파운드리 생산에서 에너지 절약 기술과 에너지 절약 조치는 매우 중요합니다. 에너지 절약은 소비를 줄일 뿐만 아니라 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 의미하며 이는 매우 중요합니다. Zhongda Consulting은 주조 생산 시 에너지 절약 기술과 에너지 절약 방법을 설명해드립니다.
주물산업은 기계산업 중 에너지 소비량이 많은 산업으로 높은 에너지 소비, 낮은 에너지 활용, 심각한 오염, 열악한 경제적 이익 등으로 인해 주조산업의 발전이 제한되고 있습니다. 에너지의 합리적인 사용과 적극적인 에너지 절약 노력은 주조산업의 중요한 과제입니다.
에너지 절약 기술 및 에너지 절약 조치에는 다음과 같은 측면이 포함됩니다.
1. 오래된 모래의 재활용 및 재사용
유럽과 미국 등 선진국에서는 오래된 모래의 재사용이 항상 주요 연구 주제였으며 좋은 연구 결과가 나왔습니다. 산업생산에 투입되었습니다. 비철금속 부품, 철 주물, 강철 주물을 주조할 때. 오래된 모래는 소결온도에 따라 기계적으로 재생됩니다. 재생률은 각각 대략 90%, 80%, 70%입니다. 오래된 모래 재사용과 습식 재생의 조합은 가장 경제적이고 이상적인 선택입니다. 2단계 습식 재생 제거율(Na2O)은 85%~95%에 도달할 수 있으며 단일 단계도 70%~90%에 도달할 수 있습니다. 오래된 모래를 재활용하면 품질이 새 모래에 가깝습니다. 영국의 리처드컴퍼니(Richard Company)는 열 재생을 사용하는데, 이를 통해 재생률을 약 10~20% 높일 수 있습니다. 더욱이, 열적 방법을 사용하는 모래 재활용을 위한 전체 장비 세트의 비용 회수 기간은 짧으며 일반적으로 운영 후 2년 이내에 비용을 회수할 수 있습니다. 기계적 방법으로 재생할 수 없는 회수된 지르콘 모래를 열처리한 후 재생된 모래의 품질은 새로운 모래보다 좋습니다. 미국에서는 주조 산업의 연간 모래 소비량이 약 500만 톤에 달합니다. BastianKC와 AllemanJE의 연구에 따르면 주조 후 오래된 모래가 고속도로 노반 재료로 사용되는 것으로 나타났습니다. 이는 고속도로 건설에 사용되는 재료의 성능 요구 사항을 완벽하게 충족할 수 있습니다. 성능도 같은 종류의 새 모래보다 낫습니다.
2. 바인더 재활용
친환경적인 모래 코어 무기 바인더와 모래 처리 및 재생 기술이 점점 더 주목을 받고 있습니다. Laempe의 Beach-BoX 무기바인더는 다양한 미네랄을 함유한 유체입니다. 코어샌드는 95%의 모래와 5%의 바인더로 구성되어 있으며 건식방식으로 코어를 형성하면 바인더가 모래에 남아 활성화됩니다. 2.5%의 물만 추가하면 새로운 바인더를 추가하지 않고도 여러 번 재사용할 수 있습니다. 이는 생산 시 배치당 추가되는 최대 바인더가 물을 제거하여 1.6%에 불과하다는 것을 의미합니다. 기간 제한 없이 사용할 수 있으나, 혼합된 모래는 잘 밀봉하면 장기간 보관할 수 있으며 상대습도는 70%를 넘지 않아야 합니다. FoundryAutomation과 MEG의 바인더는 분말형태로 되어 있어 알루미늄 합금 심재 제작, 보관, 주입 공정에 사용 시 가스를 배출하지 않으며, 수지 바인더로 인해 발생할 수 있는 환경 문제가 없습니다. 습식 모래 청소에 사용되는 물의 85%는 재사용이 가능하며, 재활용 재료는 100% 재사용이 가능합니다.
3. 주조금형 및 금형재료의 재생
미국과 유럽 등에서는 1990년대부터 정밀주조업체에서 폐기한 금형재료나 특수공법을 통해 재활용한 금형재료를 사용해 왔다. 정제 처리 후 사용자의 다양한 요구에 따라 성분을 조정하여 "재활용 재생 성형 재료"를 형성합니다. 이 기술의 핵심은 고급 다단계 여과 또는 원심 분리 방법을 사용하여 작업 속도를 높이는 것입니다. 보다 순수한 금형 재료를 얻을 수 있습니다. MittererC는 알루미늄 주조 금형에 대한 연구 중에 이 사실을 발견했습니다. 강철 주조 금형의 표면에 단단한 피막을 코팅하면 부식을 효과적으로 억제할 수 있으며, 질소 및 탄화물의 보호 효과를 사용하여 열간 균열 및 부식과 같은 파괴적인 거동에 대한 저항성을 향상시킵니다. 두꺼운 산소 기반 코팅 재료를 대체합니다. 이는 주조 금형의 수명을 효과적으로 연장시킵니다. 핵심기술은 플라즈마화학기상증착(Plasma Chemical Vapor Deposition)인 PACVD 기술이다.
IV.제련 중심의 에너지 절감 기술
주물 제련 부분의 에너지 소비는 주물 생산 전체 에너지 소비량의 약 50%를 차지하며, 이로 인해 발생하는 주물 폐기물은 제련에 의한 에너지 소비는 전체 스크랩의 약 50%를 차지합니다. 따라서 첨단의 적용 가능한 제련 장비와 제련 공정을 사용하는 것이 에너지 보존을 위한 주요 조치입니다. 주철 제련의 에너지 절약 기술을 예로 들어보겠습니다.
(1) 장수명 용선로가 대규모, 장기 연속 운전 방향으로 발전하는 것은 필연적인 추세이다. . 외국 주조업체에서는 이를 중요한 에너지 절약 조치로 활용하고 있습니다. 최근 몇 년 동안 중국에서는 이러한 측면에서 많은 작업이 이루어졌으며 일부 기업에서는 이를 채택하여 명백한 에너지 절약 효과를 달성했습니다.
예를 들어, 큰 간격의 이중층 공기 공급 큐폴라 기술을 사용하면 코크스의 20%~30%를 절약하고 폐기율을 5% 줄이며 Si 및 Mn 연소 손실을 각각 5% 및 10% 줄일 수 있습니다. 라이닝과 얇은 라이닝이 없는 냉각 큐폴라는 연속 작동 시간이 길고 에너지를 30% 이상 절약할 수 있습니다. 열풍 큐폴라는 에너지를 절약하고 환경 친화적입니다.
(2) 큐폴라-중주파 전기로 이중 제련 공정을 촉진합니다. 용선로-전기로 복제련은 용선로 예열, 높은 용해 효율 및 높은 유도 전기로 과열 효율의 장점을 활용하여 용선의 품질을 향상시키고 에너지 소비를 줄입니다. 최근에는 코크스, 선철 등의 원료 가격이 급격하게 상승하고 주조품에 대한 품질 요구 사항이 점점 더 높아짐에 따라 제련을 위해 전기로 단독 사용이 증가하고 있습니다. 밤에도 좋은 경제적 이익과 에너지 절약 효과를 얻었습니다.
(3) 주조 코크스 용선로 용해 적용을 촉진합니다. 주조 코크스 연료를 사용하는 것은 용선의 온도와 품질을 향상시키는 효과적인 방법입니다. 해외의 대부분의 용선로 제련소에서는 주조 코크스를 사용합니다. 주조 코크스의 높은 가격이나 습관 및 기타 이유로 인해 대부분의 국내 기업은 여전히 야금 코크스를 사용합니다. 일부 회사에서는 토양 코크스를 사용하기도 하는데, 이는 주물의 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 코크스를 많이 소모합니다. 캐스팅 코크스를 사용하면 스크랩율을 2% 줄일 수 있습니다. 따라서 주조 코크스 생산을 개발하고 주조 코크스의 적용을 촉진하는 것은 주조 품질을 향상시키고 에너지 소비를 줄이기 위한 조치 중 하나입니다.
(4) 제습 및 급기 큐폴라가 야금 코크스를 사용할 경우 용선 온도가 1500°C의 안정적인 온도에 도달하기 어렵습니다. 이는 3% 산소가 풍부한 공기 공급을 통해 보장될 수 있으며, 용선 1톤당 표준 석탄 약 10kg의 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 큐폴라 제습 및 공기 공급은 일반적으로 남쪽의 습한 지역에서 사용됩니다. 이는 용선의 온도를 높이고 실리콘, 망간 및 기타 원소의 연소 손실을 줄일 수 있습니다. 용철의 품질과 용해 속도를 향상시키고 코크스 소비량을 13~17% 줄입니다.
(5) 큐폴라는 컴퓨터 제어 기술을 채택합니다. 큐폴라로는 컴퓨터 배치, 자동 계량 및 충전 정량화, 용융 공정의 자동 제어를 포함한 컴퓨터 제어를 채택합니다. 용선로를 최적의 상태로 작동시켜 고품질의 용철과 적절한 용선온도를 얻을 수 있습니다. 수동제어에 비해 10~15%의 콜라를 절약할 수 있습니다.
(6) 용선로 전용 고압 원심 에너지 절약형 팬의 사용을 장려합니다. 현재 중국의 많은 큐폴라 용광로는 여전히 많은 에너지를 소비하고 많은 소음을 발생시키는 Roots 또는 Ye의 체적 팬을 사용하고 있습니다. 용선로용 특수 고압 원심 에너지 절약 팬을 사용하면 전기를 50%~60% 절약하고 용해 속도를 약 33% 높일 수 있습니다.
5. 가열 시스템 중심의 에너지 절약 기술
주물 생산에서 산업용 용광로의 에너지 소비는 용해 장비에 이어 두 번째로 전체 에너지의 약 20%를 차지합니다. 소비. 각종 가열로, 건조로, 소둔로 등은 로구조에서 연소기술로 기술적 전환을 거쳐야 한다. 내화 단열재로 기존 용해로를 개조하면 상당한 에너지 절약 효과가 있습니다. 석탄 연소 산업 용광로에 대한 기계적 석탄 공급은 수동 석탄 공급보다 약 20% 더 많은 에너지를 절약합니다. 석탄 연소 모래주형과 모래 코어 건조로를 개방형 역소성 방식으로 변경하면 석탄을 15~30% 절약할 수 있습니다. 코어 건조로에 원적외선 건조 기술을 사용하면 전력을 30~40% 절약할 수 있습니다. 대형 주물에 진동 노화 응력 완화 처리를 사용하면 열 노화 처리를 사용할 때보다 80% 이상의 에너지를 절약할 수 있습니다. 아연 분위기에서 가단주철을 신속하게 어닐링하는 과정을 통해 전력을 절약하거나 석탄 소비를 50% 이상 줄일 수 있습니다.
6. 첨단 적용 가능한 성형 코어 제조 기술 및 장비 사용을 중심으로 한 에너지 절약 기술
현재 국내 여러 성형 공정의 에너지 소비는 습식입니다. , 자화성 모래 1.2~1.4, 점토 건조 모래 3.5. 점토 건조 모래 주형은 에너지 소비가 가장 높으므로 제거해야 합니다. 습식형은 에너지 소모가 가장 적고 적응성이 뛰어나기 때문에 아직도 습식형이 널리 사용되고 있는 이유 중 하나입니다. 주물의 품질 요구 사항 및 특성은 물론 자기 경화 모래 기술, 로스트 폼 주조 기술 및 특별한 주조 기술. 수지 자기경화사, 물유리 유기에스테르 자기경화사 및 VRH 성형 코어 제조 기술을 활용하여 점토 건식 성형을 대체합니다. 이는 주조품의 치수 정확도를 향상시키고 표면 거칠기를 감소시키며 주조 품질을 향상시키고 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 일반 점토사와 비교하여 특수 주조 공정은 주조 치수 정확도가 2~4단계, 표면 거칠기가 1~3단계, 질량이 10~30% 감소하고 가공 여유가 5% 이상 감소합니다. , 주조불량률이 대폭 감소되어 종합적인 에너지 절감 효과가 큽니다. 주조 적격률이 1% 증가할 때마다 용철 1톤당 8~10개의 주조물을 더 생산할 수 있으며 이는 석탄 5~7kg을 절약하는 것과 같습니다. 주조 불량률이 1% 감소할 때마다 에너지 소비가 1.25% 감소합니다. 주조 품질이 1% 감소할 때마다 에너지 소비는 1.01% 감소합니다. 첨단 기술과 장비가 사용되는 것을 볼 수 있습니다. 주조 품질을 향상시킵니다.
주조 불량률을 줄이는 것은 에너지 활용도를 높이고 에너지 소비를 줄이는 중요한 방법입니다.
7. 저응력 주철, 생주철 및 기타 기술 홍보
우리나라 회주철 주물의 열 노화에 대한 에너지 소비량은 40~100kg 기준입니다. 주철 1톤당 석탄 연성주철을 어닐링하고 표준화하는 데 필요한 에너지 소비량은 주철 1톤당 표준 석탄 100~180kg입니다. 열 노화 공정을 사용하지 않는 자동차 엔진 및 내연 기관 주물을 생산하는 일부 회사를 제외하고 이러한 주물을 생산하는 대부분의 회사는 여전히 열 노화 공정을 사용하여 스트레스를 제거합니다. 에너지 소비가 여전히 높습니다. 박육 고강도 회주철 주조 생산기술과 고규소탄소주철 생산기술을 활용하여 자동차 엔진, 내연기관용 실린더 블록, 실린더 헤드, 공작기계 베드 등 주물을 생산하는 것을 촉진한다. 열 노화 공정이 필요하지 않은 부품을 얻을 수 있어 에너지 절약 목적을 달성할 수 있습니다. 고인성 페라이트 연성철과 고강도 펄라이트 연성철은 우리나라 연성철 주물에서 큰 비중을 차지하며 일반적으로 어닐링 및 표준화됩니다. 주조된 연성철 생산 기술을 사용하면 어닐링 및 정규화 공정이 필요하지 않으며, 에너지를 절약하고, 고온 처리로 인한 주조품의 변형 및 산화와 같은 결함을 방지합니다. 연성철 무위험 주조 공정을 사용하면 공정 수율을 10~30% 높이고 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 2003년 중국의 총 주조 생산량은 1,987만 톤이었으며 그 중 회주철이 1,049만 톤, 연성주철이 470만 톤이었습니다. 연성철 무위험 El Casting 기술은 산업 전체의 에너지 절약 및 소비 감소에 큰 의미가 있습니다. 강철 주물은 단열 통풍구와 단열 보조금을 채택하여 공정 수율을 60%에서 80%로 높일 수 있습니다.
8. 용선로 배기가스 활용 및 폐열 회수 기술 장려
현재 우리나라 주철의 90%는 용선로 제련을 통해 생산되고 있으며 이러한 상황은 앞으로도 지속될 것입니다. 장기. 주조 산업의 폐열 활용은 주로 용선로에 집중되어 있습니다. 큐폴라 용해로는 제련 과정에서 다량의 배가스를 배출하는데, 배가스에는 가연성 탄소 입자와 가연성 가스가 포함되어 있어 환경 오염을 일으킬 뿐만 아니라 많은 양의 열에너지를 낭비합니다. 용선로 용해 시 용해에 사용되는 유효열의 38~43% 외에 배가스가 빼앗아가는 열은 7~16%, 불완전 연소열(가연성 가스)은 20~25%입니다. , 고체가 불완전합니다. 연소열은 3~5%입니다. 이 칼로리는 30~45%를 차지합니다. 용선로 용융의 폐열 활용 잠재력이 크다는 것을 알 수 있습니다. 현재 우리나라의 용선로 폐열 활용의 대부분은 조밀하게 강화된 용광로 블래더를 사용하여 열풍 온도가 약 200°C이고 폐열 활용률이 낮습니다. 최근 몇 년 동안 일부 기업에서는 배기 가스의 폐열과 가연성 탄소 입자 및 가연성 가스의 재연소 열을 최대한 활용하는 장수명 연속 작동 열풍 큐폴라를 사용하여 뜨거운 -폭파 온도는 600~800°C에 도달하고 용선 용선 온도는 1500~1550°C에 도달하며 용해 효율이 45% 증가합니다. 이는 에너지를 절약하고 용선의 품질을 향상시키는 목적을 달성할 뿐만 아니라 환경 보호 요구 사항도 충족합니다.
9. 첨단 기술 개발
일본 주조 산업은 주조 장비, 주조 재료 및 주조 공정을 개선하여 주조 회사가 에너지를 절약하고 소비를 줄이며 환경 오염을 최소화할 수 있도록 했습니다. 예를 들어 변형된 큐폴라는 주파수 변환 제어를 사용하고 먼지 제거 장치를 추가하여 전력 소비를 절반으로 줄이고 배기열의 60%를 재활용하며 배기 가스 배출량은 모든 국가의 배출 기준을 충족할 수 있습니다. 에너지 절약형 성형기를 개조한 이 성형기는 고주파 진동을 이용하여 유압성형기에 필요한 에너지의 10%만을 필요로 합니다. 로스트 폼 주조는 순 크기 주조를 생산하는 데 장점이 있습니다. 오염이 거의 발생하지 않으며 환경 보호에 도움이 됩니다. 이를 그린 캐스팅 공정이라고 합니다.
알루미늄 제련 과정에서 태양에너지를 활용해 스컴과 주물사를 처리하면 에너지 소비를 크게 줄일 수 있다. 이 처리에 사용되는 주요 장비는 회전하는 직접 가열 건조로입니다. 독일 쾰른의 DLR에서는 태양열을 이용해 고형 폐기물을 처리하는 생산 공정이 상업적 규모로 개발되어 알루미늄 스크랩 재용해에 적용되었습니다. 많은 에너지를 소비하고 비용이 많이 들기 때문에 많은 기업에서 이러한 폐기물을 축적하게 만드는 전통적인 처리 방법을 피합니다.
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