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热处理节能技术

  • 分类:工业节能
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  • 来源:
  • 发布时间:2013-11-03 09:29

热处理节能技术

 

  各类热处理所能达到的能量密度及转换效率

  类型能量密度(W/cm)能量转换效率(%)

  电阻加热1033-34

  盐浴,流动粒子加热200

  感应加热500-100055-90

  电子磨加热108-10875-90

  激光加热108-108(最高1011)7-15

  控制热处理节能环节促进企业可持续发展

  陈峰

  2005年7月

  最近,国务院发出《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》,《通知》从节能、节水、节材、节地和资源综合利用五个方面提出了建设节约型社会的重点工作。它是贯彻落实科学发展观的重大部署,我们一定要从实现全面建设小康社会宏伟目标和中华民族伟大复兴的战略高度,充分认识建设节约型社会的重要性和紧迫性。下大气力控制热处理节能各环节,促进企业可持续发展。

  从企业具体情况看,我们必须首先在理论上要搞清热处理节能的概念,然后通过熟悉并控制热处理节能的环节,坚持不懈,才能达到“强本而节用,则天不能贫”之境界。

  一、热处理节能的概念

  热处理操作是通过加热和冷却来完成其工艺过程的。为此,需要把电力转化为热能来加热工件,这就出现了在加热工件的过程中,有多少能源(热能)是施加到工件上并被吸收,有多少能源(电能)是在加热过程中损失掉了的问题。通常称前者为有效热,后者为热损失,有效热与投入的总能量之比称热效率。有效利用的能源与投入的总能量之比称能源利用率。

  节能的本质就是提高能源利用率,提高热效率,达到消耗最少能源的目的。

  热处理节能的主要环节是:

  1、所实施的热处理工艺是否达到热处理目的而又是消耗最小有效热的工艺。

  2、施加热能于工件的设备是否高热效率。

  3、实施热处理工艺及使用热处理设备的操作是否造成热能额外损失。

  4、热处理工艺及设备的运行是否能准确地执行,而不偏离理想状态,不造成热能的附加消耗。

  5、是否最有效的组织和管理生产,最有效利用生产设备,减少设备工作时和非工作时的能源消耗。

  由此可见,热处理节能贯穿在热处理生产的各个环节,热处理节能要依靠各环节的技术进步,包括新的工艺、材料、设备、操作和管理技术。

  二、热处理节能的基本策略

  从产品能耗的观点出发,节能有其基本策略,即:

  1、能源施加的对象和处理时间最小化原则

  1)局部替代整体热处理;

  2)表面“透烧”加热;

  3)优化工艺,缩短加热时间和减少热处理工序;

  2、能源转化过程最短化原则

  1)直接加热替代间接加热。如:感应加热、离子加热;

  2)高能束热处理替代一般热处理。如:激光、电火花、超高频感应热处理;

  3、能源利用效率最佳化原则

  1)采用高效率的热处理炉;

  2)减轻炉内耐热金属构件及工夹具;

  3)采用耐火纤维或轻质砖炉衬,减少炉子散热和蓄热损失;

  4、余热利用最大化原则

  1)锻造、铸造余热热处理;

  2)采用高效率换热器回收废余热预热工件;

  3)各设备间热能综合利用;

  三、现场工作中节能要领(经营工作人员和调度尤其要注意)

  1、审定热处理技术要求:认真分析客户产品服役条件,审查该技术要求的合理性,确定能满足服役条件要求又能节约的工艺。例如:渗碳层厚度降低40%,渗碳处理就可能节能30%。

  2、确定热处理工艺路线及工艺方法。例如:材料选用,渗C后是否直接淬火。

  3、热处理设备的选用(调度):选用的热处理设备应在满足工艺要求的基础上,应有较高的生产率、热效率和低能耗。通常,当产品有足够批量时,选用H320比H250节能。但出炉次数太多或工件形状简单的轴类件,应用H150比较节能。

  4、热处理工艺节能(在有把握情况下再采用)

  1)加热温度

  热处理加热温度是由钢材的特性决定的,它常允许在一个温度范围内变动,适当降低温度可节能。例如:40Gr调质轴用油淬,那么加热温度需用860℃;而用水—空淬,则可取840℃加热。

  2)亚温淬火(由专门工艺人员掌握)

  3)对渗层要0.5mm左右的工件,用渗C则需加热温度920℃左右而改用碳--氮共渗,则只需加热到850℃左右。

  4)加热时间:截面相近的工件同炉,有利节能。

  5)热炉装炉

  6)工件表面黑化处理。

  5、热处理设备节能

  对一个节能的热处理炉的基本要求是:有较大的炉底(或炉膛)有效利用面积率,有均匀的温度场,有较高的装载量,炉内加热元件,炉膛对工件有良好的传热效果,可缩短工件加热时间;较好的保温能力和较少的热损失,有较高的热效率。另外,要有方便的进出炉装置,以减少操作施工过程中的热损失。

  6、热处理工辅具的节能

  工装夹具、料筐、料盘随炉升温要吸收能源,产生不必要的消耗。另外,工辅具自身经过烧损报废,又产生出消耗,因此,在保证工艺正常进行的前提下,应尽量减少它们的使用。

  7、生产管理节能(重点)

  通常认为,自然、劳动和资本是生产的三要素。自然主要指能源和原材料;资本指投入生产的资金和机器设备;劳动即是人从事生产经营活动,一切生产经营运行都在于处理三者的关系。

  从节能的角度讲,一个合理的生产活动,应投入资金选用能耗最低的工艺设备,以替代能耗高的设备和劳动量大的操作。组织操作者最有效的利用设备,使能源和原材料得到最充分的利用,获得性能优良的产品,这就是生产管理最基本的原则。

  1)生产管理的基本任务是:

  ①避免违反工艺及设备操作规程的操作,以免造成人为的失误,以减少产品废品率和返工率。

  ②提高设备利用率、设备运行率和热效率。

  ③杜绝或减少除产品生产工艺所需要的能源以外的能源消耗,减少非工艺操作和非工艺操作时间的能源浪费。如:开炉前没检查,升(保)温中途停炉现象。

  ④统计和考核生产中的能耗,对比行业能耗指标,进行整改管理。

  2)生产节能管理的基本措施

  ①建立节能的管理体制

  A、成立专班小组,设立负责人;

  B、设立目标,定计划定指标;(涉及到工艺操作、设备、生产岗位等)

  C、组织宣传,提高节能意识;

  D、定期检查,实行奖罚制度;

  ②生产调度

  A、尽量使热处理炉连续开炉,提高设备利用率;

  B、合理选择炉型,合理调剂工厂产品进度,同温度回火可在全厂范围协调;

  C、生产前准备阶段要充分,生产指令要清晰明确;

  ③设备维护和保养

  A、定期维修设备,检查炉衬破损、炉门(盖)密封损坏时会增大热损失;

  B、电器维护,减少电器故障造成的停炉产生的能源损失;

  C、台车、行车装置的维护,减少进出炉不便造成的能耗;

  D、计量仪表的监测及维护,避免检测失误,导致返工(报废)造成的能耗;

  ④节能分析

  A、定期对各设备、产品施工和生产车间进行热平衡分析,找出能源;浪费的根源;

  B、进行热处理生产成本计算

  C、分析设备的单耗;

  ⑤提出节能决策,根据分析,提出节能技术方案

  总之,节约是基本国策,是全面建设小康社会的重要保障,是贯彻落实科学发展观的必然要求,是企业可持续发展的重要措施。望公司每位员工,从现在做起,从我做起,从点滴做起,节约每一度电、每一滴水,为促进经济社会全面协调可持续发展而努力奋斗!

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