无废弃物制造：促进资源循环利用

“无废弃物加工”技术指加工过程中不产生废弃物；或产生的废弃物能被整个制造过程中作为原料而利用，并在下一个流程中不再产生废弃物。日本提出了3R的环境保护新概念，即减少废弃物（Reduce）、再利用（Reuse）及再循环（Recycling）。无废弃物加工既减少了废弃物、污染和能量消耗，又不会破坏环境，必然成为未来先进成形工艺的主流。对于铸造、水泥、火电、印染等重污染行业，采用以无废弃物为目标的循环利用是实现节能减排的重要途径。

废砂是铸造行业的主要废弃物，占废弃物总量的70%以上。按年产铸件2800万t以上，循环用砂量高达2000万t，以废弃70%计算，每年要废弃的废砂就至少达1400万t，这既是极大的资源浪费，又严重污染了环境。20世纪80年代以来，日本采用旧砂再生的铸造厂达到86%，每吨铸件排放废砂量达到0.22t，每吨铸件使用新砂量仅仅0.135t；对黏土和树脂的混合废砂，欧美地区的汽车铸件生产企业从1985年开始采用干法热法对铸造旧砂进行再生利用。其中，有的采用加热管式炉、流化床随后进行机械净化，也有的加酸净化，对pH值进行调整，并将粒度大小、含泥量、pH值、需酸值以及强度作为控制参数。法国一家中型铸铁厂采用电热法再生装置回收再生树脂砂与潮模砂的混合砂。该再生装置由破碎机、中间斗、电加热流化床、砂冷却装置和热回收装置（用于流化床加热）组成，生产率为3t/h。奥地利也有在700～750℃的沸腾床上煅烧，并用离心式净化器净化，其能耗为35～40kW/t，所得再生砂可用于生产冷芯盒和热芯盒砂芯。目前，美国一些铸造厂已经实现“零废物生产”。

日本从30年前在部分铸造过程实现了铸造旧砂的干法热法再生利用，采用摩擦净化、煅烧处理和二次净化，可将由80%膨润土砂和20%壳型砂组成的旧砂净化到含泥量为0.4%，其每吨砂的丙烷气耗量为17.1kg，能耗为23.4kW。再生砂主要用于壳芯和壳型。日本使用热法与机械复合再生法制得的覆膜砂强度较高。(www.xing528.com)

根据对铸造厂的统计，我国用树脂砂生产1t铸铁件，产生废砂0.33t，用黏土砂生产1t铸铁，产生废砂1.32t。如果黏土砂和树脂砂各按一半来计算，则每生产1t合格铸件产生废砂0.825t。国内不少科研院所一直在从事黏土和树脂混合废砂再生技术研究，大都采用干法或者低温加干法的再生工艺，所得再生砂能够满足黏土砂造型的工艺要求，但无法满足树脂砂制芯的要求。单一的树脂废砂经过机械再生用于制芯工艺应用不少，但多种砂芯混在一起组成的废砂无法采用机械再生，因为机械再生不是彻底的再生，砂粒表面的不同的树脂粘结剂会起化学反应，影响再生砂的性能和使用。多种砂芯混在一起的树脂废砂通过热法再生后用于制芯的在国内也不多见。开发铸造废砂再利用技术，将大大减少废砂量，变废为宝，对保护环境、促进社会可持续发展具有重要意义。

余热回收技术在大型高温锻件、炼钢和铸造领域中的应用越来越受到关注，该技术采用先进的设备和技术对大型高温钢锭、炼钢和铸造过程中产生的余热进行回收利用，达到优化工艺，提高能源利用率的目的。烟气是最主要的气体余热资源，带走的热量占工业炉窑总供热量的30%～70%，因此烟气余热的回收再利用是目前余热资源回收的主要途径，回收烟气余热的方法有：蓄热式高温燃烧技术、空气换热器回收高温区域烟气余热技术、热管换热装置回收低温区域烟气余热技术等。按照某重型企业现有铸、锻件产量计算，年锻件总产量为9万t，铸件总产量3万t，回收余热量可达2141t标准煤，具有很好的经济效益。