工业领域绿色低碳技术应用案例5 新型Ｖ法技术在电熔耐火材料行业中的应用项目

案例5新型Ｖ法技术在电熔耐火材料行业中的应用项目主要完成单位：郑州方信新材料有限公司主要完成人员：张国芳、李建卫、董运昆、王遂池、范银锋、黄权威、王宏霞电熔耐材行业面临着“三难两大”的共性问题，即电熔耐材行业要清洁难、产品内外质量稳定难、重体力招工难、砂型工劳动强度大、造型用砂量大，严重制约了行业的高质量发展。一、项目背景以水玻璃砂型、改性水玻璃砂型和树脂砂型为代表的传统工艺无法保证产品质量，裂纹缺陷无法避免，无法实现自动化生产，且洚铸后产生大量碱性固态垃圾，处置困难，无法有效的二次利用，并且对人的健康和生态环境都是存在不利的，落后的生产工艺必然会被淘汰。新型V法技术与传统树脂砂型、水玻璃砂型工艺不同，不使用粘合剂，利用特殊介质密封砂箱，依靠真空抽气系统抽出型内空气，形成模具内外压力差，使干砂密实直接形成浇铸型腔，且在浇铸冷却成型后，砂随之溃散而获得熔铸制品，使得模具和砂均可重复使用。中国有电熔耐火材料生产企业约50多家，每年废弃砂型排放量上亿吨，V法造型这种节能降耗工艺技术若完全取缔传统工艺，对环境保护的贡献是不可言喻的。郑州方信新材料有限公司开展的新型Ｖ法技术在电熔耐火材料行业中的应用项目，使用车间厂房面积30000平方米，改造一条年产10000吨电熔刚玉砖智能生产线，实现了节能降碳改造。项目通过应用智能化装备，以及运用全自动数控技术自动生成生产订单、精准控制，实现智能化生产、循环化生产，在提升生产效率、产出质量的同时，大大降低了能源消耗，达到绿色低碳转型发展的目的。二、创新点及相关技术内容创新点1：简化生产工序以实现自动化与机械化传统铸型过程中存在分散的打型、烘烤、喷涂、放置晾干、粘结、放置待浇铸、入箱、保温等工序，冗杂且繁多。为优化上述问题，Ｖ法造型通过取消不必要的工序后通过一条生产线分布各个工位，从而简化了工序，减少了车间占用面积，缩短了生产流程时间。同时，由于省略了传统铸型生产中动作复杂的生产工序，有利于实现作业过程的机械化、自动化，整个流程仅为简单的、劳动强度很低的展膜、喷涂、覆背膜，连接真空管路几项作业需人工操作，其余均由机械设备完成，这一方面降低了劳动强度，提高单位生产效率。另一方面，减少了人为因素对产品质量的影响，有利于稳定和提高产品质量。图SEQ图\*ARABIC108自主研发的自动化V法造型线创新点2：改善作业环境由于新型Ｖ法成型工艺将传统的铸型过程生产工序予以简化，使得项目能够将传统铸型工艺分散的铸型生产、运送、入箱、保温工序集中在一条生产线上，有利于集中除尘，因而大大改善了作业环境。创新点3：提升产品质量新型Ｖ法工艺显著提高了产品的外观质量，优化了产品的晶相结构具体讲就是形成了更多的斜锆石和刚玉的共晶体，因此明显提高了产品的抗侵蚀能力。同时，作为造型材料的石英砂（又能够兼保温材料）未添加任何结合剂，可再生利用，减少了固体废弃物的排放。图SEQ图\*ARABIC109新型V法“空型”工艺结构图表SEQ表\*ARABIC24新型V法工艺与其它砂型工艺和产品指标与节能参数对比项目水玻璃砂型树脂砂型负压成型砂型硬化方式化学+加热化学+常温负压硬化粘结剂使用水玻璃树脂+固化剂无砂型尺寸偏差mm3～61.5～30.5～1浇铸工艺重力浇铸重力浇铸真空浇铸铸件尺寸偏差mm3～82.5～40.5～2铸件平整度mm3～82.5～40.5～2铸件表面光洁度表面粗糙整体平整但表面有瘤疤表面平整光滑铸件外观和形状外观颜色均匀但形状差毛坯和制品颜色一致性差毛坯颜色均匀、轮廓清晰、加工后颜色一致跨棱裂纹较宽、长宽、较短无或很短容重指标较好较好优良抗侵蚀指标较好好优良年浇铸量15000T企业固废排放量10000T8750T50T铸件加工量大较少无或很少机械化自动化水平低中较高三、经验总结与推广价值新型Ｖ法技术在电熔耐火材料行业中的应用项目持续深耕国际领先的V法成型浇铸工艺，将传统的化学物质粘合剂变为采用负压成型专利技术制作的砂型，实现型砂重复利用，工业废渣、废气零排放。根据郑州方信新材料有限公司测算结果，项目实施后，生产效率提升显著，通过智能化装备的广泛应用，员工劳动强度降低60%，人均产能提升28%，车间生产效率提升30%，产品交付率提升20%，客户满意度提升15%。此外，项目运用脱硫脱硝设备进行湿法改造，该项工艺具有脱硫率高、脱硫剂（石灰石）便宜等优点，比之传统设备二氧化硫下降28%，氮氧化物下降33%，颗粒物下降99%。2018年以后受钢铁等下游