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实施清洁生产是铸造企业发展的原动力
0．引言
资源与环境，清洁生产与可持续发展已成为当今社会的热门话题之一。我国能源资源从数量上
看比较丰富，但人均占有量远低于世界平均水平，而且能源利用率低，其中煤利用率不到10％。据
报道，我国GDP的50％来源于高能耗。2003年我国GDP总量达11.58万亿元，其代价是要消耗16
亿吨煤，2.5亿吨原油，2亿多吨钢材，8亿吨水泥。2004年我国GDP总量达13.65万亿元，消耗能
源更多。
我国经济增长的成本高于世界平均水平25％以上，我国每创造l美元产值所消耗的能源是美国的4.3倍，德国和法国的7.7倍，日本的11.5倍。铸造行业是资源消耗和环境污染的大户，目前已
遇到了前所未有的挑战。（由于能源消耗大、原材料涨价、劳动条件恶劣和对环境污染严重等原因，由此带来了铸件综合质量差、生产效率低，技术、经济效益差，人员流失严重等问题）。要解决这些问题，在铸造行业实施清洁生产审核是必由之路。在这里我想就何谓清洁生产审核、清洁生产的审核思路、步骤等方面，并结合铸造企业的特点做简要的介绍：
1.中国和世界铸造业的生产情况
铸造是机械工业重要的基础工艺。中国铸行业经过几十年的建设和发展，已具相当规模与水平。据有关统计数据，2004年我国铸件产量达2400万吨，已连续5年居世界各国首位。我国有2.2万余
厂点、从业人员逾百万。有关调查显示我国2003年生产铸件1987万吨，平均每一铸造企业的产量
不足1000吨，其中300吨以下企业约占1／3，年产300—5000吨的企业占l／2以上，年产5000吨
以上企业只占l／6，年产万吨以上的企业约占1％。工业发达国家的铸造企业一般规模都在5000吨
以上，万吨以上的企业所占的比例很大，还有10万吨甚至60万吨的企业。我国铸造专业化程度只
有30％，工业发达国家达80％—90％。是美国和日本产量的总和，占世界总产量的24%。尤其是在十一五期间我国正式将机械、电子、汽车、石油化工及建筑行业的发展列入了发展规划，这必将带动铸造行业的飞速发展，以汽车为例，一辆整车约有10.5％的零件是铸铁件，6.4％铝铸件，汽车产量的翻番将为汽车铸件生
产及汽车铸件的成套铸造设备生产同时提供机遇。
国内每生产1吨合格铸铁件的能耗为550—770kg标煤，国外为300—400kg标煤，据统计，中
国铸造生产过程中材料和能源的投入约占产值的55—70％，整个铸造业每年排放污染物总量为：废
渣420万吨，粉尘70万吨，废气140—279亿m3，废砂1810—2090万吨。国外1吨合格铸件的三
废排放量不到中国的1/10，发达国家铸造厂用于环保投资占整个铸造厂设备投资的20％—30％，而
中国只占3％—18％。由此可见，我国铸造业的环境污染问题相当严重。当今世界资源紧缺，原材
料(例如生铁，废钢，焦炭)价格急剧上升，我国铸造业遇到了前所未有的挑战，因此，在铸造行业推
行清洁生产是落实科学发展观，保持铸造行业持续稳定发展的有效途径。
2.清洁生产
2.1什么是清洁生产
联合国环境署关于清洁生产的定义：清洁生产是一种新的创造性的思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。
●对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减少降低所有废弃物的数量和毒性。●对产品，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响。
●对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。
在《中华人民共和国清洁生产促进法》中对清洁生产是这样定义的：（第二条）本法所称清洁生
产，是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综
合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中
污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
2.2清洁生产的实质内容
以上两个定义都强调了两个实质性内容：一是采用先进的技术（工艺、设备）和改善管理；二
是从源头减少或淘汰有毒物质的使用，减少或者根除污染，最大限度的利用资源。前者是手段，后
者是目的，两者相辅相成，缺一不可。
2.3实施清洁生产的法律和政策依据
1995年颁布的《固体废物污染环境防治法》、1995年和1996年修订后颁布的《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》均明确规定：国家鼓励、支持开展清洁生产，减少污染物的产生量。1998年11月，国务院令（第235号）《建设项目环境保护管理条例》明确规定：工业建设项目应当采用能耗物耗小、污染物排放量少的清洁生产工艺，合理利用自然资源，防治环境污染和生态破坏。中共中央十五届四中全会《关于国有企业改革若干问题的重大决定》明确指出：鼓励企业采用清洁生产工艺。1999年，全国人大环境与资源保护委员会将《清洁生产法》的制定列入立法计划。2003年1月1日《中华人民共和国清洁生产促进法》正式实施。
2004年8月16日国家环境保护总局以国家环境保护总局第16号令发布了《清洁生产审核暂行办法》并于2004年10月1日起施行。
2005年12月2日国务院关于发布实施《促进产业结构调整暂行规定》的决定。
2005年12月2日国家发改委第40号令《产业结构调整指导目录(2005年本)》，其内容分为鼓励类、限制类、和淘汰类的生产项目。
2.4国内清洁生产动态
1993年10月在上海召开的第二次全国工业污染防治会议上，国务院、国家经贸委及国家环保总局的领导提出清洁生产的重要意义和作用，明确了清洁生产在我国工业污染防治中的地位。1994年3月，国务院常务会议讨论通过了《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》，专门设立了“开展清洁生产和生产绿色产品”这一领域。1996年8月，国务院颁布了《关于环境保护若干问题的决定》，明确规定所有大、中、小型新建、扩建、改建和技术改造项目，要提高技术起点，采用能耗物耗小、污染物排放量少的清洁生产工艺。
1997年4月，国家环保总局制定并发布了《关于推行清洁生产的若干意见》要求地方环境保护主管部门将清洁生产纳入已有的环境管理政策中，以便更深入地促进清洁生产。为指导企业开展清洁生产工作，国家环保总局还会同有关工业部门编制了《企业清洁生产审计手册》以及啤酒、造纸、有机化工、电镀、纺织等行业的清洁生产审计指南。
1999年5月，国家经贸委发布了《关于实施清洁生产示范试点的通知》，选择北京、上海等10个试点城市和石化、冶金等5个试点行业开展清洁生产示范和试点。与此同时，陕西、辽宁、江苏、山西、沈阳等许多省市也制订和颁布了地方性的清洁生产政策和法规。1996年陕西省环保局和省经贸委联合下发了《关于积极推行清洁生产的若干意见》，提出将部分排污费返回给企业开展清洁生产审计；1997年辽宁省政府制定了《关于环境保护若干问题的决定》，明确指出各地区要将排污收费总额的10%以上用于清洁生产试点示范工程。沈阳市、本溪市政府也都制定了相应的清洁生产政策。1999年江苏省出台了《关于加快清洁生产步伐的若干意见》，从支持立项审批、加大资金扶持力度、信贷支持、科研推广扶持等10个方面制定了具体的优惠、扶持政策。2000年山西省人大批准颁布了《太原市清洁生产条例》。
2003年山东省《关于加快清洁生产步伐的若干意见》业已完成初稿，正在广泛征求意见。自1993年以来，在环保部门、经济综合部门以及工业行业管理部门的推进下，全国共有24个省、自治区、直辖市已经开展或正在启动清洁生产示范项目，涉及的行业包括化学、轻工、建材、冶金、石化、电力、飞机制造、医药、采矿、电子、烟草、机械、纺织印染以及交通等行业，取得了良好的效果。
我国与欧盟国际科技合作－－“天津铸造行业清洁生产项目”2004年5月全面启动。此项目由奥地利国际中心、天津国际科技咨询公司和天津铸锻行业协会承办，将通过引进欧盟专家、资金和技术，使该市１５家重点铸造企业成为环境污染小、资源消耗少的清洁生产示范企业。据悉，该项目是欧盟、奥地利外交部和国家科技部共同资助的国际科技合作项目，其中引进欧盟资金３４万欧元。
3.铸造企业如何进行清洁生产审核
3.1什么是清洁生产审核：
清洁生产审核就是对企业现在的和计划进行的工业生产实行预防污染的分析和评估，判定出企业中不符合清洁生产的地方和做法，提出方案解决这些问题，从而实现清洁生产。
3.2清洁生产的审核思路
实行清洁生产审核我们必须清楚废弃物产生在那里（where?）,为什么会产生废弃物（why?）及如何消除或消减这些废弃物（how?）。即判明废弃物产生部位，分析废弃物产生原因，提出方案减少或消除废弃物。
3.3实施清洁生产审核的方法和步骤
实施清洁生产审核通常需要进行以下七个阶段：
3.3.1筹划与组织:主要是进行宣传、发动和准备工作。
3.3.2预评估：主要是选择审计重点和设置清洁生产目标。
3.3.3评估：主要是建立审计重点的物料平衡，并进行废弃物产生原因分析。
3.3.4方案产生和筛选：主要是针对废弃物产生原因，产生相应的方案并进行筛选，编制企业清洁生产中期审计报告。
3.3.5可行性分析：主要是对第四阶段筛选出的中/高费清洁生产方案进行可行性分析，从而确定出可实施的清洁生产方案。
3.3.6方案实施：实施方案并分析、跟踪验证方案的实施效果。
3.3.7持续清洁生产：制定计划、措施在企业中持续推行清洁生产，最后编制企业清洁生产审计报告。
4.铸造清洁生产技术的发展方向
4.1提高铸件表面质量及尺寸精度技术
4.1.1覆膜砂铸造工艺
覆膜砂强度高、流动性好、易于存放。用它制造的壳型、壳芯,可以生产出尺寸精度高,表面质量好的优质铸件,且生产效率高。因此,很早就被汽车、拖拉机行业用于大批量生产各种复杂型、芯。目前,覆膜砂已作为一种造型材料商品由各专业覆膜砂厂生产供应。国内的专业覆膜砂生产厂现已达到近百家,覆膜砂总产量达50万吨/年。
4.1.2碱性酚醛树脂砂工艺与酯硬化改性水玻璃砂工艺
1)碱性酚醛树脂砂工艺
国内于1986年开始立项研究碱性酚醛树脂,于1988年通过部级鉴定。到目前为止,已在重型、矿山、阀门、汽轮机、桥梁、水泥机械、耐火材料、有色合金等行业几十家大中企业中得到了应用。国内的应用实践表明,这种工艺无论是在铸造工艺性能方面,还是在劳动卫生、环境保护方面,都具有较大的优势。采用这种工艺,起模快,气味小,铸件光洁,尺寸精度高,热裂缺陷少,砂芯溃散性好,具有优良的综合性能。
2)酯硬化水玻璃砂工艺
用酯硬化水玻璃砂生产铸钢件克服了呋喃树脂砂生产薄壁或壁厚相差较大的铸钢件易于产生裂纹的缺点。
酯硬化水玻璃砂较CO2水玻璃砂的水玻璃加入量大幅度下降，使型砂的溃散性大为改善，不仅减少了清砂工作量，而且使铸件质量得到提高。
酯硬化水玻璃砂成本比呋喃树脂砂降低了30%以上，对环境污染小，劳动条件好。
4.1.3消失模(EPC)铸造技术
国内外工厂的实践证明,采用此工艺,可减少机械加工余量,降低生产成本,提高尺寸精度,提高劳动生产率,降低劳动强度。通过应用EPC技术收到了显著的经济效益和社会效益。
4.1.4硅溶胶—水玻璃复合制壳工艺
采用硅溶胶制作的型壳,高温强度高,变形量小,生产的铸件表面质量好,尺寸精度高。但因硅溶胶的价格与水玻璃相比要高,因此,限制了其应用面。采用硅溶胶制作型壳面层,而用水玻璃制作型壳背层,充分发挥了硅溶胶和水玻璃分别在性能及价格方面的优势,既提高了熔模精铸件的表面质量和尺寸精度,又不至于使成本提高很多。是一种切实可行的工艺方法。表面粗糙度可从Ra6.3—12.5提高
到Ra3.2—6.3。
4.2改善铸件内部质量，提高铸件性能技术
4.2.1纯净铸钢及其精炼技术
通过采用炉料炉前处理和多种精炼工艺,可使钢水中[S]+[O](或[N])达到低于150ppm的纯净钢水平。采用的精炼工艺为：
1)氩气净化。
2)钙线射入净化+氩气净化。
3)AOD(氩氧脱碳)精炼。
4)VOD、VODC炉精炼。
4.2.2冲天炉—感应电炉双联熔炼工艺
充分利用冲天炉熔化便宜的优点，克服了冲天炉大幅度调整化学成分能力差的缺点，代之以热效率高，调整成分方便的感应炉作为前炉。既保证了铸铁件内部质量，尤其是球墨铸铁件的质量，降低废品率，又降低了成本。
4.2.3铸造焦在铸铁熔炼中的应用
由于铸造焦的固定碳含量高、强度高、块度均匀,用于一般冲天炉可使出铁温度提高到1500℃以上(焦耗12.5%左右),且温度的稳定性好,提高铸件内部质量,降低废品率,降低铸铁件生产的综合成本。
4.2.4铝基复合材料应用技术和铝合金气体喷吹无毒熔炼技术
铝基复合材料以其优越性能被广泛重视并日益转向工业规模应用，如汽车驱动杆、缸体、缸套、活塞、连杆等各种重要部件都可用铝基复合材料制作；在汽车向轻量化发展的进程中，用镁合金材料或铝合金材料制作各种重要汽车部件。
铝合金气体喷吹无毒熔炼技术与传统“冒烟有毒熔炼”相比：
1)有效减少熔炼时对环境的污染，促进“绿色铸造”工程的实施。
2)提高铝合金熔炼过程中除气和排渣效果,增强铝合金晶粒细化和变质能力,延长有效时间。
3)改善劳动条件,减轻劳动强度。
4)减少设备腐蚀,延长设备使用寿命。
5)节能降耗,降低生产成本。
4.3先进检测技术与自动化控制技术
4.3.1在重要铸件生产中，对材质要求高，如球墨铸铁要求P≯0.04%、S≯0.02%，铸钢要求P、S均≯0.025%，采用热分析技术及时准确控制C、Si含量，用直读光谱仪2-3分钟分析出十几个元素含量且精度高，C、S分析与调控可使超低碳不锈钢的C、S含量得以准确控制，采用先进的无损检测技术有效控制铸件质量。
4.3.2在大批量中小铸件的生产中，采用微机控制的高密度静压、射压或气冲造型机械化、自动化高效流水线湿型砂造型工艺,砂处理采用高效连续混砂机、人工智能型砂在线控制专家系统, 制芯工艺普遍采用树脂砂热、温芯盒法和冷芯盒法。
5.小结
由于工业的飞速发展，特别是机械装备业的发展给铸造企业带来了前所未有的机遇，随着欧共体和国家一系列环保法规的公布和实施及能源紧缺、原材料涨价，更使铸造企业面临着严峻的挑战，铸造行业只有采用先进的技术与装备和管理体系，推行清洁生产才是我国铸造行业应对挑战，赢得机遇、实现可持续发展的唯一出路。
