環保砂新材料世界領先 鑄造汙染難題迎刃而解

作者: 伊人影院科技集團 / 時間: 2019-05-21 22:07:09
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環保砂新材料世界領先 鑄造汙染難題迎刃而解

圖為中國工程院院士丁文江(左二)率領專家評價委員會在高密市誌誠機械有限公司查看采用新型無碳粘土濕型砂鑄造技術生產的鑄件。

環保砂新材料世界領先 鑄造汙染難題迎刃而解

圖為濰坊市裕川機械有限公司生產車間的工人們使用造型機和新型無碳粘土濕型砂製作鑄件造型。

    走進山東省濰坊市裕川機械有限公司和誌誠機械有限公司,轟鳴的機械聲中,隻見生產線小車上的砂型在勻速地向前移動,整個車間的地麵幾乎看不到灰塵,也聞不到異味,工人們正在有條不紊地在造型機上用土黃色型砂造型,生產線旁邊擺放著鑄造好的柴油機氣缸蓋、水套排氣管、紡織機頭鑄件等產品。這是記者日前跟隨新型無碳粘土濕型砂鑄造技術專家評價委員會在企業實地考察時看到的。

    中國鑄造協會日前在山東省濰坊市組織召開了《新型無碳粘土濕型砂鑄造技術的應用研究》科技成果評價會。中國工程院院士李培根、丁文江,中國鑄造協會會長張立波研究員等國內知名專家組成的評價委員會在企業現場考察之後,聽取了項目組的工作報告、技術報告等匯報,審查了項目單位提供的應用證明等科技成果評價資料。

    經過詳細的質詢和討論,專家評價委員會一致同意通過該項目的科技成果評價,認為新型無碳粘土濕型砂鑄造技術是一項原創性技術成果,達到國際領先水平,破解了鑄造行業煤粉粘土濕型砂鑄造技術長期存在汙染世界性難題,具有非常重要的應用價值,可為鑄造行業轉型升級綠色發展提供有力的技術支持。

    傳統型砂鑄造技術麵臨三大難題

    眾所周知,鑄造行業是裝備製造業的基礎,與人民生活和工業生產關係密切,小至日常用品,大至高端裝備等,都離不開鑄造。其中,用砂型鑄造方法生產的鑄件約占鑄件總量的80%以上。型砂是鑄造生產中主要的造型材料,在鑄造生產中占有重要的地位。

    記者了解到,現有鑄造用砂主要有:煤粉粘土濕型砂、水玻璃砂、樹脂砂三大類。目前,國內外絕大部分鑄造企業都在使用煤粉粘土濕型砂,這種型砂在粘土濕型砂中加入煤粉等有機物和碳質附加物,主要是用於抗粘砂和夾砂,但由於煤粉粘土濕型砂固有缺陷所帶來的鑄件質量和環境汙染問題,始終沒能解決。

    水玻璃砂由石英砂、水玻璃和附加物混合配製而成,製成的砂型可吹CO2實現化學硬化,也可采用加熱硬化或在硬化劑作用下自行硬化。這種型砂不含有毒物質,比較環保。但水玻璃砂有落砂困難和舊砂不易再生、粘砂嚴重等難以克服的缺點,致使其無法全麵推廣。

    樹脂砂由石英砂、樹脂和硬化劑等混合配製而成。常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂及尿烷樹脂等。用這種型砂製成的砂型強度高、尺寸準確、潰散性好、能源消耗少。但生產過程中產生大量有毒氣體,排放量大,成本較高。

    “型砂鑄造技術存在高汙染、高能耗、鑄件質量不高三大世界性難題,鑄造過程中會產生廢氣汙染、粉塵汙染和固體廢棄物汙染,鑄造車間嚴重的粉塵和氣體汙染導致工人作業環境非常惡劣,排放到車間外的粉塵和氣體也是霧霾的重要源頭之一。”東華大學教授朱世根說。目前生產應用的樹脂砂、水玻璃砂隻能使用一次,煤粉粘土濕型砂雖能部分重複使用但排放總量很大,固廢汙染十分嚴重。

    此外,鑄造行業是機械行業的耗能大戶,其能耗占機械工業總能耗的45%左右,其中煤粉的消耗量相當可觀。傳統鑄造技術生產的鑄件,氣孔多、夾砂和衝砂現象時有發生,導致產品表麵不光潔、清理工作量大、加工餘量大等問題,嚴重降低了生產效率,廢品率居高不下,其中由於型砂引起的廢品率大約占一半。

    校企合作研發新型無碳粘土濕型砂

    近年來,隨著新《環境保護法》《大氣汙染防治法》《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》等法律文件的出台,汙染物的排放標準也在不斷提高。作為傳統的高耗能、高汙染行業,鑄造業生產過程中排放最多的就是固體廢棄物和空氣汙染物。如何在保證鑄件質量的同時,減少對環境的汙染,是傳統鑄造企業麵臨的一個重要課題。

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