中国铸造行业节能减排现状分析与措施研究

        导读：中国铸造行业节能减排现状分析与措施研究。铸造行业的主要能耗包括焦炭、电、油、天然气，其所占比例约为：焦炭 50 %、电 32 %、油和天然气 18%。生产过程中消耗能源的主要工艺过程和设备为：金属的熔炼、热处理及型壳焙烧炉、热法制芯、清理和铸造设备等。

        参考《中国铸造业产业深度调研与发展规划研究报告（2014-2018）》
        近年来我国新建铸造企业基本发展方向为高端、规模、节能和“绿色环保”。铸造企业平均规模正逐步扩大，原辅材料商品化程度大幅度提高，企业技术水平有较大提高，铸件质量明显提高，基本满足了国内高端铸件生产的需求，依靠进口的高端关键零部件铸件已实现国产化。

        中国报告网铸造行业分析师指出，国内铸造设备制造厂通过技术引进、消化吸收、自主创新的方式生产铸造装备，出口量呈逐年增加的态势。铸造模具制造业快速发展，部分复杂铸件的模具均由国内制造。浙江象山、江苏无锡等地已形成了铸造模具的制造中心。铸造企业的专业化生产水平进一步提升。铸造行业节能减排、健康、安全等“绿色铸造”理念日益强化。通过地方政府的大力扶持和帮助，铸造产业集群建设积极推进，开始了铸造零部件专业化、规模化的进程。如广东省高要“中国压铸产业集群示范基地”、安徽省宁国“中国耐磨铸件之都”、 湖南省嘉禾“中国铸造产业集群试点县” 、河北省泊头“中国铸造之乡”等。

        整个“十五”至“十一五”期间中国铸件产量增长了 2 倍。2010 年我国铸件总产量到达 3960 万吨,产值超过 4000 亿元。各种规模铸造企业约 3万家，从业人员约 200 万人。铸件进出口呈现企稳回升状态，我国每年铸件出口量占总产量的8%左右。铸件进口量逐步减少，只有极少数高端铸件进口，占我国铸件出口量的 1.5%。不过进入“十二五”后，铸件产量增速放缓。

1 我国铸造行业发展目标

1.1 经济规模

        按照我国铸造行业十二五发展规划，铸件总产量年均增长为 6％，到 2015 年，铸件总产量达到 5000 万 t 以上，年销售收入达到 7500 亿元以上。企业数量铸造企业数量将从 3 万家减少到2 万家左右；预计到 2020 年再减少到 1 万家左右，最终企业数量保持在 1 万家左右。企业平均规模从约 1100t/家增加到 2500t/家，预计 2020 年增至约 5000t/家。

各主要行业相关的铸件消费量目标，见表 1。

1.2 合金种类

        我国铸造行业规划预计到 2015 年，球墨铸铁铸件所占比例达到 35%以上，有色合金铸件所占比例达到 20％左右，提升高性能合金应用比例。

1.3 发展创新

        1）解决大型、高端及关键设备的零部件的铸造技术，实现国产化率达 95%以上。如：大型水电、火电、核电、风电、船舶以及机械装备等关键设备的零部件铸件。

        2）实现轨道车辆、汽车和 3C 产品铝、镁合金等大型、复杂、高精度铸件生产批量化。

        3）加快推进产业集群（铸造工业园）建设，实施“百千万工程”。

1.4 节能减排

        1）大幅度降低铸造能源消耗，30%左右的企业达到发达工业化国家的能耗水平。

        2）铸造企业的废物、废气排放必须达到国家标准或地方标准。

        3）节能减排目标：能耗降低 10%（单位产品能耗：0.54 吨标煤/吨合格铸件），排污降低15%（2.0 吨二氧化碳（氮）等/吨合格铸件）。

        4）旧砂再生回用率达 90%以上，35%铸造企业达到《铸造行业清洁生产标准》。

2 铸造行业节能减排分析

        据统计，我国每年铸造生产消耗的焦炭、电、天然气等能源折合标煤约 2000 万 t，占机械工业总能耗的 25%~30%。每年排放的废砂、废渣等固体废弃物约为 4000 多万 t，废气约 300~600 亿m3。节能减排成为铸造行业当前的紧迫任务。

2.1 主要能耗

        中国报告网铸造行业分析师表示，铸造行业的主要能耗包括焦炭、电、油、天然气，其所占比例约为：焦炭 50 %、电 32 %、油和天然气 18%。生产过程中消耗能源的主要工艺过程和设备为：金属的熔炼、热处理及型壳焙烧炉、热法制芯、清理和铸造设备等。铸造生产中金属熔炼的能耗占 70%左右，其中冲天炉是金属熔炼的主要设备，也是能耗的“第一大户”。我国目前使用的冲天炉生产能力小于 5t/h 所占比例约为 70%左右，大于 15t/h 的冲天炉所占比例≤1%。冷风冲天炉是主要炉型, 富氧热风冲天炉只应用于个别企业。冲天炉的热能利用率普遍较低，余热大量浪费。

2.2 主要废弃物排放

        铸造行业的主要废弃物有废砂、废渣、粉尘、废气等，不同铸造工艺生产过程排放的主要废弃物有所不同。其不同铸造工艺中固体废弃物排放情况见表 2，排放气体废弃物的工序 (或设备)见表 3。

        据统计，我国每生产 1t 合格铸件，大约要排放粉尘 50 kg ，废气 1000～2000m3，废砂 1.0～1.3t，废渣 300kg。整个铸造行业 2006 年排放污染物总量约为:粉尘 150 万 t，废气 300～600 亿m3，废砂 3000 万 t，废渣 900 万 t，是一些工业发达国家排放量的 10 倍。

2.3 节能、减排方面与发达国家的差距

        专家指出，我国采用小型或短炉龄冲天炉熔炼浇注的铸件达到 60%以上, 平均能源消耗的利用率低于30%，而铸造企业节能减排的投资仅占其设备总投资的 5%～8%，相当于工业发达国家的 1/4。个别企业炉气烟尘自由排放，严重污染环境。部分国家生产每吨铸件的平均能耗情况见表 4 是。我国和德国有关铸造车间粉尘排放（都经除尘过滤）的标准值比较见表 5。

        由表 4 分析比较可以看出，中国每吨铸件的平均能耗比日本、德国、美国高出 1 倍，比英国也高出 20%。从表 5 中数据可以看出，中国的现行标准比德国低很多。美国、德国和日本等铸造工业发达、先进的国家通过铸造工业的相关政策和法规，限制污染和排放，鼓励企业积极治理。

2.4 我国铸造业节能减排方面存在的问题

1）企业规模小

        中国报告网铸造行业分析师指明，我国铸造企业数量超过世界其他国家的总和，其企业的平均产量却远低于发达国家，甚至低于一些发展中国家水平。目前这种状态正在逐步得到改善，我国铸造企业平均规模正逐步增大，但是目前仍然存在数量多、规模小的行业特点。由于生产量小，采用手工造型或简单的机械化造型，金属液的熔化大多采用小型冲天炉（0.5～3.0t/h），每天平均熔化时间只有 3～4h。炉子刚刚达到温度就要打炉, 大量余热严重浪费。一般在环保节能方面的投入非常少（甚至没有投入）。

2）工艺装备落后

        目前，我国铸造设备制造厂通过技术引进、消化吸收、自主创新的方式生产的铸造装备，基本满足了国内高端铸件生产需求，但是工艺装备整体落后。一是由于企业规模小、使用不了现代化的工艺装备；二是铸造企业经济实力较弱，很难实现扩大再生产投资新装备。除尘设备只是配置于生产工序的个别环节，如砂处理工部，熔化工部等。车间整体配备除尘设备的铸造企业较少。车间有害气体的回收集中处理设备目前基本为空白，树脂砂造型、制芯、浇注等散发的气体弥漫于车间内，最后弥散于大气。

3）铸造技术水平不高

        近年来，不少铸造企业加快了专业化步伐，致力于开发高新技术、自主技术绝窍的产品。专业化生产优越性得到进一步体现。我国大部分小型铸造企业缺乏必要的实验室和检测手段，自主创新能力较低，只能应付当前生产，没有进一步提高、开发新产品的能力。近几年，铸造企业技术水平有较大提高，少数企业在国际竞争中取得了明显优势，但绝大多数的铸造企业技术水平仍然不高。

4）人员素质不高

        我国铸造行业的工作环境相对于其他较恶劣和艰苦，致使铸造企业的技术、管理人员缺乏，分布不均。基层工人素质难保证，一些企业自动化流水线的操作者未经培训上岗。由于人员素质平均水平较低，多数铸造企业只能生产技术含量低的产品，致使我国部分高端铸件产品只能依靠进口。

5）管理水平落后

        目前，部分大型骨干企业和极少数较先进的中小企业除外, 很多铸造企业的领导对国内外铸造业状况、现代铸造技术、现代企业管理等缺乏与时俱进的管理水平。因此很难提出有利于企业发展的明确目标和切实可行计划。严重的是，许多铸造企业的负责人未将节能、减排转化成企业管理意思，落实到企业工作中。

3 我国铸造行业节能减排的措施

        在我国铸造行业“十二五”规划的知道下，继续保持铸造生产可持续、稳定增长，与国民经济发展同步，通过整合、兼并、重组及淘汰落后等措施和政策引导，限制盲目扩张、重复建设，避免产能的严重过剩。有计划、有步骤地淘汰落后的铸造企业，推行“铸造企业准入条件”试点工作，进一步完善铸造行业准入制度保证我国铸造行业由大变强的发展方向，建立造型、制芯、砂处理设备、熔炼设备、浇注设备、除尘环保设备和铸造检测设备等在内的龙头企业产业集群。将压力变机遇，促进行业发展，实现结构调整，为此，中国报告网专家提出如下建议：

        1）全国铸造产业集群体系建设、创新发展

        示范基地建设。进一步完善铸造行业示范工程的评选、建设标准、运作模式、管理机制等相关文件。引导企业延伸产业链，增强产业园区综合配套能力。

        2）在“十二五”期间加大我国铸造共性基

        础技术的研究，先进铸造技术的推广力度，推进新材料、新工艺的应用。采用冲天炉-电炉或电炉-电炉双联熔炼技术、推广低应力无时效技术和冷芯工艺、再生砂循环利用、废热气综合利用和循环水和中水利用等，开展替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术等制约循环经济发展的技术瓶颈的关键技术研究。

        3）建立铸造行业的节能减排与“绿色铸造”

        清洁长效发展机制，指定鼓励铸造企业加大节能减排投入的相关优惠政策，提高行业节能减排意识。

        4）加强组织领导，加大执法力度，健全考核机制。

        5）国家创造条件，鼓励与世界先进铸造企业进行铸造技术交流和合作，引进世界先进的节能减排新方法、新工艺和新设备。