第9章鑄造的能源和環(huán)境保護(hù)技術(shù)(第13講)

第9章鑄造的能源與環(huán)境保護(hù)

冶金行業(yè)是高污染行業(yè)之一。鑄造生產(chǎn)是對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的行業(yè)之一,生產(chǎn)中所出現(xiàn)的污染內(nèi)容大致有廢物、廢氣、廢水、粉塵和噪聲等。為此，必須實(shí)行嚴(yán)格有效的環(huán)境保護(hù)措施，鑄造工業(yè)只有走集約化清潔生產(chǎn)之路，才能持續(xù)發(fā)展。綠色環(huán)境下的鑄造成形加工技術(shù)的總目標(biāo)是低成本、短周期（或短流程）及高質(zhì)量。0MetalSmelting;reducingoxidesandsulfidestometal…../learning/howmade/blast_furnace.htm1地表吸收地表吸收溫室太陽短波輻射地球和大氣長波輻射大氣層太陽短波輻射地球和大氣長波輻射增溫效應(yīng)增溫效應(yīng)氣候變化的科學(xué)原理如沒有溫室氣體,地球表面平均溫度約為－18℃,而實(shí)際溫度為15℃京都議定書受控的6種人為溫室氣體：CO2(二氧化碳) CH4(甲烷)N2O(氧化亞氮） HFCs(氫氟碳化物)PFCs(全氟化碳)SF6(六氟化硫)大氣中的溫室氣體濃度變化趨勢(shì)工業(yè)革命前：280PPM

現(xiàn)在：360－370PPM

預(yù)計(jì)2050年：550PPMIPCC第三次科學(xué)評(píng)估報(bào)告的部分結(jié)論：20世紀(jì)增溫最大，達(dá)0.6℃，海平面升高0.1-0.2米;預(yù)計(jì)21世紀(jì)全球平均氣溫升高1.4-5.8℃，海平面上升0.09-0.88米;旱、澇、熱浪、寒潮頻次將增加；冰川、冰蓋將退縮;即使溫室氣體濃度穩(wěn)定后，其影響也還將持續(xù)若干世紀(jì);人類必須采取行動(dòng)，減少人為溫室氣體排放，以減緩氣候變化的不利影響。CCAP氣候變化對(duì)話會(huì)議(CCAPDialogueMeetingonFutureInternationalActionstoAddressGlobalClimatechange

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由于我國企業(yè)長期以來一直沿襲著資源粗放型的經(jīng)營模式，受到綠色壁壘的影響日益嚴(yán)重，同時(shí)，也影響了我國的可持續(xù)發(fā)展總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，如何順應(yīng)國際綠色消費(fèi)潮流，改變企業(yè)經(jīng)營模式，開展清潔生產(chǎn)審計(jì)，實(shí)施清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略，從生產(chǎn)源頭開始節(jié)能、降耗、減污，實(shí)現(xiàn)全程控制，切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)國際競(jìng)爭力，就成為擺在我國出口企業(yè)面前的一大重要課題。3

清潔生產(chǎn)作為一種新型的環(huán)境戰(zhàn)略，是實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的必經(jīng)之路，也是我國出口企業(yè)提高自身環(huán)保水平，突破綠色壁壘的根本途徑。清潔生產(chǎn)審計(jì)作為企業(yè)層面的一種環(huán)境管理工具，是企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)的重要前提。因此，研究我國出口企業(yè)的清潔生產(chǎn)審計(jì)模式以及清潔生產(chǎn)策略，對(duì)于我國出口企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。4

我國鑄造業(yè)資源消耗大、污染嚴(yán)重。國內(nèi)每生產(chǎn)1t合格鑄鐵件的能耗為550～770kg標(biāo)煤,國外為300～400kg標(biāo)煤,據(jù)統(tǒng)計(jì),中國鑄造生產(chǎn)過程中材料和能源的投入約占產(chǎn)值的55～70%,整個(gè)鑄造業(yè)每年排放污染物總量為:廢渣420萬t,粉塵70萬t,廢氣140～279億m3,廢砂1810～2090萬t。國外1t合格鑄件的三廢排放量不到中國的1/10,發(fā)達(dá)國家鑄造廠用于環(huán)保投資占整個(gè)鑄造廠設(shè)備投資的20%～30%,而中國只占3%～18%。我國鑄造業(yè)資源消耗情況567國內(nèi)外重要企業(yè)在節(jié)能創(chuàng)新方面所作的工作8從能源視角來考慮的鋼鐵工藝

鋼鐵生產(chǎn)過程是一種高層次、高水平的能源轉(zhuǎn)換和利用的過程。CoalIronOreCokeOvenPowerPlantSinterPlantCrudeSteelHotRollingColdRollingContinuousGalvanizingBlastFurnaceBOFContinuousAnnealingContinuousCasterHeatingFurnaceHeatingFurnacePlateHotcoilHeatingFurnaceLongProductsIronMakingSteelMakingFinishingPigIronMoltenSteelOxygenPlantBoilerEnergyPlantsSteelScrapEAFRawMaterials工藝分界CO2排熱廢能源回收副生氣體廢塑料等能源供應(yīng)

高層次?高水平的能源轉(zhuǎn)換和利用能源轉(zhuǎn)換能源分級(jí)91011太鋼12包鋼各工序主要節(jié)能對(duì)策圖132006年1000M3以上高爐121座，全部配備TRT，年發(fā)電量約36億kwh。鋼鐵企業(yè)焦化廠焦炭產(chǎn)量約7000萬噸，2006年底，４４套CDQ，占37%，干熄焦年發(fā)電總量26億kwh。特別

是濟(jì)鋼新建的大型CDQ（處理量150t/h），蒸汽壓力9.5MPa（國內(nèi)一般為5.4MPa)，噸焦發(fā)電160kwh（國內(nèi)為102kwh）。2006年底，中國鋼鐵企業(yè)已建了近10套利用低熱值煤氣的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置CCPP，年回收煤氣量３０００億M3，年發(fā)電量１００億kwh．大力推廣先進(jìn)節(jié)能技術(shù)干熄焦技術(shù)（CDQ）高爐余壓發(fā)電（TRT）煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（CCPP）14

我國鑄造行業(yè)正面臨實(shí)現(xiàn)從鑄造大國向鑄造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的發(fā)展機(jī)遇,但造成的環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重。闡述了我國鑄造行業(yè)的發(fā)展方向：大型化、輕量化、精確化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及綠色制造。圍繞其發(fā)展方向,指出我國鑄造行業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展可從鑄造技術(shù)、原輔材料、鑄造廢棄物的回收與再利用、環(huán)保以及綠色鑄造的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系等方面予以體現(xiàn)。鑄造行業(yè)的發(fā)展方向15長江三峽7×105kW水輪機(jī)僅葉輪就重達(dá)426t。神州6號(hào)載人飛船上的電器箱,由于采用了長春應(yīng)化所開發(fā)的MB26鎂合金材料,實(shí)現(xiàn)減重13kg。通用及寶馬汽車公司的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體就采用了消失模鑄造新工藝。定向凝固熔模鑄造新技術(shù)可以直接生產(chǎn)高溫合金單晶體燃?xì)廨啓C(jī)葉片,體現(xiàn)了材料與成形技術(shù)的高度集成。大型化、輕量化、精確化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及綠色制造16將模擬仿真技術(shù)應(yīng)用于大型鑄件的生產(chǎn),更能體現(xiàn)其價(jià)值,如采用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)對(duì)長江三峽重62t的水輪機(jī)葉片鑄造工藝進(jìn)行模擬,優(yōu)化了鑄造工藝。現(xiàn)在鑄造過程的模擬軟件已經(jīng)成熟并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,如MAG2MA,PROCAST,DEFORM及中國的鑄造之星(FT2STAR)、CASTsoft/CAE和CAE/InteCAST等。17針對(duì)制造的網(wǎng)絡(luò)化,美國先進(jìn)金屬材料加工工程研究中心提出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)/制造(鑄造)集成系統(tǒng)(Rationalproduct/processdesign)。美國在展望2010年的制造業(yè)前景時(shí)提出了“無廢棄物加工”的概念;德國制定了《產(chǎn)品回收法規(guī)》;歐盟也頒布了“汽車材料回收”法規(guī),要求從2005年新生產(chǎn)的汽車材料的85%能再利用。

這些技術(shù)在鑄造行業(yè)的應(yīng)用極大地縮短了的生產(chǎn)周期,提高了鑄件的質(zhì)量,由于精確成形,從而減少了機(jī)械加工的費(fèi)用。18

清潔生產(chǎn)是關(guān)于產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一種新的、持續(xù)的、創(chuàng)造性的思維，它是指對(duì)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程持續(xù)運(yùn)用整體預(yù)防的環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略。使污染物產(chǎn)生量、流失量和治理量達(dá)到最小，資源充分利用，是一種積極、主動(dòng)的態(tài)度。而末端治理把環(huán)境責(zé)任只放在環(huán)保研究、管理等人員身上，僅僅把注意力集中在對(duì)生產(chǎn)過程中已經(jīng)產(chǎn)生的污染物的處理上。因而從末端治理到清潔生產(chǎn)是人類環(huán)保思想從“治”到“防”的一次飛躍。清潔生產(chǎn)-可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略19我國清潔生產(chǎn)活動(dòng)推進(jìn)緩慢的主要原因在于企業(yè)缺乏積極性，對(duì)于實(shí)施清潔生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果認(rèn)識(shí)不清。清潔生產(chǎn)為企業(yè)帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)的清潔生產(chǎn)管理機(jī)制、綠色國際營銷機(jī)制以及政策激勵(lì)機(jī)制等，都將為推進(jìn)我國出口企業(yè)的清潔生產(chǎn)活動(dòng)提出了相關(guān)策略，以期對(duì)我國出口企業(yè)提高自身環(huán)保水平