精密铸造节能减排论文

2022-04-21

摘要:随着汽车总保有量的不断增加,汽车与能源、环保之间的矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。面对低碳时代的到来和节能减排的巨大压力,汽车轻量化是解决这一问题最有效、最现实的途径之一。从而推动了新材料新工艺在汽车工业中的应用和发展。其中,尤为引人注目的是铝合金在汽车轻量化中的应用和发展。下面是小编整理的《精密铸造节能减排论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

精密铸造节能减排论文 篇1:

汽车铝合金缸盖铸件缺陷分析及控制

【摘要】文章首先简述了铝合金的性能,然后分析了缸体缸盖主要铸造方法,最后重点探讨了对铝合金挤压铸件缺陷的预防和控制。

【关键词】铝合金;铸造工艺;研究现状

一、前言

随着我国经济的不断发展,人们对铝合金挤压制品的需要越来越大,铝合金零件的使用,是减轻汽车的重量是节能减排的重要措施之一。缸体缸盖作为汽车中最重要的部件,其结构比较复杂,因此,对汽车铝合金缸盖铸件缺陷分析及控制是非常重要的。

二、铝合金的性能

纯铝是银白色的轻金属,密度2.7g/cm3,约为钢的1/3(钢的密度为7.87g/cm3),导电率较高,仅次于金、银、铜居第4位。热导率比钢大2倍左右,熔点为658℃,加热溶化时无明显颜色变化,具有面心立方结构,无同素异构转变。塑性和冷、热、压力加工性能好,但强度低(只有90MPa左右)。纯铝的化学活泼性强,与空气接触时,就会在其表面生成一层致密的氧化膜(主成分是Al2O3)薄膜,这层氧化膜可防止冷的硝酸及醋酸的腐蚀,但在碱类和含有氯离子的盐类溶液中被迅速破坏而引起强烈腐蚀。纯铝中随着杂质的增加,其强度增加,而塑性、导电性和耐蚀性下降。

三、缸体缸盖主要铸造方法

1、金属型铸造工艺

金属型铸造工艺是比较传统的对铝合金缸体缸盖进行铸造的工艺,其主要优点是铸件冷却时间短、零件组织细密、力学性能较高等优点;其主要缺点是由于金属性铸造工艺不透气且无退让性,铸造的部件容易产生气孔、裂纹以及浇不足等缺陷。但其总体质量还是明显比砂型铸造质量高。

金属型铸造工艺由于其工艺的特殊性,制造成本相对较高,并且生产周期长,对于单件或小批量生产的零部件一般不采用此种铸造方法。外型上采用金属型铸造工艺,而内腔采用砂芯,这两种工艺相结合使得对缸体缸盖的金属铸造工艺变得相对简单,并且灵活。

2、中压铸造工艺

高温压铸时不能使用砂芯,Toukei公司改进了高压铸造,提出了中压铸造法。压力铸造的主要过程是,通过对压力的控制使液态或半液态的铝合金在较高的速度下填满压铸型型腔,增高压力即可改变速度,并在一定压力下是铸件凝固成型。

3、中压铸造工艺

为满足日益提高的发动机功率,发动机缸体结构变得越来越复杂,而由于高温压铸时存在不能使用砂芯的缺点,Toukei公司改进了高压铸造,提出了中压铸造法。此时中压铸造的优点显现的十分明显。其主要是将压力降低,使中压制造可以使用砂芯,而达到满足对复杂内腔结构的缸体的制造。

4、低压铸造工艺

低压铸造的优点之一包括对铸造材料的利用率高,是综合了重力铸造与压力制造的优势的方法。其主要工作过程是在低压30kp下,铝合金液体由下而上的对型腔进行填充,此方法可以铸造出闭舱结构的缸体。

5、消失模铸造工艺

消失模铸造工艺的基本原理是代替法。其工程是将与铸件形状一模一样的泡沫塑料模代替铸模进行造型。通过浇注铝合金液体使泡沫气化,浇注出的铸件与泡沫塑料外形一致。消失模铸造工艺的主要优点是:生产周期短,铸件质量高,浇注均匀。但由于消失模鑄造工艺其工艺制造复杂,不经济,有其是在前期投入较高,使用范围很小。

6、Cosworth法铸造工艺

Cosworth法,中文是冷芯盒砂芯造型。冷芯盒砂芯造型即在一定气氛、压力下的一种锆英树脂的自硬砂组芯造型。主要优点在于:冷芯盒砂芯造型采用锆砂,锆砂的膨胀率稳定并很小,使铸造的铸件尺寸更加精密;动力由电磁泵提供,计算机控制,使铝液充型平稳;浇注过程在保护气下进行,减少了氧化渣的形成。由于其优性使得到的铸件的质量较高。但由于锆砂极好的导热性,对于壁厚小于4mm的铸件难以完成。

四、对铝合金铸件缺陷的预防和控制

1、气孔缺陷

对于铝合金铸件的生产,气孔是较为常见的缺陷之一。一般情况,挤压铸件中气孔可以分为析出气孔、侵人气孔以及反应气孔这三种类型,其中,析出气孔和侵人气孔是主要的。在实际生产中,由于在铸件内形成的缩松过程大都伴随有合金中气体的析出,从而导致铝合金挤压铸件内出现缩松、缩孔和气孔等缺陷。一旦在液体金属充型过程中侵人气体过多或者铝合金中气体含量过高,都会进一步加剧气孔金属缺陷的出现。由此可见,重视对铝合金金属液进行除气处理对于铝合金挤压铸造工艺具有重要意义。

预防措施:要保证在挤压过程中金属液由下向上平稳充填,速度不能太快或者太慢,同时,要合理设计压铸模具,确保型腔内没有死角,从而避免由卷气或憋气引起的气孔。在浇筑过程中,还要合理地控制的是金属液的含气量,防止形成析出性气孔。

2、缩松、缩孔缺陷

与普通的压铸件相比,由于铸件的壁厚尺寸更大,浇筑时所需的金属液量较多,因而,在生产过程中不可避免地出现缩孔和缩松缺陷,尤其是在型腔与内浇口相连处等厚大部位或最后凝固的部位。在铝合金铸件的制造中,若金属液的凝固收缩与之前设计的不符,或者补缩能力或控制不当等都会造成缩孔、缩松缺陷。此外,浇注温度过高、合金成分变化、凝固过程中挤压压力作用不到位等,也会引起凝固温度区间变大,使得合金过冷的变小,最终产生缩松、缩孔缺陷。

预防措施:在铝合金铸件生产中要严格监控合金成分和浇注温度,并根据生产的实际情况及时作出调整。须不断改变挤压方式和挤压铸型设计。在工艺上,必须严格按照原先设计的浇筑程序进行,同时加强对型芯的冷却功效,降低金属液冷却时的过冷度,将充型速度的切换位置后移一段距离,冷却方式尽可能使用水淬。此外,在型腔内所有部位金属液凝固的全过程中使来自冲头的挤压压力,从而确保金属液由型腔远端向内浇口的顺序凝固。

3、铸造异常偏析缺陷

铸造异常偏析缺陷也是铝合金铸件缺陷中常见的一种,该类型缺陷与其他缺陷的区别主要是在微观方面,往往是由于异常加重而产生的正偏析。其特征是:浇筑过程中,冷却速度不均匀使得合金元素在铸件内部某些晶粒周围富集,从而降低铝合金的挤压铸件的表面张力。而对于在普通的重力铸造条件下,异常偏析缺陷非常不明显,几乎可以忽略。但是,金属液体在挤压条件下结晶时,各部位受力不均匀,往往会使正在成长的枝晶间还没来得及均匀凝固就结晶,使金属液体发生离异共晶反应,进而导致异常偏析缺陷的形成。此种偏析大都与合金种类和挤压方式等有关,尤其是在直接冲头挤压和柱塞挤压条件下,或者金属液结晶间隔宽的合金中容易产生。

预防措施:不断改变挤压方式及铸型设计,引进国外先进的型腔设计理念,在生产中应该根据产品特点,在满足产品性能要求的前提下尽可能使用较低的挤压压力。

4、夹渣类缺陷

夹渣类缺陷主要是在铝合金铸件生产过程中由合金液浇注带入、在充型过程中带入或者是由挤压料缸带入的夹渣,从而不同程度地影响到铝合金挤压铸件的力学性能。因为,在设计铝合金铸件的铸型时,通常不会留有浇冒口等排渣系统,在浇筑时金属液中的物体都会在型腔中凝固,不能有效地清除掉。同时,液态金属浇人料缸后,在压力的作用下很快就会形成结壳,如果浇注液态金属上表面有浮渣,将会被压碎并随同中间未凝固金属一道进人铸型型腔之中并形成夹渣。此外,由于铝合金挤压铸件的内浇道较长,从而使得液态金属在充型过程中不断被氧化,产生氧化物废料,随后跟液态金属一起被卷人型腔中而形成铸件的内部夹渣。

五、结束语

随着科技的发展,汽车铝合金缸盖铸件对于是比较常用的,汽车铝合金缸盖铸件在生产简单缸体时有其特有的优越性,我们应将铸造工艺将进一步完善,加强学习研究汽车铝合金缸盖铸造工艺,从而使经济性得到提高。

参考文献

[1]梁光泽,李增民,姜不居.等编写,消失模铸造技术培训资料(第四版),2011

[2]裴兵,孙林,苏勇.发动机缸体压铸模具热循环的数值模拟[J].中国铸造装备与技术.2011

作者:赵博

精密铸造节能减排论文 篇2:

汽车座椅轻量化结构设计与优化

摘要:随着汽车总保有量的不断增加,汽车与能源、环保之间的矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。面对低碳时代的到来和节能减排的巨大压力,汽车轻量化是解决这一问题最有效、最现实的途径之一。从而推动了新材料新工艺在汽车工业中的应用和发展。其中,尤为引人注目的是铝合金在汽车轻量化中的应用和发展。本文从座椅骨架材质轻量化、结构优化设计及成形工艺分析等方面入手对汽车座椅进行了轻量化设计研究。

关键词:汽车座椅; 轻型化; 结构设计; 铝合金; 低压铸造

随着汽车总保有量和新增量的不断增加,汽车耗油量及汽车二氧化碳、有害气体及颗粒的排放量也在快速增加。在能源日益紧缺,环境同益恶化的今天,这种矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。面对能源危机和低碳环保的巨大压力,解决这一矛盾最有效、最现实的方法之一,也是当今世界汽车工业发展的潮流,就是实现汽车的轻量化。

1.汽车轻量化概念

汽车轻量化(Lightweight of Automobile)就是必须在保证汽车使用性能,如强度、刚度和安全性的前提下,降低汽车的重量,从而提高汽车的动力性能,燃油经济性,并且降低废气污染。汽车轻量化并不只是简单地降低汽车重量,还包含了许多新理论、新材料、新工艺。

根据美国铝协会研究,若汽车整车重量降低10%,其燃油效率可提高6%~8%;汽车整车重量每减少100kg,其百公里油耗可降低O.3~0.6L,二氧化碳排放量可减少约59/km。

总的来说,实现汽车轻量化主要有2种途径:一是利用有限元方法,拓扑优化方法改进汽车整车结构及零部件结构,实现结构件材料分布最优化;二是利用各种轻量化材料,包括高强度钢板材料和轻质材料。

结构轻量化设计就是利用有限元法和现代优化设计方法进行结构分析和结构优化,以减轻汽车车身、各零部件如发动机、承载件件和内饰件的重量。结构优化设计即在保证产品达到某些性能目标(如强度、刚度)并满足一定约束条件的前提下,改变某些设计变量,使结构的重量最轻,这不但节省了材料,也便于运输和安装。优化设计以数学规划为理论基础,将设计问题的物理模型转换成数学模型,运用最优化数学理论,以计算机和商业软件为优化工具,在充分考虑多种约束的前提下满足设计目标的最佳设计方案。有限元法在结构设计中被广泛使用,它可以使任何复杂的工程问题,简化为有限元模型进行分析研究。目前广泛使用的结构优化工具Altair Optistruct,以有限元法为基础,提供拓扑优化、尺寸优化、形貌优化、自由形状优化等多种优化方法,可以对汽车车架结构及各零部件结构进行分析和优化。在有效满足设计功能及外型要求的前提下,先经过概念设计在到详细设计,寻找设计区域最优的材料分布,使得结构最轻,性能最佳,尽可能使零部件中空化、薄壁化、小型化、复合化,大大提高设计效率。

汽车轻量化材料主要有两大类:一类是具有较低密度的轻质材料,诸如铝合金、镁合金、钛合金、塑料和复合材料等;另一类是高强度材料,如高强度钢板,超高强度钢板等。目前,汽车轻量化主要以汽车轻量化材料为主要实现途径。汽车制造工业中已大量应用的轻量化材料主要有高强度钢、铝合金、镁合金和塑料、碳纤维、树脂基复合材料等。汽车轻量化材料的研发和选用需考虑的因素有:一是具有较小的密度、较高强度的轻质材料,像铝合金、镁合金、塑料类材料、各种复合材料;二是在同样密度和弹性模量下而比强度高、工艺性能好的材料,这种材料做成的结构件可以采用较小的截面抵抗较大的载荷;三是基于新型材料成形技术的轻量化结构材料,如金属基复合材料板激光焊接板材、连续挤压变截面铝合金型材、适合各种精密铸造成形的铸造铝合金材料等。方案一和二是通过更换汽车零部件材料种类来实现轻量化目的,方案三是通过采用新型材料结合先进成形技术来达到轻量化。在各轻质材料中,铝合金材料在汽车上的应用尤为显著,一些非金属材料的比例也逐步增加。

2.汽车座椅轻量化设计方法及发展趋势

汽车座椅结构优化的目的,首先是保证甚至提高座椅的静态性能及动态性能,其次是减轻自重,降低制造成本,提高经济性。

座椅的轻量化设计,主要是座椅骨架的轻量化,实现座椅轻量化的途径跟上述汽车轻量化一致。一是通过使用轻质材料,二是利用有限元对骨架进行结构优化设计,三是通过采用新的制造工艺来达到轻量化的目的。实际工程中,一般会综合运用两种或两种以上手段相互结合的方法。

2.1. 轧制型材钢管座椅骨架

用轧制钢管座椅骨架代替冲压钢板骨架是目前大部分国产客车座椅轻量化设计的主要手段,这种轧制钢管材质一般为Q235钢,具有良好的强度和刚度,而且座椅结构简单、生产工艺简单、模具成本低、需要的压力机吨位小,更具经济性,所以轧制钢管座椅开始大量应用在客车、卡车和低档轿车上。但是这种座椅相比轻合金座椅,重量较大,对于一般客车(50.60座),座椅重量占整车相当大比例,不符合轻量化发展之潮流。

2.2. 铝合金座椅骨架

采用铝合金代替原Q235钢设计制造汽车座椅骨架,这是采用轻质材料实现汽车座椅轻量化的一个代表,它的优势主要体现在:

2.2.1.大大减轻了座椅的重量,使大型客车整车质量下降,提高燃油经济性,且铝合金座椅减震效果好,提高了乘坐舒适性。

2.2.2.采用铸造铝合金整体式零部件,能够有效减少零件的数量,明显减少了零件焊点数量,焊接应力减小,座椅的总成静强度提高。另外装配工序减少,降低了制造成本。

2.2.3.采用低压铸造成形工艺,能有效提高材料利用率。另外,压力下充型平稳可控,铸件组织致密,具有良好的综合机械性能。低压铸造件还可热处理强化,进一步提高铸件的强度。

汽车座椅轻量化设计,作为汽车轻量化的一部分,在国际汽车行业内的发展讯速,但是我国在这一方面起步较晚,技术还不成熟,所以利用有限元等先进手段进行镁铝合金在汽车座椅零部件上的应用研究,具有广阔的前景和极高的工程应用价值。

3.低压铸造成形在汽车轻量化中的应用

3.1.低压铸造的优越性

低压铸造具有充型能力强、平稳可控,生产效率高,经济性好等诸多优点而被广泛用于汽车用铝合金铸件生产。此外,低压铸造件还可以热处理强化,因此该方法主要应用于中、大型复杂薄壁、优质铸造铝合金件上。

低压铸造的优越性概括起来主要有:

3.1.1.充型能力强。低压铸造中压力作用提高了合金液的流动性,有利于生产复杂薄壁铸件。

3.1.2.充型平稳可控。根据铸件的不同结构和铸型的不同材料来确定不同的加压规范。这种加压可控性减少或避免了合金液在型腔内的冲击、飞溅现象,从而减少了氧化夹渣的形成,避免或减少铸件的缺陷,提高了铸件质量,合格率一般可达95%左右。

3.1.3.补缩能力强。铸件在压力作用下结晶和凝固,补缩能力强,组织致密,综合机械性能高。

3.1.4.金属利用率高,工艺出品率可达80~95%。低压铸造可以不用或少用冒口且浇注系统简单,尚未凝固的金属液可流回坩埚中,减少金属的损耗。

3.1.5.低压铸造基本上可用于各种铸造合金,对合金材料的适用范围广,有色合金和铸铁、铸钢均可使用此工艺。

3.1.6.易于实现自动化、机械化,较压铸投资小。

3.2. 大型铝合金薄壁件低压铸造发展趋势

铝合金具有前述的一系列优点,被称为汽车轻量化最理想的材料。低压铸造具有充型能力强、充型平稳可控、结晶凝固时补缩能力强,铸件质量好等优点,是一种比较先进的反重力铸造工艺,越来越被各国所重视,逐步扩大该工艺在汽车用大型铝合金结构件上的应用规模。

低压铸造自20世纪20年代发明后,已得到较大发展。欧美发达国家早在上世纪80年代就利用低压铸造生产出了大型铝合金铸件,已广泛应用于航空、军工、电工电子、汽车等领域。俄罗斯GNPP Splav公司开发的局部水冷低压铸造法成功生产出一种铝合金防空导弹壳体;美国采用低压铸造法生产巡航导弹舱体;我国也有不少企业利用低压铸造生产一些大型军用,民用产品。

大型复杂铝合金铸件的成形问题是主要问题,而低压铸造的特性恰恰能很好的解决这一问题,因此低压铸造是大型薄壁件最适宜的生产方法。大型复杂铝合金铸件的砂型低压铸造技术及适宜设备正在发展之中,有不少问题值得研究,例如,目前电磁泵充型的低压铸造机只用于较小的铸件,将来能否用于大型件;气压充型液面加压系统控制水平如何进一步提高,以获得更理想的充型速度:低压铸造条件下大型件的冒口补缩能力及保压压力对铸件补缩特征的影响;低压铸造用铸型涂料的基本特征对铸件质量影响等。

3.3. 低压铸造数值模拟

低压铸造同样会产生许多铸造缺陷,铸件质量难以保证,这些缺陷的产生与低压铸造工艺密切相关。传统低压铸造工艺的制定、改进及优化需反复试验、分析才能最终确定,从而导致整个产品的开发周期过长,开发成本较高,严重制约了低压铸造技术的发展。

近年随着计算机硬件及软件技术的发展,计算机模拟仿真也进入了铸造行业,各种商业仿真软件大量出现,如Procast,Magmasoft,Flow一3D,Anycasting,华铸CAE等。应用数值模拟软件对低压铸造充型凝固过程进行数值模拟,可通过计算机屏幕直接观察金属充型和凝固过程,分析整个低压铸造过程中各因素(如加压速率、升液管直径、背压、升液速度和模温)对铸件成形质量的影响,从而有助于及早发现铸件中可能存在的缺陷,可对工艺进一步修改和优化提供理论依据。这样便减少了试制次数,缩短了开发周期,节约开发成本。

低压铸造数值模拟技术尚不完善,目前正在深入研究的方向一是考虑多种边界条件和完善热物性参数,使得充型过程数值模拟更能接近于实际充型情况,同时非线性加压工艺的研究也是一大热点。二是研究压力条件下的缩松判据,使得低压铸造数值模拟更加准确,闻星火等学者已在此方面做出很大贡献。三是研究大型铸件应力场的数值模拟。主要侧重于铸件应力、变形的影响因素以及工艺参数对模具热疲劳、寿命的影响等问题。国内外很多研究人员直接使用大型通用分析软件ANSYS,NASTRAN,ABAQUS,MARC,PANTRAN等进行铸造应力场的模拟仿真。

4. 结束语

汽车的轻量化就是在保证整车强度和刚度的前提下,通过结构的轻量化设计及轻量化材料的使用,达到减轻整车质量的目的。此举可以有效降低二氧化碳等有害气体及颗粒的排放,提高燃油经济性,因此,汽车轻量化是现代汽车设计的主流。总体来说,轻量化的发展主要有3个方向:一是利用CAE有限元分析优化整车骨架及各零部件结构,二是采用各类轻量化材料及成型方法。目前普遍应用的轻量化材料一类是高强度钢板,另一类就是轻金属材料如镁、铝合金,塑料及碳纤维材料等;新的成形方法主要有液压成形、激光拼焊板成形,及针对金属材料开发的半固态成形、各种压力成形、粉末冶金等。

参考文献:

[1]张纯亮,李临涪,李赞.汽车轻量化技术综述[J].河南科技,2011(11):72.

[2]陈晨.客车轻量化的措施与瓶颈[J].商用汽车,2008(8):38—39.

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[4]高元伟.浅析“低碳”经济下的汽车轻量化[J].科技风,2011(3):52—53.

[5]石秀忠,孟延东.汽车轻量化进程中铝材的应用趋势[J].黑龙江科技信息,2009(29):51-52.

[6]蔡立群.汽车车身的铝化及其成型[J].世界汽车,1995(4):16—17.

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[9]范叶,杨沿平,孟先春等.汽车轻量化技术及其实施途径[J].汽车工业研究,2006(7):40—42.

[10]鲁春艳.汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径[J].轻型汽车技术,2007(6):22—25.6

作者简介:杨可夫(1965.4.8-),男,汉族,毕业学校:中欧商学院MBA专业,学历:硕士, 职务:副总经理,工作内容:分管市场、技术研发、质保工作。

作者:杨可夫

精密铸造节能减排论文 篇3:

铸造车间实施清洁生产 实现节能降耗的探讨

【摘要】通过分析铸造车间的高能耗、高污染和废弃物排放现状, 提出实施清洁生产的必要性,促进铸造车间减少污染、保护环境,节约资源,降低费用,增强竞争力。

【关键字】铸造;清洁生产;节能降耗

一、铸造车间节能减排的必要性

铸造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。若以每万元的GDP能耗作为指标,整个机械制造行业的万元GDP能耗为0.18吨标准煤,而铸造业约为0.80吨标准煤。

《铸造行业“十二五”发展规划》在发展目标中明确指出:“坚持绿色铸造战略,从节约资源方面要做到减量化、再循环、再利用;减少铸件废品、提高铸件质量、减少生产过程的能源消耗,推进循环经济和清洁生产。”

二、污染物排放状况

我厂铸造车间有砂型铸造和精密铸造,分为造型、制芯、浇铸及清理等工段。生产过程消耗能源的主要工艺过程和设备有:①金属的熔炼: ②热处理及型壳焙烧炉;③热法制芯;④清理;⑤铸造设备等。精密铸造生产工艺流程如下图:

产生的废弃物主要有:废砂、废渣、粉尘、废气等。车间每年排放废砂30多吨,作为垃圾抛售。铸造废气中含有大量的有害气体,其中主要有:冶炼过程中产生的烟气,主要成分是粉尘、CO2、CO、NOX等;铸件浇注后产生的烟气以及采用有机粘结剂制芯与造型过程产生的气体如:游离甲醛、游离酚、三乙胺等有害气体;砂型(包括煤粉湿型砂和消失模、树脂自硬砂等)浇注后还会产生CO、CO2、甲苯等有害气体,吸入人体会严重损害身体健康。

三、清洁生产工艺分析

清洁生产的核心是“源头削减和过程控制”,真正使企业实现从被动的污染治理到污染预防的转变。为了减少废弃物和对环境的污染,我厂铸造车间从生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、污染物产生指标、废物回收操作过程中的节能收利用指标等几个方面开展清洁生产审核。

1、统一认识,加强内部管理

通过对铸造工序的物料、水耗、能耗投入产出审核分析,认识到由于生产管理存在簿弱环节,原材料的质量把关不严,生产过程计量手段欠缺,部分污染控制工艺落后,个别设备老化等问题,造成了投入的物耗、能耗未能物尽其用,而转化成废弃物污染环境。原来我车间三台吹砂机每天消耗蒸汽5600立方,实施清洁生产审核以后,通过定期清理灰尘、及时关闭气阀、调节出砂量,每天节约200立方蒸汽,节约刚玉砂200千克。

2、抓好软件管理

如利用铸造仿真软件,选用新型冒口,提高铸件工艺收得率。合理计算浇冒系统的冒口位置及尺寸,每件产品可节省原材料10千克,还能减少型砂消耗30千克。通过建立产品信息库,节约了大量纸张和查阅资料的的时间,提高了工作效率。通过利用先进的自动化技术、计算机控制和模拟系统逐步优化、改造铸造工艺,将不断地提高生产效率。

3、改进原材料

在铸件生产过程中,通过改进原材料,可以从根本上提高运行效率,节约成本,避免产生环境问题。例如: 采用优质矿砂,减少了粉尘,提高了铸件质量。采用水基涂料替代油漆溶剂;铝合金的熔炼过程中采用环保的精炼剂,代替六氯乙烷或者氯气;这样不但提高了熔炼质量,而且简化了操作,减少了成本,降低了污染。

4、抓好工艺设计的源头

工艺设计处于铸造生产工序的最前端,是铸造生产实现节能减排和清洁化生产的源头。主要清洁生产工艺有:

①改进型砂工艺,选用碱酚醛树脂自硬砂(铸钢)和呋喃树脂自硬砂(铸铁),不仅提高铸件品质,而且可减少铸件毛坯尺寸余量,节约金属液,砂模和坭芯省却了烘烤工序,节约大量能源消耗,减少了大量烟气排放。

②根据企业自主研发技术,添加适量稀土元素,可明显提高铸造磨球的机械性能,应用该技术研发新一代性价比更高的超硬铸造磨球在诸多方面都具有特别重要的意义。

③熔化过程中原有的冲天炉已由中频感应熔化电炉代替,熔化时烟尘较小,对环境影响较小,无污水排放。

④工艺落砂、混砂、砂处理过程均采用封闭收尘处理,污染物排放量小,另一方面也很大程度地改善了工人的工作环境。

5、提高金属成品率

金属成品率较低,无形中给企业增加额外的运营成本:大量过剩的金属的收集、回炉,需要花费大量的成本;金属的熔炼与保温再次消耗能源;加重了设备的金属处理能力所带来的资金投入;铸件清理的额外成本;收集、分类金属的耗时;设备维护费用。通过以下途径提高金属成品率:减少融化环节的损失;减少金属洒漏及结成金属块;尽量减小铸件重量;减少研磨损失;减少废品率;模拟铸件生产;金属过滤;采用直接浇注技术。

6、加强能源和原辅材料的管理,促使节能工作向纵深发展

如在火离心轮生产过程中,铁钉用于固定内浇口处型砂,且用量大,通过回收再利用,每年减少铁钉70%。又如新坩埚在使用时,很容易被铝合金液电解腐蚀,通过高温回火,得到回火索氏体,提高了坩埚硬度,平均寿命延长二个月。

7、减少固体废弃物

铸造废砂、废渣是铸造中排量最大的固体废弃物。我厂通过废物分流、重复使用、优化使用喷丸介质和优化使用砂和粘合砂等途径,可以在铸造生产中避免产生这些副产品。

结束语

随着“节能减排”工作力度的加大,企业实施清洁生产已经刻不容缓。清洁生产也能为企业提供一个新的利润空间,促进企业的可持续发展,达到经济与环境持续协调发展的“双赢”的理想状态。推行清洁生产及开展清洁生产审核无论从经济、环境还是社会责任境角度均符合绿色铸造企业可持续发展战略的要求。

作者:黄柳林 王淑娜 王丽丽 焦海朋

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