节能是任何一个场所都需要关注的问题,
精密铸造生产不同的生产阶段有不同的特点,节能工作应根据不同的生产特点来考虑。铸造行业是机械工业的耗能大户,能耗高、能源利用率低、污染严重、经济效益差等制约了铸造行业的发展。我们只有合理利用能源,大力抓好节约能源是铸造行业的一项重要任务。
节能技术从以下几点出发:
射蜡涂料车间:
这两个车间设备总装机功率为563.7千瓦,占全厂装机总量的41.4%每月用电量120000度,占全厂用电量的30%,按综合能耗计算,占全厂的22%,从这两个车间的生产工艺来看,主要的能耗特点就是两个字“保温”,由于这两个车间的在制品为液态蜡和蜡件,因此保温有两方面的含义,首先是对蜡液温度的保持会消耗大量的能源,由于目前我们大多数精铸厂都在使用回收蜡,因此脱蜡和蜡回收是这两个车间的耗能较大的工序,其中一台电脱蜡釜经单独计量月总用电约40000度,占全厂用电总量的10%,占全厂综合能耗的7.6%,脱蜡后的蜡液需要24小时以上的高温搅拌除水和静置除尘,此过程的温度都需要保持在90—110℃左右,对传统的蜡缸式射蜡机还需要额外的50—60%:均温处理后才可以射蜡,时间也需18小时以上,无论从节能的角度还是蜡的回收质量上来看,这种方式都是不利的,因此从短期来看,利用脱蜡后的余热进行快速除水和过滤除尘,大幅度缩短蜡液的高温保持时间,是既节能又利于保持蜡的质量的好的办法而发展闪烧脱蜡,充分利用型壳焙烧将脱蜡的这7.6%能耗节约下来,同时可免去蜡除水工艺,从节能的角度来看,是值得尝试的。
其次,射蜡涂料车间的另一大能耗为保持工作环境的温湿度,因此在目前来看,在这两个车间首先应该树立“节约空间就是节约能源”的概念,在工人操作面积必须保证的情况下,能够节约的空间主要是指室内高度,一建议在室内采用隔温材料吊顶,一将高度控制在3米左右。对于涂料车间而言,车间高度的设定还牵涉到另一个问题一,就是悬挂输送链如何选择,从节能的角度来看,悬挂输送链应该尽量悬挂更多的壳组,而目前的悬挂链结构形式都有较大的空间浪费,有比较大的改进空间。另外加大壳组,减少壳缉蓼量也是提高空间利用率的有效手段。
浇注车间:
浇注车间设备装机功率占全厂的30.7%,用电量占全厂的50%,此外壳组焙烧一耗煤57吨,如果按综合能耗测算,该车间占全厂能耗的62%,是真正的能耗大户,那么在这个工序如何节能呢?
首先在浇注车间应该树立“节约时间就是节约能源”的概念,发挥出现有设备的熔化效率,目前100—150公斤的中频炉大多具备在30—45分钟内溶化一炉钢水的能力,但在实际生产中,如果不能做好配套工作,将难以发挥出设备效率,熔化和浇铸时间延长就意味着能源的浪费,影响主要表现在三个方面,一是炉料的好坏,密实清洁的炉料会大大缩短熔化以及脱氧时间,节约电耗,而未经清洗打包的散片状炉料会大大影响熔化时间。二是每炉壳组的数量,由于精铸多采用炉口直接浇铸,如果壳组过小,每炉浇注壳组过多,会加长浇铸时间,增大电耗。据测算,当一炉浇注25—30组壳组时浇注时间长可达15分钟,因此做大壳组,减少每炉浇注组数,是国外同行的先进做法,同时对浇铸质量也有很多的好处。第三,焙烧炉的改进是目前节能改造的重点,目前国内壳组焙烧多采用上世纪九十年代从台湾引进的单体式焙烧炉,过去多用柴油做燃料,现在已逐渐改为以自制煤气或重油为燃料,这种炉子具有造价低,占地小,方便灵活的特点,但也有两大个缺点,一是焙烧时间过短,如果钢水熔化时间缩短到30分钟的话,壳组焙烧时间从进炉升温到出炉也仅有30分钟,焙烧时间无论如何也是不够的,导致残蜡没能充分烧净,出现壳内黑灰,大大降低成品率,因此多数工厂采用强制升高焙烧温度和减慢熔化速度的办法来解决问题,这些都是用能耗换质量。第二个缺点就是因为其单室构造导致热能利用率低高温烟气没有充分利用就排人大气。针对这两个缺点,该厂在广泛学习的基础上采用自制环形焙烧炉方案,(见图4、图5)较好地解决了问题,基本做到节能和高质量模组焙烧的统一,使用环型焙烧炉后,能同时供应两台中频炉的壳型,每炉熔钢时间控制在45分钟左右,按每20-25分钟出壳一次的节奏生产,那么壳型的焙烧时间可达到80分钟,其中700-800℃预热段20分钟,900-1000℃准高温段20分钟,1100℃以上高温段40分钟,与过去壳型由常温到1100℃仅焙烧45分钟相比质量大有提高,同时由于预热段和准高温段都是利用烟气余热,又采用节能喷嘴,每日连续工作的煤耗总量下降30%,过去每日完成40炉次,耗煤2吨,现在每日可完成50炉次,耗煤1.5吨,单炉煤耗由50公斤下降到30公斤,下降40%。中频炉电耗也下降12%。
除此之外,在焙烧炉的烟气排放口,采用热水套衬的方法取得热水,作为员工洗澡热水源和车间冬季采暖热水源。经实践证明是可行的,该厂已经全面取消了生活及采暖锅炉。冬季每月节煤10吨,夏季节煤3吨。还可以保证四百人每天都能洗上热水澡,而过去使用生活锅炉每周仅四天浴室开放。
后处理车间:
车间装机总功率占全厂27.8%,用电量占全厂用电量的18.75%,综合能耗占全厂的14.3%,和前几个车间相比,后处理车间是比较被动的,后处理车间能耗的大小主要取决于清砂的难易程度,切割和磨浇口量的大小,氧化皮去除的难易以及铸件的返修率,目前对于减少清砂能耗的主要思路还是应该在涂料车间进行改进,降低型壳残留强度,切割和磨浇口设备的装机功率不算大,但是工作时电机持续运转,因此能耗也不小,如何减小切割后的浇口残根,同时多采用磨浇口辅助工装,(见图6)大幅度提高磨浇口的效率,是我们可以做很多改进的地方,在后处理车间能耗中,氧化皮的去除占用能耗是很多的,因为它要去除铸造氧化皮,但又会在热处理过程中产生氧化皮,而大部分铸造企业的热处理设备比较简陋,因此要加强热处理过程中的表面保护,减轻氧化皮去除的难度。最后提高质量降低铸件返修率,让大多数铸件经历一次处理过程就顺利入库,是节能的好办法。在这个意义上来说,提高质量就是提高效率,也就是节约能源,这三者的关系,在后处理车间是集中的反应。
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