機(jī)械制造熱處理節(jié)能問題探討

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摘要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都在快速壯大，但同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成極大損害，以大量消耗能源為代價(jià)。因此，節(jié)能降耗成為衡量行業(yè)發(fā)展的重要指標(biāo)，更是各行業(yè)必須遵守的基本準(zhǔn)則。機(jī)械制造不但要消耗大量鋼鐵、石油等各種原材料，而且生產(chǎn)過程要大量耗能和排污，必然會(huì)影響到環(huán)境衛(wèi)生。在機(jī)械制造中，熱處理屬于重要工藝，具有高耗能的特征，探討熱處理節(jié)能是機(jī)械制造業(yè)的重要課題。本文闡述了節(jié)能降耗的意義，對(duì)熱處理節(jié)能現(xiàn)狀及問題進(jìn)行探討，并提出加強(qiáng)熱處理節(jié)能的措施建議，以期為企業(yè)開展節(jié)能降耗提供啟示和借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；熱處理；節(jié)能

1節(jié)能降耗的重要意義

一直以來，節(jié)能降耗都是各個(gè)行業(yè)關(guān)注的重要課題，自然熱處理方面也不例外。在熱處理中節(jié)能將要具有重要意義，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.1有利于持續(xù)發(fā)展

在熱處理過程中會(huì)消耗大量原材料和能源，尤其是能源屬于不可再生的資源，過度使用必然導(dǎo)致地球資源越來越緊張。如果對(duì)能源無節(jié)制的利用，必然有消耗殆盡的一天，到時(shí)人們會(huì)面臨著能源危機(jī)。因此，必須要認(rèn)清能源缺乏的弊端，要節(jié)約能源，不斷開發(fā)再生能源，才能夠促進(jìn)熱處理行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1.2有利保護(hù)環(huán)境

在熱處理過程中，需要消耗大量能源，這些能源無論是開展還是利用，都需要付出巨大代價(jià)，而且還會(huì)破壞自然環(huán)境，比如在消耗過程散發(fā)出各種氣體和灰塵，必定會(huì)污染環(huán)境；在熱處理過程節(jié)約能源，能夠有效降低能源的開發(fā)及利用，保護(hù)地球環(huán)境，為保護(hù)大自然貢獻(xiàn)力量。

1.3有利提高人們保護(hù)環(huán)境的意識(shí)

地球是人們共同家園，大自然是人們共同生活的環(huán)境?，F(xiàn)實(shí)生活中，人們吃住都與大自然具有密切聯(lián)系。尤其是能源，更是推動(dòng)人們生活走向美好的途徑。因此，人們必須要高度重視節(jié)能降耗，降低能源利用，保護(hù)環(huán)境，才能為生活提供一個(gè)良好環(huán)境。也只有節(jié)能降耗，才能夠過上幸福美好的生活。事實(shí)上，能源是人們生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類社會(huì)前進(jìn)必須需要優(yōu)質(zhì)能源為基礎(chǔ)，只有節(jié)能降耗才能夠促進(jìn)熱處理行業(yè)快速發(fā)展，才能為人們提供一個(gè)穩(wěn)定的生存空間。

2機(jī)械制造熱處理的能耗分析

從我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)來看，目前熱處理相關(guān)設(shè)備已經(jīng)超過18萬臺(tái)，電爐占據(jù)大約90%，而可控氣氛爐、感應(yīng)加熱爐等無氧設(shè)備僅僅占據(jù)20%以下，許多企業(yè)依然使用普通箱式爐、鹽浴爐等方式進(jìn)行生產(chǎn)。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，熱處理早已朝著智能化、柔性化控制方式發(fā)展，但是我國(guó)大多數(shù)還是依靠人工經(jīng)驗(yàn)，采用人工操作。因歷史原因，許多企業(yè)依然還是采用傳統(tǒng)模式，熱處理上還未形成產(chǎn)業(yè)化、社會(huì)化及規(guī)模化。因此，熱處理生產(chǎn)效率不高，與美國(guó)相比差距大約20多倍，設(shè)備負(fù)荷率和利用率不到30%，但是能耗上比美國(guó)超出大約40%。機(jī)械制造自身屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，能耗占據(jù)總能耗大約1/4；機(jī)械制造能耗占據(jù)工業(yè)總能耗大約60%。與許多發(fā)達(dá)國(guó)家比較，相同能耗基礎(chǔ)上產(chǎn)量大約為我國(guó)5倍。在熱處理上，我國(guó)平均電耗（單位為kW•h/t）約為733，歐美國(guó)家才為400，日本僅僅為300；比如處理1t工件耗電量相比較，我國(guó)大約是歐美和日本的2倍。從這些統(tǒng)計(jì)來看，我國(guó)熱處理對(duì)能源的浪費(fèi)非常大，節(jié)能還有巨大的空間。因此，探討如何節(jié)能非常必要。

3機(jī)械制造熱處理節(jié)能的問題分析

從熱處理現(xiàn)在來看，高能耗及重污染現(xiàn)象比較嚴(yán)重，必然會(huì)影響熱處理節(jié)能的效果。從機(jī)械制造熱處理現(xiàn)狀來看，在節(jié)能方面還存在如下一些問題：

3.1熱處理能耗大，影響能源利用率

雖然國(guó)家在不斷強(qiáng)調(diào)與要求節(jié)能減排，但是在各種因素影響下熱處理相關(guān)設(shè)備更新?lián)Q代速度緩慢。大多數(shù)能耗降低約600（kW•h/t），一些大型企業(yè)、國(guó)營(yíng)企業(yè)節(jié)能效果相對(duì)較好，基本能夠控制到500-800（kW•h/t）；但是從發(fā)達(dá)國(guó)家來看，許多國(guó)家都達(dá)到300-450（kW•h/t）；從平均能耗比較來看，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家依然存在差距，相差大約達(dá)到2-3倍。

3.2少無氧化熱處理設(shè)備利用率不高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重

從熱處理現(xiàn)狀來看，許多企業(yè)不但設(shè)備更新?lián)Q代較慢，而且少無氧化熱處理設(shè)備利用率不高。從相關(guān)統(tǒng)計(jì)來看，機(jī)械制造進(jìn)行熱處理過程中，少無氧化熱處理設(shè)備利用率不高，利用率為30%；但是發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用率高達(dá)80%-90%。從我國(guó)實(shí)際情況來看，大多數(shù)企業(yè)熱處理工藝上依然采取傳統(tǒng)模式，處理過程產(chǎn)生大量煙塵、碳黑等各種廢氣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而且采用這種模式，金屬氧化燒損比較高，大約占據(jù)金屬本體重量3%，外加鋼材表面的脫碳處理也要浪費(fèi)鋼材，每年算下來就是一筆很大數(shù)字，浪費(fèi)非常大。

4優(yōu)化機(jī)械制造熱處理節(jié)能的對(duì)策建議

從前面分析來看，在熱處理過程中雖然不斷提高節(jié)能效果，但是與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家比較還存在一定差距，雖然看似為技術(shù)水平所致。但是，筆者認(rèn)為要提高熱處理節(jié)能，不能只局限在提高技術(shù)水平上，還應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)械制造企業(yè)管理能力。

4.1加強(qiáng)熱處理節(jié)能管理

事實(shí)上，任何操作程序都是由人來完成，自然管理也就成為發(fā)展的根本，成為技術(shù)革新基礎(chǔ)。如果管理水平不高，即便引入世界上最先進(jìn)的工藝和技術(shù)，都可能因人為因素影響而無法發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的作用。因此加強(qiáng)熱處理節(jié)能問題處理時(shí)，管理非常重要，應(yīng)建立健全的考核體系，制定熱處理制度、效益考核等各種制度，以制度為保障，有制度可依，有制度必依，通過制度嚴(yán)格控制各種參數(shù)，控制耗能的流向，而且采取獎(jiǎng)懲制度來調(diào)動(dòng)員工參與節(jié)能的積極性。同時(shí)，在日常管理中還應(yīng)舉辦以氣、電、水等為主題的技改活動(dòng)，以節(jié)能為主旨，通過技改有效開展節(jié)能活動(dòng)，對(duì)作出突出貢獻(xiàn)員工給與物質(zhì)和精神獎(jiǎng)勵(lì)，提高員工科技創(chuàng)新積極性。

4.2引入新技術(shù)，推動(dòng)節(jié)能降耗

首先，盡可能使用新能源，以各種清潔能源為燃料，采用新能源替代污染較大的燃料，比如煤炭；如果條件允許，還可考慮采用天然氣為燃料。如果技術(shù)條件成熟，熱效率能夠超過50%，比煤電的熱效率超過近1倍。而熱處理爐，直接燃燒能夠得到30%以上的熱效率，而且其煙道氣廢熱還能夠用來干預(yù)熱燃燒，用回火爐加熱、淬火油加熱等各種用途，有效提高絕對(duì)熱利用率，其利用率最終能夠達(dá)到80%以上，具備節(jié)能環(huán)保的雙重優(yōu)勢(shì)。其次，加強(qiáng)科研，推廣節(jié)能新工藝和新設(shè)備；在熱處理過程中，盡可能采用節(jié)能新技術(shù)。結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，估量采用新技術(shù)的成本和代價(jià)，總體而言應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面因素：從整機(jī)和零件的實(shí)況入手，合理制定熱處理工藝；應(yīng)該采用高技術(shù)就必須要采用高技術(shù)，可用一般技術(shù)替代之處不能盲目追求，應(yīng)將工藝與零件功能密切配合；還要結(jié)合具體零件與材料，盡可能選用先進(jìn)的處理技術(shù)，以此獲取節(jié)能、優(yōu)質(zhì)及高效率的效果，充分挖掘材料特征。最后，要以新技術(shù)改善生產(chǎn)環(huán)境；隨著技術(shù)快速發(fā)展，目前新技術(shù)種類較多。比如真空加熱處理技術(shù)，這種技術(shù)在低于或等于10-5負(fù)壓空間中，加熱預(yù)處理件的方法。感應(yīng)加熱處理技術(shù)，這種技術(shù)就是利用電磁感應(yīng)原理，在工件表面發(fā)生渦流被加熱。激光束、離子束表面技術(shù)，依靠高能束對(duì)處理件表面快速加熱，從而實(shí)現(xiàn)熱處理。這種方式與燃燒加熱比較，沒有煙塵等各種污染，屬于一種環(huán)保清潔的技術(shù)。在機(jī)械制造業(yè)中，熱處理屬于重要工序，其處理效果好壞直接影響到最終產(chǎn)品質(zhì)量。因此，必須要高度重視熱處理的節(jié)能效果。應(yīng)該從熱處理節(jié)能現(xiàn)狀中分析存在問題，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況有針對(duì)性進(jìn)行改進(jìn)和完善，引入高新工藝技術(shù)，不斷開發(fā)高端熱處理設(shè)備。尤其要轉(zhuǎn)變觀念，學(xué)習(xí)與借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，樹立可持續(xù)綠色發(fā)展理念，建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)意識(shí)形態(tài)，不斷提高節(jié)能減排的效果，優(yōu)化企業(yè)機(jī)械制造，促進(jìn)熱處理達(dá)到清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排及優(yōu)質(zhì)高效的整體要求。

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作者：羅麗霞 單位：山西省平遙縣新產(chǎn)品開發(fā)科研所