精密鑄造節能減排論文范文
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1.1焙燒隧洞的節能改造目前，精密鑄造焙燒最為常見的是采用貫通式焙燒隧洞，焙燒過程中各種熱量損失以高溫煙氣熱損為主，這是因為焙燒隧洞的洞體較短、煙氣流動速度快和燃料未被充分利用、排煙的溫度超過450℃且焙燒的熱效率極低。我們可以通過加長洞體預熱段的長度，且將貫通型式改為U型洞體和延緩煙氣在U型洞體中的停滯時間，控制排煙的溫度低于200℃，充分利用煙氣的余熱，提高焙燒的熱效率。與此同時，U型焙燒洞體中間段可減小部分散熱面，也可消除一定的熱損失。
1.2中頻電源焙燒熔煉設施的節能改造焙燒熔煉的能耗大約占總能耗的50％之多，對焙燒熔煉設施進行節能改造也可實現一定程度的節能效果。具體的節能改造途徑如下：（1）恒定功率改造。負載阻抗在溫度變化過程中還能繼續保持中頻電源的功率近似不變；（2）焙燒隧洞洞體的增容改造。由50kg增至750kg，可有效提升鑄造效率和降低能耗；（3）輸入電壓的等級提升改造。輸入電壓由380V升至660V可使得焙燒熔煉設施的效率大幅提升，且設施的損耗也能減小。
1.3薄殼減層的節能改造采用薄殼技術研究制殼材料、內壁涂料、黏結劑硬化劑和復合鑄造等工藝，在確保模殼強度達標的條件下，實現型具殼壁減薄，這樣可節省產品輔料的消耗，并在一定程度上降低型殼焙燒能耗。
2精密鑄造節能減排優化分析
2.1焙燒隧洞的節能改造貫通式焙燒隧洞洞體達到萬噸級別以上精密鑄造企業普遍采用煤氣發生爐以煤氣燃燒進行加熱，節能減排技術改造之前每噸產品的煤炭消耗可達750kg，每萬噸精密鑄件的年洗精煤消耗達7500t，每噸洗精煤的產氣量達3．8m3，焙燒年耗煤氣總量為28500m3，煤炭發生爐的效率值約為78％，煤氣的實測熱值約為5407．47kJ／m3，排煙溫度約為450℃，隧洞洞體內的空氣過量系數為1．2，每立方煤氣經燃燒可產生2．676m3的煙氣，也就是說，每年高溫煙氣的總量可達到：7500×3．8×0．78×1．2×2．676＝71385m3。煙氣的定壓比熱容約為1．8627kJ／m3•℃，每年煙氣損失的熱量為71385m3×450℃×1．8627kJ／m3•℃＝59835978kJ。對U型焙燒隧洞預熱段合理加長，且控制隧洞內的煙氣停滯足夠長的時間，按照同等焙燒量來計算，每噸產品的煤炭消耗大約在630kg，每年萬噸精密鑄件的洗精煤的消耗量在6300t左右，排煙的溫度則控制在200℃以下，隧洞內的空氣過量系數和每立方煤氣產生的煙氣量不變，則每年的高溫煙氣總量可達到6300×3．8×0．78×1．2×2．676＝59963m3，200℃的煙氣定壓比熱容約為1．7873kJ／m3•℃。在焙燒爐節能改造每噸鑄件可節約的煤炭消耗量不計入的前提下，每年煙氣損失的熱量為59963m3×200℃×1．7873kJ／m3•℃＝21434373kJ。因此，可得到節能量ΔE1為（59835978－21434373）×0．03412／1000＝1310t。
2.2中頻電源焙燒熔煉設施的節能改造焙燒熔煉設施在實現輸入電壓增大的技術改造后，按照功率公式W＝RI2可知，焙燒熔煉設施在其中頻電源內部和感應裝置方面的銅損可大幅降低。因此，對中頻電源恒定功率、增大爐體容量和增大輸入電壓后，精密鑄件生產可提升20％的耗電利用率，每噸鋼水的耗電由原來的845～960kW•h降至64～770kW•h。按照某企業每年擁有1萬t精密鑄件的產量來計算，鋼水的利用率以70％計算，廢品率為3％。因中頻電源的波動現象，每噸鋼水可節省耗電量為900－730＝170kW•h。這樣，每年可節約電量為2500000kW•h，折合標準煤的節能量大致為ΔE2＝2500000×0．335／1000＝837．5t。
2.3薄殼減層的節能改造采取薄殼減層的節能減排技術手段后，型殼的加固層由4～6層減至2～3層，型殼的厚度變小，大約使得模殼的層厚平均減小1／5，焙燒熱量隨之減少1／5，每噸精密鑄件產品的型殼可節約煤炭消耗量1／6左右，也就是630kg／t。因此，薄殼減層的節能改造對于減少資源消耗、能源消耗和減排的效果相對比較明顯。按照每年生產10000t精密鑄件來計算，不考慮節省原輔助材料的效益，且在型殼減少砂粉材料的效益不計的前提下只計算型殼減小厚度以后焙燒節能量為ΔE5＝10000×0．63÷6×0．9＝945t。
3結語
綜上所述，本文首先提出精密鑄造節能減排優化節能量的確定原則與方法，并建立精密鑄造節能減排優化節能量系統的優化模型，主要從能源消耗、污染物排放和技術經濟指標進行評價，可提供節能減排的實踐參考，對實現社會效益和經濟效益都具有良好的作用。
作者：郭浩劉燦單位：青海科創鋁業有限公司
