推动资源循环利用：无废弃物制造方案优化

早在2009年美国就提出“无废弃物加工”的新一代制造技术，即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作为原料而利用，并在下一个流程中不再产生废弃物。无废弃物制造既减少了废物、污染和能量消耗，又不会破坏环境，必然成为未来先进制造工艺的主流。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）。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。

废砂是铸造行业所产生的主要废弃物，占其总量的70％以上。我国年产铸件4000万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，既是极大的资源浪费，又严重污染了生存环境。20世纪80年代以来，日本采用旧砂再生的铸造厂已经达到86％，每吨铸件排放废砂量为0.22t，每吨铸件使用新砂量仅仅0.135t。日本旧砂再生的铸造厂如图1-9所示。美国一些铸造厂已经实现“零废物生产”，即没有废物排放的生产。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；用粘土砂生产1t铸铁，产生废砂1.32t。如果粘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。目前，西安理工大学等单位开发的水玻璃旧砂湿法干法联合再生生产线，采用热湿法再生和干法清洁除尘的原理，废砂回收率达到90％以上。因此铸造废砂再生利用，将大大减少丢弃的废砂量，变废为宝，对生态环境保护、社会可持续发展具有重要意义。

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图1-9 日本旧砂再生的铸造厂

我国重型装备制造行业制造及设备使用过程中消耗大量能源、排放大量废弃物，如CO₂、SO₂、NO_x等；同时，大锻件（如50t以上）的余热没有回收利用，炼钢和铸造过程中的余热没有进行回收利用，大型工业炉余热回收效率与国外相比还有很大差距。结合国家重型装备制造企业的具体特点，高温铸、锻件余热回收技术受到越来越多的关注。该技术采用先进的设备和技术对大型高温钢锭的余热进行回收利用，对锻造和铸造工艺进行改进，达到优化工艺，提高能源利用率的目的。按照某重型企业现有铸、锻件产量计算，2006年锻件总产量为9万t，铸件总产量3万t；2007年钢液26万t，锻件总产量为12万t，铸件总产量4万t。2006年回收余热量可达2141t标准煤，2007年回收余热量可达2644t标准煤。