操作金属铸造车间的方法、执行该方法的系统以及包括该系统的金属铸造车间的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及操作金属铸造车间（特别是湿型砂金属铸造车间）的方法以及用于执 行该方法的系统。本发明还涉及包括该系统的金属铸造车间。
【背景技术】
[0002] 用于铸造车间的自动操作的技术是众所周知的。US5125448公开了一种自动铸造 设备，在其中在制模机中感测关于每个单独模具的特性的信息，并且用在用于控制熔融金 属向该信息所涉及的模具的浇注的下游浇注单元中。该信息公开为与以下因素相关:模具 类型、型芯是否已经放置在模具中、模具是否是适当地稳固以及模具是否由于其他原因而 不适合浇注。可以使用这种信息来将浇注单元控制成相对于模具适当地定位浇注喷嘴，或 控制成不浇注该信息涉及的特定模具。然后，由浇注单元提供关于特定模具是否已经被浇 注的信息以及关于该特定模具的重量的信息，并且将这些信息用于控制给水单元，该给水 单元用于确保离开拆散模具的提取站的制模型砂中适当水量。
[0003] US5125448中所描述的方法既不最小化也不测量由铸造车间操作所引起的环境干 扰，而是仅仅关注基于关于每个单独模具的特性的信息确保无故障操作。
[0004]此外，W089/09666公开了一种用于蒸发铸造的方法和装备。将蒸发模型定位在容 器中。将制模介质压实在其周围，并且将该容器定位在浇注单元下方。当熔融金属浇注到容 器并且蒸发掉该模型时，使用真空栗抽空由该模型产生的气体。该容器内的压力由压力探 测器测量，并且用于控制连接到该栗的调整阀和真空缓冲容器。通过控制该压力来控制熔 融金属的流速。W089/09666中所描述的方法既不最小化也不测量由铸造车间操作所引起的 环境干扰。
[0005] KR20120055925公开了一种局部通风设备以及一种用于变动空气污染物的多罩式 局部通风方法。
[0006] DE102009031557公开了一种使用热交换器从连续铸造工艺中收集热量的方法。
[0007] 近年来，由于对与铸造车间操作相互关联的环境干扰以及对当今社会的挑战的越 来越重视以及为金属铸造车间的工人提供舒适环境的需要，金属铸造车间已经变得越来越 重视这样的环境干扰。
[0008] 涉及金属铸造车间的操作的一些最相关的环境干扰包括空气污染、C02(二氧化 碳)排放、热量、噪声、能耗、水耗以及诸如废型砂、废膨润粘土和弃用铸件之类的废品。废型 砂和废膨润粘土不能回收，而且必须丢弃。
[0009] 此外，废品还包括不是最终铸件的部件而是形成在浇道和冒口中的部件，即模具 中的蓄积物，它们用于确保熔融金属的适当铸造和凝固，并且确保一旦铸件已经与模具分 尚，它们就与铸件分尚。
[0010] 另外，用于金属铸造车间操作的原料(其可以被视为环境干扰)包括金属消耗、新 型砂和新膨润粘土消耗、用于形成湿型砂的任何添加剂消耗以及运行机器或提供加热的压 缩气体或蒸汽消费。
[0011] 这些环境干扰中的每种涉及金属铸造车间中的一个或多个单元操作。作为实施 例，湿型砂铸造制模(其中使用由型砂制造的模具或模型）广泛采用提供湿型砂、将湿型砂 形成湿型砂模具、将熔融金属浇注到湿型砂模具中、允许熔融金属凝固、从铸件中去掉湿型 砂模具以及使得湿型砂适应再利用的单元操作。
[0012] 粉尘和细颗粒物形式的空气污染典型地涉及到操控和使用湿型砂的单元操作，即 提供、形成以及去掉。此外，在所使用的型砂包含二氧化硅的情况下，当模具中的型砂在将 熔融金属浇注到模具期间被熔融金属接触到时，可能形成亚微米尺寸的二氧化硅颗粒物。 这样的颗粒物可能导致工人患硅肺病。因此，金属铸造车间需要花费相当大的精力在粉尘 收集上。
[0013] 由金属铸造车间中的不同单元操作所引起的粉尘具有不同物质和不同成分，并且 例如可能包含金属或金属氧化物。
[0014] 空气也可能被燃烧物(诸如一氧化碳和/或挥发性有机化合物(V0C))污染。
[0015] 金属铸造车间中的许多单元操作在内部环境（即金属铸造车间内的环境)和外部 环境(即金属铸造车间外的环境)两者中产生气味或烟雾。这些气味和烟雾可能令人不愉快 或有害呼吸。
[0016] 金属铸造车间之外的环境中的空气也可能被来自诸如煤炭、石油或天然气之类的 燃料(用于加热用来熔化金属的熔炉）的二氧化硫和氮氧化物污染。如果将要被熔化的金属 包括废弃金属或回收金属块，则这些金属块上的油漆和涂料可能因为例如二恶英而在金属 铸造车间中导致空气污染。此外，铸件诸如抛光和焊接之类的修整处理也可能向空气中释 放有毒金属颗粒物。
[0017] 热量主要涉及浇注熔融金属并允许其凝固的单元操作。热量还从用于熔化金属的 熔炉释放出来。热量可能引起铸造车间中的工人脱水、热痉挛、热衰竭和中暑。工人也可能 感染由熔融金属辐射的红外和紫外射线引起的白内障。来自熔融金属的飞溅和火花也可能 会引起烧伤。
[0018] 噪声可能涉及任何单元操作，并且可能持续时间很短(诸如来自撞击)或持续时间 很长(诸如来自振动落砂机的噪声）。最常见的噪声源来自制模机、振动落砂机以及诸如喷 型砂清理、碳弧气刨、铸件清理和装饰之类的修整操作。噪声一般界限在大约80和110dB(A) 之间，然而，一些噪声可能会高达116dB(A)。另一个噪声源是来自使用压缩空气清洁模具或 将模具材料导入制模机的噪声。
[0019] 虽然个人听力保护器可用，但对于持续时间很短的噪声通常不使用它们，然而，短 持续时间噪声叠加到对噪声的整体暴露，即，整体环境影响。
[0020] 密切相关于噪声的是振动，该振动不仅可能影响工人健康，而且可能影响金属铸 造机的寿命、性能和维护要求，从而最终影响金属铸造车间的效率。
[0021] C02排放通常涉及熔化要在铸造车间中使用的金属所需要的能量以及运行机器 (例如型砂制模机、模具输送机、振动落砂机或型砂冷却器)所需要的、执行单元操作所需要 的能量。另外，还需要提供金属铸造车间的通风的能量。
[0022] 水耗涉及从铸件中去掉湿型砂，使得型砂适于在型砂制模机中被制模时提供良好 的型砂可制模性，用于例如在振动落砂机处限制粉尘形成，并且用于冷却。
[0023]另外，水耗通常会导致需要适当照顾的废水。例如，废水可能含有金属粉尘或有机 化合物。废水也可能由于雨水吸收来自废弃金属或熔渣的污染物并且渗出到地面，而由金 属铸造车间之外的地面上存储熔渣的金属废料存储库引起。
[0024]所有单元操作需要能量来执行。
[0025] 生产废料涉及形成型砂、浇注熔融金属、从模具中去掉铸件以及使得型砂适于再 利用的单元操作。生产废料还涉及控制铸件来检测必须报废的缺陷铸件，即，铸造废料。废 料通常可以被再熔化，然而在熔渣必须在垃圾填埋场中处置的一些情况下，废料也相当于 熔渣。
[0026] 在这些环境干扰之中，空气污染、热量和噪声主要影响工人环境，而⑶2排放、能 耗、水耗和生产废料主要影响环绕铸造车间的环境。能耗、水耗和生产废料还影响运行金属 铸造车间操作的成本。
[0027] 对金属铸造车间的环境影响的进一步阐述在来自欧洲IPCC局的"关于锻工和铸造 工业中的最佳可用技术的综合污染防治和控制参考文件"（2004年7月）中找到。
[0028] 为了减少与操作金属铸造车间相关联的环境影响，C02排放、能耗、水耗以及生产 废料应优选尽可能低。
[0029] 此外，为了为金属铸造车间的工人提供适合的工人环境，空气污染和噪声应保持 尽可能低，并且采取措施来防止热量在铸造车间中引起太高的温度。
[0030] 同时，金属铸造车间必须运行成提供铸件的有效生产。例如，必须报废的缺陷铸件 的数目必须尽可能低，以便每单位时间和环境干扰量的可用即合格铸件的数目尽可能高。 这是因为必须丢弃或再熔化的报废铸件如果丢弃就表示生产废料，而如果再熔化就表示需 要能量，即热量。此外，即使在铸件可以被机制成合格铸件的情况下，例如，如果铸件由于在 邻近模具的分离线的铸件中导致缺陷的半模具错配，而存在轻微缺陷，则这样的机制或清 理需要能量和劳动力两者，并且可能将金属铸造车间的工人或操作者暴露到艰苦或不健康 的工作环境。因此，保持每单位时间和环境干扰量的可用即合格铸件的数目尽可能高，至少 最小化了涉及报废铸件和用于再熔化的能量的那些环境干扰。
[0031] 因此，获得良好的内部环境（即对金属铸造车间中的工人的低水平环境干扰)和良 好的外部环境（即对金属铸造车间之外的环境的低水平环境干扰)很重要。此外，对内部环 境和外部环境的环境干扰总水平应尽可能低。
【发明内容】
[0032] 因此，本发明的目的是提供一种操作金属铸造车间的方法，在该金属铸造车间中， 在仍然提供铸件的有效生产的同时，环境干扰被最小化。
[0033] 本发明的另一目的是提供用于执行操作该金属铸造车间的方法的系统。
[0034] 本发明的再一目的是提供包括该系统的金属铸造车间。
[0035] 本发明的再一目的是提供再利用由金属铸造车间的操作引起的热量的方法。
[0036] 上述目的中的至少一个或将从以下描述显而易见的任何其他目的中的至少一个， 是根据由根据权利要求1实现的本发明第一个方面的。
[0037] 通过使用基于至少一个测量值所获得的至少一个指令来操作铸造机，确保了将金 属铸造车间操作成降低金属铸造车间的操作对环境的影响，所述至少一个指令配置成引起 至少一个环境干扰减少。
[0038] 通过操作该金属铸造车间来降低金属铸造车间的操作的环境影响，也至少部分地 最优化金属铸造车间的操作。
[0039] 在本发明的上下文中，降低金属铸造车间的操作的环境影响指的是降低由至少一 个金属铸造机（因此由金属铸造车间的操作)在金属铸造机附近、在金属铸造车间中和/或 在环境中引起的环境干扰。因此，降低金属铸造车间的操作的环境影响，既有利于金属铸造 车间的工人和操作者，也有利于环境。
[0040] 金属铸造车间优选是使用湿型砂模具进行金属铸造的金属铸造车间，然而其它类 型的模具材料是可能的。
[0041 ]金属铸造机可以包括湿型砂存储与提供机、诸如垂直湿型砂制模机之类的制模 机、砂箱制模机、配板制模机(match plate moulding machine)、型芯射手机、模具输送机 或制模生产线、浇注单元、振动落砂机、型砂冷却器和铸件清洁与处理机等。一般来说，金属 铸造机可以包括为了金属铸造车间操作而用于金属铸造车间的任何机器。
[0042] 此外，所述至少一个金属铸造机可以包括通风设备。
[0043] 权利要