一、铸造行业现状
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行业地位
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我国铸件产量多年位居世界第一，是铸造大国。
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铸件占机电产品材料比例高达90%，是工业设备的重要基础。
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核心挑战
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需实现全生命周期节能减排、清洁生产、资源节约。
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目标：降低环境影响，推动铸件成为“环境材料”。
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二、铸件全生命周期的环境影响
（一）生产环节
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能源消耗
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熔炼阶段：占企业总能耗70%（不同工艺占比50%~90%）。
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能源转型：已从焦炭冲天炉转向电能（电炉为主），辅以天然气。
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其他耗能环节：热处理、砂再生、空压设备、厂房照明等。
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资源消耗
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金属原料：主要依赖块状合金和废旧金属回收，仅少量损耗为粉尘。
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造型材料：
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砂损失率≥10%（转为粉尘/固废），需持续补充自然资源。
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粘结剂（树脂、水玻璃等）几乎全消耗，消耗非金属/化工资源。
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污染排放
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废气：
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炉窑排放颗粒物、VOCs（涂装和消失模工艺为主）。
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冲天炉时代曾存在二氧化硫、氮氧化物问题。
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固废：
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理论上可资源化（废砂制水泥、金属屑回炉），但实际处理率低。
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废水：
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来源：生活污水、初期雨水、冷却水池、湿法清砂等。
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问题：悬浮物含量高、碱性强（水玻璃砂工艺），需严格治理。
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碳排放
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主要来自电能（范围二）和天然气（范围一）。
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次要来源：有机辅料燃烧、温室气体使用（需CCUS技术）。
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（二）使用环节
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金属性质稳定，环境负荷小。
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潜在问题：劣质铸件易磨损/锈蚀，导致重金属污染或间接增加设备能耗。
（三）废弃处置环节
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金属循环优势：铸件废弃后几乎100%回收重熔，进入新生命周期。
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环境影响：集中于回收商的能耗与排放。
三、铸件如何成为环境材料
（一）现状与经验
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循环利用
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金属与砂：传统工艺已实现循环（浇冒口回炉、旧砂再生）。
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跨行业协同：
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利用造纸废液、石油渣油作粘结剂；废砂制建材（砖、水泥）。
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创新方向：水玻璃砂固碳（利用废气替代纯CO₂）。
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污染控制进展
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从“烟尘治理”转向全面VOCs控制，合规企业排污达标。
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遗留问题：车间环境差、无组织排放收集难，行业形象待提升。
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节能降碳行动
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淘汰高耗能小企业，推广电炉替代冲天炉。
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挑战：多数企业未启动碳核算，减碳技术亟待普及。
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（二）未来方向
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强化生态意识
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管理层需提升环保认知，将生态责任纳入企业决策。
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提高生产效率
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核心路径：提升工艺出品率、降低废品率、减少加工余量。
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环境收益：资源利用率↑ → 污染↓ + 碳排放↓。
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推动管理标准化
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告别“小作坊模式”，通过精益管理消除操作浪费，实现工序标准化。
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低合金化设计
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减少添加元素种类/数量，降低回收难度和材料遗传毒性。
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优化产品寿命
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延长使用寿命减少资源消耗，但需匹配设备更新周期（避免过度设计）。
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审慎评估新技术
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案例反思：消失模工艺因VOCs污染问题被重新审视，需平衡效率与环保。
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四、结论
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铸造业需结合传统循环经验与新技术，以“环境材料”标准革新生产模式。
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路径：提升管理标准化、推动低合金化、严控污染、全生命周期降碳。
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目标：实现行业可持续发展，响应国家清洁生产与双碳战略。
本文基于《铸造技术》2011年第3期同名文章改写。