機械制造熱處理節(jié)能問題分析及對策研究

關鍵詞：機械制造；熱處理；節(jié)能

一直以來，節(jié)能降耗都是各個行業(yè)關注的重要課題，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，具體體現在如下幾個方面：

1.1有利于持續(xù)發(fā)展

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

1.2有利保護環(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，而且還會破壞自然環(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，保護地球環(huán)境，為保護大自然貢獻力量。

1.3有利提高人們保護環(huán)境的意識

地球是人們共同家園，大自然是人們共同生活的環(huán)境�，F實生活中，人們吃住都與大自然具有密切聯系。尤其是能源，更是推動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，保護環(huán)境，才能為生活提供一個良好環(huán)境。也只有節(jié)能降耗，才能夠過上幸福美好的生活。事實上，能源是人們生存的物質基礎。人類社會前進必須需要優(yōu)質能源為基礎，只有節(jié)能降耗才能夠促進熱處理行業(yè)快速發(fā)展，才能為人們提供一個穩(wěn)定的生存空間。

從我國機械制造行業(yè)來看，目前熱處理相關設備已經超過18萬臺，電爐占據大約90%，而可控氣氛爐、感應加熱爐等無氧設備僅僅占據20%以下，許多企業(yè)依然使用普通箱式爐、鹽浴爐等方式進行生產。在許多發(fā)達國家，熱處理早已朝著智能化、柔性化控制方式發(fā)展，但是我國大多數還是依靠人工經驗，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業(yè)化、社會化及規(guī)模化。因此，熱處理生產效率不高，與美國相比差距大約20多倍，設備負荷率和利用率不到30%，但是能耗上比美國超出大約40%。機械制造自身屬于高耗能產業(yè)，能耗占據總能耗大約1/4；機械制造能耗占據工業(yè)總能耗大約60%。與許多發(fā)達國家比較，相同能耗基礎上產量大約為我國5倍。在熱處理上，我國平均電耗（單位為kW•h/t）約為733，歐美國家才為400，日本僅僅為300；比如處理1t工件耗電量相比較，我國大約是歐美和日本的2倍。從這些統(tǒng)計來看，我國熱處理對能源的浪費非常大，節(jié)能還有巨大的空間。因此，探討如何節(jié)能非常必要。

從熱處理現在來看，高能耗及重污染現象比較嚴重，必然會影響熱處理節(jié)能的效果。從機械制造熱處理現狀來看，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

雖然國家在不斷強調與要求節(jié)能減排，但是在各種因素影響下熱處理相關設備更新換代速度緩慢。大多數能耗降低約600（kW•h/t），一些大型企業(yè)、國營企業(yè)節(jié)能效果相對較好，基本能夠控制到500-800（kW•h/t）；但是從發(fā)達國家來看，許多國家都達到300-450（kW•h/t）；從平均能耗比較來看，我國與發(fā)達國家依然存在差距，相差大約達到2-3倍。

3.2少無氧化熱處理設備利用率不高，資源浪費嚴重

從熱處理現狀來看，許多企業(yè)不但設備更新換代較慢，而且少無氧化熱處理設備利用率不高。從相關統(tǒng)計來看，機械制造進行熱處理過程中，少無氧化熱處理設備利用率不高，利用率為30%；但是發(fā)達國家應用率高達80%-90%。從我國實際情況來看，大多數企業(yè)熱處理工藝上依然采取傳統(tǒng)模式，處理過程產生大量煙塵、碳黑等各種廢氣，對環(huán)境造成嚴重污染。而且采用這種模式，金屬氧化燒損比較高，大約占據金屬本體重量3%，外加鋼材表面的脫碳處理也要浪費鋼材，每年算下來就是一筆很大數字，浪費非常大。

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，但是與國外先進國家比較還存在一定差距，雖然看似為技術水平所致。但是，筆者認為要提高熱處理節(jié)能，不能只局限在提高技術水平上，還應該加強機械制造企業(yè)管理能力。

4.1加強熱處理節(jié)能管理

事實上，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，成為技術革新基礎。如果管理水平不高，即便引入世界上最先進的工藝和技術，都可能因人為因素影響而無法發(fā)揮先進技術的作用。因此加強熱處理節(jié)能問題處理時，管理非常重要，應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，通過制度嚴格控制各種參數，控制耗能的流向，而且采取獎懲制度來調動員工參與節(jié)能的積極性。同時，在日常管理中還應舉辦以氣、電、水等為主題的技改活動，以節(jié)能為主旨，通過技改有效開展節(jié)能活動，對作出突出貢獻員工給與物質和精神獎勵，提高員工科技創(chuàng)新積極性。

4.2引入新技術，推動節(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，有效提高絕對熱利用率，其利用率最終能夠達到80%以上，具備節(jié)能環(huán)保的雙重優(yōu)勢。其次，加強科研，推廣節(jié)能新工藝和新設備；在熱處理過程中，盡可能采用節(jié)能新技術。結合企業(yè)實際情況，估量采用新技術的成本和代價，總體而言應考慮如下幾個方面因素：從整機和零件的實況入手，合理制定熱處理工藝；應該采用高技術就必須要采用高技術，可用一般技術替代之處不能盲目追求，應將工藝與零件功能密切配合；還要結合具體零件與材料，盡可能選用先進的處理技術，以此獲取節(jié)能、優(yōu)質及高效率的效果，充分挖掘材料特征。最后，要以新技術改善生產環(huán)境；隨著技術快速發(fā)展，目前新技術種類較多。比如真空加熱處理技術，這種技術在低于或等于10-5負壓空間中，加熱預處理件的方法。感應加熱處理技術，這種技術就是利用電磁感應原理，在工件表面發(fā)生渦流被加熱。激光束、離子束表面技術，依靠高能束對處理件表面快速加熱，從而實現熱處理。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。在機械制造業(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品質量。因此，必須要高度重視熱處理的節(jié)能效果。應該從熱處理節(jié)能現狀中分析存在問題，結合企業(yè)實際情況有針對性進行改進和完善，引入高新工藝技術，不斷開發(fā)高端熱處理設備。尤其要轉變觀念，學習與借鑒國內外先進技術，樹立可持續(xù)綠色發(fā)展理念，建立循環(huán)經濟意識形態(tài)，不斷提高節(jié)能減排的效果，優(yōu)化企業(yè)機械制造，促進熱處理達到清潔生產、節(jié)能減排及優(yōu)質高效的整體要求。