論熱處理的節能與環保

2022-12-20 02:57:03 字數 2222 閱讀 1465

隨著我國經濟的發展,製造業中的熱處理數量伴隨著製造業的發展也與日俱增,有報道稱到21世紀初期熱處理將佔鋼材總量的40%以上,但又因熱處理是以爐窯加熱使金屬組織變化而改善製件效能的特殊加工,其能耗之高,汙染之大可想而知。世界工業發展證實,製造技術的先進性是產品競爭能力的保證。其熱處理技術的先進程度,則是保證機械產品捏的關鍵因素,但現今我國機械產品與世界先進水平之間存在差距在20年以上,其熱處理生產技術十分落後,生產裝置與世界先進水平有三四十年之差距,其耗電平均每噸比日本、歐美多2~3倍,並且熱處理行業的清潔生產未開展三廢排放,汙染環境相當嚴重,故加強熱處理的環保及節能生產已是製造業中的當務之急,下面就此談談幾點看法。

1加強熱處理專業化生產

我國目前大而全、小而全、萬能型、不協作型,封閉型的企業處處可見,即在乙個工廠內均設定鑄、鍛、電鍍、熱處理、模具製造、供熱採暖、運輸等共用性極強的車間、工段或班組,因而產品質量欠佳,任務不飽和、生產效率低,裝置利用率極低,能耗、物耗、汙染大增等。據資料介紹我國現有熱處理廠點11000個左右,在職人員15萬人,與美國比較,勞動生產率、專業化廠數、利潤,年營業額等美國均比我國高出10倍。而年耗電額低於我國50%。

為此,國家提出開展專業化生產調整,撤消生產不飽和,技術條件差,能耗汙染大的工廠,建立專業熱處理廠和生產協作點,提高裝置利用率。現已撤消了一批各方面極差的廠點,建立了40多個熱處理專業廠點和450多個協作點,使能耗大幅度下降。我國某光學儀器廠未專業化前,熱處理電耗達3000kw/h,而專業化後下降到800kw/h,裝置利用率提高35%,生產率提高45%,取得了明顯的經濟效益和社會效益。

2大力推廣新型淬火介質

目前,我國在熱處理過程中仍普遍採用的礦物油、一定此例的氯化鈉水溶液及硝鹽溶液為冷卻介質。而國外在熱處理過程中已普遍推廣和應用有機物和無機物等配製而成的水溶性聚合物淬火介質,以及淬火油改性新增劑,由於其冷卻能力可調整,使用中濃度測定簡便具有防止淬裂,減少變形,不鏽蝕,無味,無煙霧,不著火,使用溫度高,環保等特點,同時成本大幅度降低,產品合格率大大提高。我國一機械廠採用新型的pag淬火取代30油淬火後,成本由原來的20000元/年降至9000元/年,合格率由92%提高97%。

同時,成本下降20%,並免除高溫中揮發的汙染。所以,我國熱處理過程中應加快推廣新型的淬火介質。

3更換傳統材料,採用新鋼種

有資料報道,某廠曾作如下實驗,五十鈴汽車的前軸採用非調質鋼,並免去原來採用45#鋼830℃,加熱+保溫+淬火油+高溫回火的工序後,按規範試驗橫向、縱向、街彎曲疲勞實驗各30萬次、50萬次和100萬次的迴圈再加3萬公里路試後各項均達標,比採用傳統45#鋼每根鍛造成本下降60元,年節約採購成本150萬元左右,所以說以新鋼種取代傳統鋼製造同樣的零件,可降低物耗、能耗並減少汙染。

4採用感應加熱

眾所周知,在滿足技術要求,保證質量的前提下,減少鹽浴爐加熱是節能、**汙染的有效方法。如:以氯化鋇為主經過多種化學鹽類溶化後,對金屬進行加熱,雖然有加熱速度快,可防止氧化,溫度均勻等特點,但由於鹽霧影響溫控極難準確,並且操作欠安全,更重要的是由氯化鋇高溫加熱會產生嚴重的有害氣體、煙塵及鹽渣等汙染,而採用感應加熱的新裝置效能可達到標準,且不產生有害氣體的汙染。

我們曾進行過實驗,用鋼鋸條感應加熱和鹽浴爐淬火相比,前者可獲針狀馬氏體組織,衝擊韌性提高20%,並免除了汙染。

5採用振動時效及形變處理

金屬製造件為了消除其殘餘應力,使其穩定尺寸及金屬組織,防止變形及開裂,傳統工藝均採用爐窯低溫加熱時效。為此不但成本高,周期長,且伴隨長時間加熱不可避免地造成環境汙染及電耗增大。為此,國外利用不同頻率產生的多諧波共振原理製造的多型振動時效系列電腦控制裝置,不但徹底**爐窯加熱汙染,且可節能,故我國應改進傳統工藝採用新的工藝。

另一方面我們應將鍛造、熱軋、鑄造及熱處理工序有機的結合在一起,用其餘熱進行處理,這不但可減免重複加熱,提高裝置利用率,縮短生產週期,且可節能,降低成本,提高製件的綜合性能及質量,更為明顯的是減少汙染有利於環保。有資料報道,作這一實驗,一拖拉機零件原鍛造後使其自然冷卻,再重新加熱保溫+介質冷卻的淬火處理,其平均電耗為1.25kw·h/件,而現鍛造後作其餘熱淬處理,可免去再加熱工序,按20萬件年計算,可節電2.

5萬kw·h/年,更可喜的是因消除重新加熱汙染,取得了很好的效益。

6研究新工藝,採用新裝置

隨著科技的不斷發展,要求我們不斷研究熱處理的新工藝、新裝置。各種節能、高效、環保熱處理新裝置的應用是今後製造業發展趨勢。如利用高頻和超高頻脈衝及雷射熱處理裝置,電子束熱處理,離子轟擊化學熱處理及計算機的應用都為提高熱處理水平開拓了廣闊的空間。

總之,現今的製造業中,熱處理必須走社會化、專業化之路,採用高新工藝技術、新型裝置與材料,不斷提高環保與節能意識,是熱處理今後發展的方向。

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