淺論熱處理的節(jié)能與環(huán)保
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yflwzj 發(fā)布時間：2013-01-07 08:16:15
隨著我國經濟的發(fā)展，制造業(yè)中的熱處理數量伴隨著制造業(yè)的發(fā)展也與日俱增，有報道稱到21世紀初期熱處理將占鋼材總量的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制件性能的特殊加工，其能耗之高，污染之大可想而知。世界工業(yè)發(fā)展證實，制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后，生產設備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，并且熱處理行業(yè)的清潔生產未開展三廢排放，污染環(huán)境相當嚴重，故加強熱處理的環(huán)保及節(jié)能生產已是制造業(yè)中的當務之急，下面就此談談幾點看法。
1 加強熱處理專業(yè)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(yè)處處可見，即在一個工廠內均設置鑄、鍛、電鍍、熱處理、模具制造、供熱采暖、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，設備利用率極低，能耗、物耗、污染大增等。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(yè)化廠數、利潤，年營業(yè)額等美國均比我國高出10倍。而年耗電額低于我國50%。為此，國家提出開展專業(yè)化生產調整，撤消生產不飽和，技術條件差，能耗污染大的工廠，建立專業(yè)熱處理廠和生產協作點，提高設備利用率。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(yè)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(yè)化前，熱處理電耗達3000kW/h，而專業(yè)化后下降到800kW/h，設備利用率提高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采用的礦物油、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制而成的水溶性聚合物淬火介質，以及淬火油改性添加劑，由于其冷卻能力可調整，使用中濃度測定簡便具有防止淬裂，減少變形，不銹蝕，無味，無煙霧，不著火，使用溫度高，環(huán)保等特點，同時成本大幅度降低，產品合格率大大提高。我國一機械廠采用新型的pAG淬火取代30油淬火后，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%，并免除高溫中揮發(fā)的污染。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，采用新鋼種
有資料報道，某廠曾作如下實驗，五十鈴汽車的前軸采用非調質鋼，并免去原來采用45#鋼830℃，加熱+保溫+淬火油+高溫回火的工序后，按規(guī)范試驗橫向、縱向、街彎曲疲勞實驗各30萬次、50萬次和100萬次的循環(huán)再加3萬公里路試后各項均達標，比采用傳統45#鋼每根鍛造成本下降60元，年節(jié)約采購成本150萬元左右，所以說以新鋼種取代傳統鋼制造同樣的零件，可降低物耗、能耗并減少污染。
4 采用感應加熱
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(jié)能、根除污染的有效方法。如：以氯化鋇為主經過多種化學鹽類溶化后，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，但由于鹽霧影響溫控極難準確，并且操作欠安全，更重要的是由氯化鋇高溫加熱會產生嚴重的有害氣體、煙塵及鹽渣等污染，而采用感應加熱的新設備性能可達到標準，且不產生有害氣體的污染。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，沖擊韌性提高20%，并免除了污染。
5 采用振動時效及形變處理
金屬制造件為了消除其殘余應力，使其穩(wěn)定尺寸及金屬組織，防止變形及開裂，傳統工藝均采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(huán)境污染及電耗增大。為此，國外利用不同頻率產生的多諧波共振原理制造的多型振動時效系列電腦控制設備，不但徹底根除爐窯加熱污染，且可節(jié)能，故我國應改進傳統工藝采用新的工藝。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，用其余熱進行處理，這不但可減免重復加熱，提高設備利用率，縮短生產周期，且可節(jié)能，降低成本，提高制件的綜合性能及質量，更為明顯的是減少污染有利于環(huán)保。有資料報道，作一實驗，一拖拉機零件原鍛造后使其自然冷卻，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，而現鍛造后作其余熱淬處理，可免去再加熱工序,按20萬件年計算，可節(jié)電2.5萬kW·h/年，更可喜的是因消除重新加熱污染，取得了很好的效益?！?nbsp; 6 研究新工藝，采用新設備
隨著科技的不斷發(fā)展，要求我們不斷研究熱處理的新工藝、新設備。各種節(jié)能、高效、環(huán)保熱處理新設備的應用是今后制造業(yè)發(fā)展趨勢。如利用高頻和超高頻脈沖及激光熱處理設備，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，現今的制造業(yè)中，熱處理必須走社會化、專業(yè)化之路，采用高新工藝技術、新型設備與材料，不斷提高環(huán)保與節(jié)能意識，是熱處理今后發(fā)展的方向。
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