摘要:隨著經(jīng)濟建設快速發(fā)展,各個行業(yè)都在快速壯大,但同時也對環(huán)境造成極大損害,以大量消耗能源為代價。因此,節(jié)能降耗成為衡量行業(yè)發(fā)展的重要指標,更是各行業(yè)必須遵守的基本準則。機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,必然會影響到環(huán)境衛(wèi)生。在機械制造中,熱處理屬于重要工藝,具有高耗能的特征,探討熱處理節(jié)能是機械制造業(yè)的重要課題。本文闡述了節(jié)能降耗的意義,對熱處理節(jié)能現(xiàn)狀及問題進行探討,并提出加強熱處理節(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(xiàn)實生活中,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(zhì)基礎。人類社會前進必須需要優(yōu)質(zhì)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。
2機械制造熱處理的能耗分析
從我國機械制造行業(yè)來看,目前熱處理相關(guān)設備已經(jīng)超過18萬臺,電爐占據(jù)大約90%,而可控氣氛爐、感應加熱爐等無氧設備僅僅占據(jù)20%以下,許多企業(yè)依然使用普通箱式爐、鹽浴爐等方式進行生產(chǎn)。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(shù)還是依靠人工經(jīng)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(chǎn)業(yè)化、社會化及規(guī);R虼,熱處理生產(chǎn)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(chǎn)業(yè),能耗占據(jù)總能耗大約1/4;機械制造能耗占據(jù)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(chǎn)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。
3機械制造熱處理節(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)象比較嚴重,必然會影響熱處理節(jié)能的效果。從機械制造熱處理現(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
雖然國家在不斷強調(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(xiàn)狀來看,許多企業(yè)不但設備更新?lián)Q代較慢,而且少無氧化熱處理設備利用率不高。從相關(guān)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(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(jù)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(shù)字,浪費非常大。
4優(yōu)化機械制造熱處理節(jié)能的對策建議
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,但是與國外先進國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(shù)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(shù),都可能因人為因素影響而無法發(fā)揮先進技術(shù)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(shù),控制耗能的流向,而且采取獎懲制度來調(diào)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(zhì)和精神獎勵,提高員工科技創(chuàng)新積極性。
4.2引入新技術(shù),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(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(shù)。結(jié)合企業(yè)實際情況,估量采用新技術(shù)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(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負壓空間中,加熱預處理件的方法。感應加熱處理技術(shù),這種技術(shù)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(shù),依靠高能束對處理件表面快速加熱,從而實現(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)實際情況有針對性進行改進和完善,引入高新工藝技術(shù),不斷開發(fā)高端熱處理設備。尤其要轉(zhuǎn)變觀念,學習與借鑒國內(nèi)外先進技術(shù),樹立可持續(xù)綠色發(fā)展理念,建立循環(huán)經(jīng)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(chǎn)、節(jié)能減排及優(yōu)質(zhì)高效的整體要求。