳减层的节能减排技术手段后，型壳的加固层由4～6层减至2～3层，型壳的厚度变小，大约使得模壳的层厚平均减小1／5，焙烧热量随之减少1／5，每吨精密铸件产品的型壳可节约煤炭消耗量1／6左右，也就是630kg／t。因此，薄壳减层的节能改造对于减少资源消耗、能源消耗和减排的效果相对比较明显。按照每年生产10000t精密铸件来计算，不考虑节省原辅助材料的效益，且在型壳减少砂粉材料的效益不计的前提下只计算型壳减小厚度以后焙烧节能量为ΔE5＝10000×0．63÷6×0．9＝945t。

3结语

综上所述，本文首先提出精密铸造节能减排优化节能量的确定原则与方法，并建立精密铸造节能减排优化节能量系统的优化模型，主要从能源消耗、污染物排放和技术经济指标进行评价，可提供节能减排的实践参考，对实现社会效益和经济效益都具有良好的作用。

作者：郭浩刘灿单位：青海科创铝业有限公司