中国铸造行业实现铸造环境保护的有效途径

随着我国资源和环境压力日益增大，政府部门提出了“实现可持续发展，建设资源节约型、环境友好型社会”和“确保按照‘十一五’规划确定的目标，实现能源消耗量减少20%，主要污染物排放总量减少10%”等目标。在中国，铸件铸造业在机械制造业中扮演着举足轻重的角色，其铸造产量已连续六年位居世界第一。全国拥有超过27000家铸造企业，其中，除少数拥有先进铸造技术、精良生产设备和基本环保措施的大型企业外，大多数铸造企业仍存在制造技术落后、生产设备陈旧以及环保问题尚未列入工作计划等问题。

我国铸造行业在环境保护方面面临严峻挑战。据报道，中国80%至95%的铸造厂都存在环境问题。铸件工厂主要采用手工造型，仅有不到5%的高炉配备了有效的环保设施。超过80%的铸造企业存在生产环境恶劣、工作条件差、制造技术落后、生产方式粗放等问题。从铸造行业结构来看，企业既有隶属于主厂的铸造分厂或车间，也有专业的铸造厂和数量众多的乡镇铸造厂。从生产水平和规模来看，既有高度机械化、技术先进、年产量达数万吨的大型铸造厂，也有规模较小的铸造厂。铸件此外，还有一些小型铸造厂，设备简陋，采用人工操作，技术陈旧，年产量仅百余吨铸件。近年来，受能源、环境和劳动力成本等因素的影响，发达西方工业国家的铸件产量有所下降，并逐渐转向发展中国家采购普通铸件，同时向发展中国家出口技术含量高、附加值高的优质铸件。当前，全球经济一体化的加速发展既为中国铸造业的发展带来了机遇，也带来了挑战。国内外市场对中国铸件的需求均呈现持续增长的趋势。

铸造设备，铸造砂加工造型
本文基于我国当前的铸造技术水平和存在的主要问题，从以下几个方面探讨了实现“绿色环保铸造”的有效途径：
1.铸造行业绿色制造标准的制定涵盖产品设计理论与方法、材料应用技术、制造工艺与设备技术、检测技术、自动化技术等基础技术。这些技术相互关联、相互依存，是铸造行业生存和发展不可或缺的组成部分。设计绿色铸件和铸造工艺，确保铸件和生产过程的“固有绿色品质”，从源头优化铸件全生命周期的环境性能。考虑到能源、资源直接消耗以及污染物和废物排放等重要影响因素，采用绿色铸造技术和工艺设备技术，将原材料和辅助材料（投入）转化为铸件（产出），从而实现真正的“绿色环保铸造”生产。用清洁环保的原材料及其应用技术替代传统原材料及其应用技术； ④ 采用先进、快速、精准的检测控制技术，优化铸造生产工艺，消除或减少铸造废料，提高铸造成品率，降低因检测不及时或不准确造成的能源消耗和污染，实现“绿色环保铸造”；⑤ 采用适用有效的末端处理技术，减少污染物排放到环境中。除了提出上述方面的技术要求外，还需结合我国铸造行业的国情，使企业能够采取最佳治理方案（低成本、高效率），最终实现符合国家环境标准的排放。
2. 从铸造工艺、造型材料和铸造设备等各个方面入手。
目前中国铸造行业的环境保护现状令人担忧。可以从铸造工艺、造型材料、铸造设备等多个方面着手推进铸造行业的环境保护：① 铸造工艺和造型材料：砂型铸造是主要的铸造工艺，占铸造总产量的80%至90%。在铸造生产中，砂型铸造造型材料造成的粉尘污染、空气污染和固体污染最为严重。因此，为了实现砂型铸造的绿色清洁生产，应尽可能使用绿色无机粘结剂，并尽可能减少粘结剂的添加量（最好不使用粘结剂）。这有利于解决旧砂回收利用问题，并能大大减轻环境压力。在目前涉及的各种砂型铸造方法中，采用无粘结剂干砂造型的消失模铸造和V型铸造，以及采用粘结剂的水玻璃砂型铸造，最有可能实现“绿色环保铸造”的生产工艺。无胶消失模铸造被誉为“21世纪新型铸造技术”和“铸造绿色工程”。铸造设备方面：目前，我国大部分铸铁件采用高炉熔炼生产，高炉使用清洁长寿命耐火材料、高效热风连铸炉，并采用铁水封闭式输送、浇注和模具处理技术，以减少金属氧化和炉渣产生；采用国际铸造环境控制委员会推荐的炉料预净化处理措施，可减少冶炼过程中的粉尘排放；采用水冷造粒炉渣技术，可使炉渣成为高效的建筑材料；综合利用高炉废气。此外，在铸造生产中，可从产品结构上改进输送、筛分、清选、落砂等产生粉尘和噪音的工艺设备，以减少或消除粉尘。
3. 开发废气资源化利用新技术，保护生态环境，最大限度地节约资源，已成为各国铸造企业亟待实现的目标。因此，我国铸造企业在建设或进行技术改造时，也应协调废弃物的综合再利用。这可以从以下几个方面着手：① 在制定改造方案时，首先考虑增加环境保护投入，建议环境保护投入占总投资的15%以上；② 采用机械化、自动化、封闭式等先进铸造设备，以实现环境保护目标；③ 采用清洁生产工艺，改善工作环境；④ 借鉴国外铸造企业的废弃物处理方法，开发铸造废弃物资源化利用新技术；⑤ 坚持循环经济中的减量化、再利用和循环再生原则。
绿色环保铸造是制造业社会可持续发展战略的体现。本文从我国铸造行业的产能、技术水平、产品质量水平、能源消耗和原材料、铸造技术人才、质量管理水平以及废砂、废气、粉尘、废渣、噪声等排放等方面入手，借鉴国外理论研究和实践成果，结合我国铸造行业的基本特点、存在的问题和环境保护设计的基本要求及铸造技术水平，制定了铸造生产过程中不同环节环境保护设计的基本标准，作为我国铸造企业新建、改造、扩建和技术改造项目的目标。规范铸造生产企业的行为，大力推进环境保护，实现“绿色环保铸造”，提升我国铸造行业的技术水平，以满足国民经济快速发展的需要。