铸造循环经济与废覆膜砂的再生利用资料讲解
旧砂再生技术简介
旧砂再生技术简介摘要：铸造旧砂的大量排放，不但造成铸造资源的浪费，而且对环境造成极大的污染，对旧砂的再生回用已成为铸造行业亟待解决的问题。
本文对国内外旧砂再生技术及发展趋势进行了简单介绍。
关键词：旧砂再生发展趋势简介旧砂再生是将旧砂进行物理的、化学的或加热处理去除砂粒上积聚的粘结剂等残留物和惰性薄膜以及有害微粒、粉尘，使旧砂的各种工艺性能得到恢复的一种铸造工艺，其最终目的就是力求减少铸造生产中的新砂用量，节约经济投入、提高铸件质量、保护自然环境。
一、旧砂再生技术的意义1、采用旧砂再生技术可提高铸件质量目前我国铸件年产量达2400多万吨[1],其中的绝大部分是砂型铸件，且90% 以上的中小型铸造厂，大多采用粘土砂生产。
由于技术相对落后，大量旧砂往往未经处理直接投入循环使用，造成铸件的种种质量缺陷。
就粘土砂型来说，由于浇注时高温金属液的热作用，使型腔表面砂子的粘土烧损，形成灰分，拾取粘结作用，甚至砂粒在高温下会破碎形成粉尘。
若果只是将这样的旧砂简单的筛分回用，含泥量会不断上升。
而使用高含泥量的旧砂配置型砂时，粉尘等要吸收大部分水分。
这样，为使砂型具有可塑性，使粘土充分吸水，达到需要的可塑性，就要加入过高的水分。
如此循环使用，浇注时金属液的高温作用会使水分蒸发，产生大量的气体，容易在铸件上产生气孔等缺陷；另外，粉尘阻塞砂粒间隙，降低透气性，也会导致气孔的产生。
为解决由此带来的生产质量问题，可以采用的有效措施之一是旧砂进行再生使用，去除旧砂中的灰分和砂粒表面的惰性包覆膜，改善旧砂的工艺性能，使其恢复原有的特性。
所以就提高铸件质量来说，旧砂再生技术的推广和使用是十分必要的。
2、采用旧砂再生技术是提高经济效益的有效手段据统计，我国每生产1t合格铸件，大约要排放废砂1.3t-1.5t，同时需要加入相应数量的新砂，以确保型砂质量按砂铁比5-10：1计算，新砂加入量一般在10-20%左右，大多数中小企业的这个数字还要高，甚至达到40%。
铸造生产过程中的废弃物循环再利用
铸造生产过程中的废弃物循环再利用随着我国资源与环境压力的日益增大，政府部门已及时地提出了“实现可持续发展，建设资源节约型、环境友好型社会”的要求；提出了“要确保实现十一五规划中确定的能耗降低20％、主要污染物排放总量减少10％”的目标；并决定2007年在全国掀起新一轮“节能减排”的风暴，还提出“节能减排”是我国转变经济增长方式、提高经济效益的突破口。
铸造行业是能源和资源消费密集型行业，生产铸件要耗用大量的能源和多种原辅材料，同时在铸造生产过程中又会产生大量的废弃物。
而当今废弃物的资源化被人们称为“二次物料的工业革命”，铸造厂三废(废砂、废渣尘、废气)的再生及再利用已成为各国铸造工作者和环保专家关注的焦点。
我国的铸件产量已经连续六年位居世界首位，我国的铸造企业已超过26 000多家，普遍规模较小，而且技术、设备和管理又相对落后，因此我国铸造企业的总废弃物排放量是世界最大，其环境污染与公害也是世界最大。
1 铸造是多种原材料熔炼后的复杂生产流程铸造是一种采用多种原辅材料并经过冶金熔炼的极其复杂的生产工艺流程。
铸铁件铸造至少可以分为：炉后备料、熔炼、球化孕育处理、砂处理、制芯、造型、浇注、落砂、清理、热处理及生产过程与铸件成品的检验等11个结构部分，其采用的原辅材料(包括金属与非金属)至少已有上百种。
以一个完整的汽车铸铁件铸造生产过程为例，经统计“工序表”，它必经的生产工序就已多达70多道。
铸造已是一门多学科、多专业交叉的复杂高科技行业。
而现代铸造专业所涉及的学科也至少包括冶金熔炼、造型工艺、铸造设备、金属加工与焊补、材料力学、流体力学、模具设计、高分子技术、金相热处理、理化检测、无损探伤、计算机模拟分析、在线检测及自动化控制等专业及其技术，属边缘性的复杂学科。
铸造生产在经过极其复杂而多样的工艺流程之后，所产生的废弃物是可观和复杂的。
2 铸造企业是资源能耗很大的生产组织我国当前铸造行业最大的问题就是产品质量低、经济效益差、材料消耗高、环境公害大。
沦铸造废砂再生循环利用实现废物资源化和环境污染治理
通过对混合型废砂再生循环利用产业化 的研究 ，经过大 量 的技术攻关和试验 ，对混合型废砂再生循环利用产业化技 术进行 了成功孵化 ，试制再生砂产品的试验及使用鉴定结果 表明已掌握了混合 型废 砂的再生循环利用产业化技术 ，成功 解决了混合型废砂 再生循环利用的关键难题及 国内其它技术 存在的瓶颈 ，具备了建设大规模混合型废砂再生循环利用项
控制
我 国每年废 弃的大部分铸造废砂是 以湿型废砂为 主问杂
１ 概 述
少量树脂废 砂的混合 型废 砂 ， 要真正实现减少废砂 排放 ， 节 约 自然资源开采 ， 减少环境污染 ， 就要对混合型废砂进行再生循
环利用 。 至 目前为止还没有非常成功的产业化示范案例 ， 主要
铸造 是制造业 的基础 ， 各行业 的发展都离不开铸件。 铸件 重量 占机器总重量 的 ４ ８ ％ ８ ０ ％， 很多铸件同时又是机器 的核 心零 部件 ， 但铸造是资源消费密集 的行业 ， 每年都要耗用大量 的能源和各种原 、 辅材料 ， 而且又需要排放大量废气 、 烟尘 、 废 渣、 废砂等废弃物。 据统计 ， 我 国每生产 １ 吨合格铸件 ， 大约要 排放粉尘 ０ ． Ｏ ５吨 、 废气 １ ０ ０ ０ ～ ２ ０ ０ ０立方米 、 废渣 Ｏ － ３吨 、 废砂
３ 处理 工艺 的发 展 过 程 和 处 理 流 程
自２ ０ ０ ０年 以来我国铸造行业平均 增速 １ ０ ％以上 ， 成为全 球最 大铸件生产 国。２ ０ １ ２年我国铸 件产量 已突破 ４ ５ ０ ０万吨 ， 居世界首位 ，整个 国内铸造行业 排放污染物总量约为 ：粉尘
２ ０ ０万 吨 、 废气（ ４ ８ ） ｘ １ ０ ６万立 方 米 、 废渣 １ ２ ０ ０万 吨 、 废 砂
铸造废砂的再生利用技术与装备
04
铸造废砂再生利用技术应用案例
某铸造企业废砂再生利用项目介绍
项目背景
某铸造企业因生产规模扩 大，废砂产生量不断增加， 亟需寻找有效的再生利用 解决方案。
技术选择
经过市场调研和技术评估， 该企业选择了具有先进技 术的废砂再生利用装备。
实施过程
项目包括废砂收集、破碎、 筛分、磁选、再生等环节， 采用自动化控制系统进行 全程监控。
磁选机
利用磁力将铸造废砂中的铁磁性物质分离出来，提高再生砂的品质。常用的磁 选机有永磁磁选机和电磁磁选机等。
除铁器
用于将铸造废砂中的铁磁性物质去除，常用的除铁器有悬挂式除铁器和滚筒式 除铁器等。
重力分选装备
重力分选机
利用不同密度和颗粒大小的不同，将铸造废砂中的轻质和重 质物质分离出来，常用的重力分选机有溜槽式分选机和跳汰 式分选机等。
铸造废砂再生利用技术与 装备
• 铸造废砂再生利用技术概述 • 铸造废砂再生利用技术分类 • 铸造废砂再生利用装备 • 铸造废砂再生利用技术应用案例 • 铸造废砂再生利用技术发展趋势与展
望
01
铸造废砂再生利用技术概述
铸造废砂的来源与危害
铸造废砂的来源
铸造废砂主要来源于铸造生产过 程中产生的废弃物，包括旧砂、 粉尘、切削液等。
同发展。
THANKS
感谢观看
03
铸造废砂再生利用装备
破碎与筛分工段装备
破碎装备
用于将铸造废砂破碎成较小的颗粒， 以便于后续处理。常用的破碎装备有 颚式破碎机、锤式破碎机和反击式破 碎机等。
筛分装备
用于将破碎后的铸造废砂按照粒度大 小进行分类，以便于后续处理和再生 利用。常用的筛分装备有振动筛、滚 筒筛和概率筛等。
铸造废砂的再生利用
铸 件 生 产 成 本 ，而 且 严 重 地 污 染 了环 境 ，特 别 是
生 砂 。 同 时 ， 利 用 铸 造 厂 迁 建 的 机 会 ， 合 理 布 局 ，将 旧砂 的再 生循 环 利 用 进 行 了全 面 推广 。
１ 再生 砂 的初 步应 用
１ ． １ 老 厂 区 的生 产 工 艺 杭 州 发 动 机 有 限 公 司 是 中 国 重 汽 集 团 的 全 资
画 铸 Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ 造 ｒ ｙ Ｅ ｎ 工 ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ 程 ｒ ｉ ｎ ｇ
铸 造 废 砂 的再 生 利 用
刘念煌 （ 中国重汽集 团杭州发 动机 有限公 司，浙 江 杭 州 ３ １ １ ２ ３ ２ ）
摘 要 ：基 于 六 西 格 玛 管 理 方 法 和 工具 ，对 铸 造 废 砂 的再 生 利 用 进 行 了生 产 性 试验 ， 分析 了焙 烧
ｆ ｏ ｒ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｒ ｙ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ，ｓ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ
芯 砂 中 不 可 降 解 的有 机 粘 结 剂 对 环 境 的 污 染 更 为
严重［ １ １ ０
科技成果——铸造废砂再生循环利用技术
科技成果——铸造废砂再生循环利用技术适用行业铸造业技术开发单位广西兰科资源再生利用有限公司成果简介本公司对该技术已进行多年的研究、开发与孵化，积累了丰富的经验。
目前技术工艺成熟，涵盖机械干法工艺、湿法工艺、热法工艺，能处理国内不同铸造工艺的所有类型的废砂。
（1）湿法再生：兰科擦洗机组采用多缸串联对废砂进行柔性擦洗，废砂杂质去除率达到99.5%，回收率达到95%以上，远高于行业水平，而且同比节能60%。
（2）热法再生：自主开发的窄通道流化沸腾焙烧炉，具有升温速度快（15-20分钟，竞品90-120分钟），焙烧热能集中，散热面积小，两段换热设计，尾气浓缩燃烧热交换进行余热利用，能耗低于竞品1/3以上，而且尾气排放可达到最严标准。
（3）机械再生：利用自主研发的选粉脱膜机利用物料之间相互摩擦的原理，在保证大于70%脱膜率的情况下实现了95%以上的收得率，同比其它相似设备高15%以上。
（4）表面改性：采用专有技术在再生过程对再生砂进行表面活化处理，再生砂获得更好的使用性能，能有效降低粘结剂加入量，防止铸件脉纹、烧结、粘砂等缺陷的产生。
（5）特种砂分离：兰科特种砂分离的专有技术和设备，可实现对废砂中含有的铬铁矿砂、宝珠砂进行有效分离和提纯，能大幅度提高再生的经济效益（6）再生砂深加工：针对再生砂的特性，我们开发了利用再生砂代替或部分代替特种砂生产高端树脂砂（型）芯的深加工应用技术，可以较大幅度降低铸造成本和提升铸件质量（7）综合利用：湿法再生的污水经絮凝沉降、压滤等处理，得到清水和滤饼，清水达到工业一级回用水标准循环利用；对于含煤滤饼，采用活化、干燥、粉碎等专有技术处理后生产湿型砂造型用复合粉进行综合利用；对于其它滤饼可以用作陶粒、水泥或建筑砖的原料进行综合利用，从而保证废砂的100%综合利用。
技术效果该技术可实现铸造废砂全量再生循环利用,全部铸造废砂实现再生循环利用，无铸造废砂外排；生产装置无废水、废渣及有机气体排放；生产过程产生的颗粒物排放采取了有效的收集措施，排放量极少；污泥采用太阳能干化后得到可作为外掺料使用的干粉；生产用水经水处理系统处理循环使用；生活污水经处理后达标排放至工业园污水管网，污染物总量排放小；相应噪音设计中采用一定的环保设施，确保噪声符合标准要求。
【精品】铸造潮模旧砂再生应用
【关键字】精品铸造潮模旧砂再生应用铸造潮模旧砂再生应用2011年08月27日重要提醒：系统检测到您的帐号可能存在被盗风险，请尽快查看风险提示，并立即修改密码。
| 关闭网易博客安全提醒：系统检测到您当前密码的安全性较低，为了您的账号安全，建议您适时修改密码立即修改 | 关闭向 30 啊.......奔驰...别闹了摘要：本文介绍了潮模旧砂的再生工艺，以及在生产实践中的应用效果，提出旧砂再生对铸造生产和保护环境的重要性。
关键词：潮模旧砂再生保护环境前言东风汽车有限公司共在四个铸造厂，一个铸造厂在湖北襄樊市，地处平原地区，另外三个铸造厂都在湖北省十堰市，地处山区。
其中三个铸造厂都是国内规模较大的铸造企业，年生产铸件十几万吨，同时也产生十几万吨的铸造废砂。
从建厂三十多年来，襄樊铸造厂的废砂就储存在一块空地上，委托其它公司来处理，处理费用为60元/吨。
十堰市内三个铸造厂都采用填埋的方式处置产生的废砂，从建厂到现在共建造了多座挡砂坝，处置费用也很高。
随着企业用电、水和油成本的上升，废砂的运输和处置成本逐年上升。
国家对环保的要求越来越高，以及钢铁、水泥等材料胀价，每年的废砂处置费用成为企业一个不小的负担。
铸造废砂是铸造用造型潮模砂和树脂砂等的混合物，其中不仅有天然硅砂，还混有5%左右的膨润土，4%左右的煤粉，2%左右的呋喃树脂、酚醛树脂、聚异氰酸酯，以及对甲苯磺酸，氯化胺和金属氧化物等成分复杂的对环境极为有害的化工产品。
这些化工产品会随着雨水渗入地下，长期这样堆存,必然存在污染地下水和土壤的风险，这种风险一旦出现，巨额的污染索赔将给公司造成巨大的经济损失，对环境造成很大的危害。
废砂丢弃不仅对环境造成很大危害，而且也是一种资源浪费。
由于我国品质较好的铸造用硅砂都处在内蒙和河北围场等北方地区以及福建等南方地区，硅砂的供应严重受制于铁路运输，成为各铸造厂的瓶颈口，硅砂价格中80%为运输价格。
不仅如此，在铁路运输紧张时期，为了保证生产，不得以使用数倍于火车运费的汽车运输，铸造生产成本大幅上升。
水玻璃铸造废砂的再生循环利用
水玻璃铸造废砂的再生循环利用但是，水玻璃铸造废弃砂低成本有效再生一直是水玻璃砂型铸造行业的一个的难题，我国废弃水玻璃砂的回收率不超过30%，每年铸造水玻璃砂的废弃量有上千万吨，铸造水玻璃废弃砂堆积如山，不少地方堆弃在深沟河道内，造成不可见的地下水污染。
随着国家对环境保护日趋重视，谁污染谁治理，谁排放谁埋单，主管领导要对污染事件负主要责任等一系列法律政策的执行，废弃物随意倾倒的现象已成为过去。
据查阅，铸造废弃砂回收利用已有众多研究，以树脂自硬砂再生回用最为普遍，树脂砂再生技术在国内已非常成熟和完善。
部分企业也尝试过水玻璃旧砂再生，但因水玻璃旧砂再生技术耗水量大，成本高，再生砂质量差，溃散性恶化，再生砂只能做背砂使用，更不可重复循环使用，导致再生技术根本不可能大量推广。
调研发现，因无法再生处理，排放又占用土地污染环境，一些使用水玻璃砂铸造的企业不得不放弃水玻璃砂铸造技术而使用树脂砂进行铸造，这样不但折合到每吨铸件上的成本要增加200 多元，而且在浇铸时会有很刺鼻的气味。
如果水玻璃铸造废砂能彻底处理，不少企业还是倾向于使用水玻璃铸造方法，成本低，界面友好。
如何对资源综合利用、发展循环经济是摆在铸造行业的一个很值得思考的问题。
工业和信息化部近日也出台了关于铸造企业准入制度，要求采用砂型铸造工艺的企业，必须配备有与企业生产规模相适应的砂处理设备，采用什么技术哪种装备能彻底进行水玻璃铸造废弃砂再生可能一直是困扰铸造企业的一个难题。
机械科学研究总院是国资委直属大型中央企业，在全国拥有十四家控股和直属公司，是全国铸造、焊接、锻压、热处理等方面的归口单位。
下属的沈阳铸造研究所是国内铸造技术和铸造材料研究的专业院所，机械科学研究总院专家团队经过长时间摸索，探索出了可以对水玻璃铸造废砂能彻底处理循环利用的专利技术，项目已获得国家专利6 项，成立了国内首家专业性水玻璃废砂循环利用企业。
水玻璃砂型铸造工艺中需要使用大量的水玻璃砂，传统方式废砂回收利用率仅为20%-30%，该技术采用湿法再生配合微生物处理，经过分拣、破碎、分拣、除杂、浸泡、微生物分解处理、搓洗、脱水烘干、分级再生、除尘、污水处理等一系列工艺，实现了无尘化生产，分粒度级别回收，副产品是铬铁矿砂、铁粉和硅酸钠，污水无排放全部循环利用，回用率达到90%以上。
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铸造循环经济与废覆膜砂的再生利用
铸造循环经济与废覆膜砂的再生利用
1、废覆膜砂再生利用是铸造循环经济发展的重要一环是一种清洁化生产。
（略）
2、废覆膜砂的再生
（1）再生原理：
酚醛树脂砂再生依据原理就是废砂在高温下再生，能使硅砂中晶体形硅的氧化物——石英由α晶形向同一结构变体β晶体转变，降低硅砂热膨胀率。
再生砂使用时，能减少铸件的变形、毛刺等缺陷。
废砂再生时，还使硅砂表面树脂膜燃烧及硅土金属氧化物等杂质剥离，提高硅砂中硅氧键活性。
可使再生砂代替原砂生产覆膜砂时提高包覆性，增加砂强度，防止铸件粘砂和气孔。
表l：石英变体的性质特点：
（2）再生砂的生产过程
沸腾风机沸腾式冷却除尘系统石英微粉斗式提升机烟气排放废砂输送沸腾式焙烧振动破碎废砂预热斗式提升机螺旋给料再生砂储斗高效磁选中间砂斗覆膜砂生产线铁渣
本公司使用的生产线由预处理系统、热法再生装置，除尘系统和电控系统组成。
整个生产线自动化程度高，一般情况下只需1人操作，每小时再生废覆膜砂1.5～2 t。
耗柴油15～20／t。
生产环境清洁，没有黑烟和粉尘。
生产线的预热器和焙烧炉很有特点。
预热器采用立式逆流结构，内部设有缓冲板，砂粒从入口进入，靠自重落下，热烟气在内自下上升，使砂粒得到预热，螺旋给料机使旧砂均匀进入预热器。
焙烧炉采用沸腾床床上加热方式。
本炉由炉体、燃烧系统和鼓风系统等组成。
炉体的4个侧面和顶面用耐火材料砌成，低面为沸腾床。
燃烧系统随燃料种类不同而异，当采
用柴油时，由油泵、控制阀、烧嘴助燃风机等组成。
当采用热煤气时，由煤气发生炉、烧嘴和助燃风机等组成。
砂粒从预热器均匀进入炉内，烧嘴发出的火焰与沸腾的旧砂直接接触，把砂粒加热到设定温度，使表面的树脂膜烧去或烧焦失去粘结力。
经焙烧后的砂粒从一端进入冷却床。
将再生砂储斗与覆膜砂生产线的原砂提升机相接一边生产再生砂一边生产覆膜砂，带有余热再生砂的使用，不但提高了覆膜砂生产效率，还节约了生产覆膜砂所需燃料。
从除尘系统下来的石英微粉配成粘结剂和砂芯修补膏自用。
整个再生过程无二次固体物排放。
（3）再生砂分级
为节约能源，避免过度再生，我们根据再生砂用途不同，将再生砂分为三个层级，分别在第一级600℃～650℃。
，第二级700℃～750℃，第三级850℃以上三个温度控制区域进行废砂再生。
将再生砂分级使再生过程更加有目标性的控制。
便于生产和减少成本。
这一理念是我们首次提出，并在废砂再生生产中有长达一年的生产实践。
3、再生砂在覆膜砂生产中的使用
表2：再生砂与原砂性能对比表
再生砂与原砂都是用于树脂砂加工或铸造造型，通过性能指标对比表可以看出。
再生砂的使用性能比原砂有显著提高。
（1）热膨胀降低
废壳型（芯）砂经过浇铸后，有一部分接触铁水的原砂已发生相变，经再生后，此时的砂已基本完成，膨胀率从1．3％～1．5％降至0．5％。
硅砂高温膨胀率的降低，
可以消除或减少铸件某些缺陷，这也是当代铸造生产的热门课题。
砂型铸造中，在型砂中加入煤粉，在壳型（芯）中加氧化铁粉其主要作用是减缓砂粒膨胀，高温下煤粉燃烧，为砂粒留出一定的膨胀空间，高温下易熔的氧化铁粉熔化，可流向砂粒不变阻的空间。
因此这些材料起到减缓砂粒膨胀的作用，减少了铸件产生的砂眼、变形等缺陷。
所以使用低膨胀率的再生砂用于精密铸件生产，在提高铸件品质的同时，还因减少附加材料而降低了生产成本。
（2）发气性降低
经过再生的砂碱土金属氧化物及有机物减少，发气量降低至O．5ml／g，仅是原砂的八分之一，发气量是形成铸件气孔的主要原因，因此也是铸造材料的必测项目。
树脂砂生产中一直在研究如何降低发气量，国内一般采取降低树脂加入量及其有机附料的方法。
在保证用户强度要求前提下，目前发气量从过去的30ml／g以上降低到现在的16—18ml／g。
在此基础上树脂加入量不再降低。
再生砂由于发气杂质的基本去除可使树脂砂发气降至12ml／g以下。
使用再生砂的树脂砂性能得到改善，减少铸件气孔的发生。
（3）提高粘结强度，减少酚醛树脂用量。
再生砂其二氧化硅硅氧键活性增强，使酚醛树脂的包覆性能提高，从而提高砂与树脂之间的粘接强度，有助于防止铸件粘砂。
用再生砂生产出的覆膜砂比原砂在技术指标相同情况下，可降低树脂用量的10％～15。
同样相同树脂加入量再生砂与原砂的强度比为1．12：1以上。
铸造生产中，树脂量的减少改善了生产环境，树脂砂强度提高可以减少砂芯断裂、型面裂纹等现象。
（4）流动性增加
废砂在再生炉内进行沸腾焙烧过程的相对摩擦、挤压和撞击提高了砂表面圆整度，生产出的覆膜砂流动性也相应提高，使用时砂芯或砂型填充度显著改善。
表3：加入2.0％酚醛树脂配成覆膜砂测试数据
4、结论
（1）铸造业者应充分认识到废覆膜砂对环境的严重危害，铸造发展应与我国可持续发展战略相适应，要自觉遵守国家颁布的法律和条例。
使铸造业成为我国循环经济一环。
（2）用再生砂生产的覆膜砂比普通覆膜砂具有良好的使用性能。
（3）使用覆膜砂的铸造厂可以改善制芯或造型质量，提高铸件水平，降低废品率。