摘 要 :在当前全球性的金融危机和我国拉动内需保经济发展的形势之下,面对挑战和机遇,作者学习了《美国热处理技术发展路线图》以后,从中得到了许多重要的启示,针对我国热处理装备技术发展和自主创新的若干战略发展问题作了认真思考和初步探讨,主要包括热处理的节能环保和滴注式气氛密封箱式多用炉的技术创新等。
关键词:战略发展;路线图;热处理装备;节能环保;密封箱式多用炉
当前,面对全球性金融危机,我国经济不可避免地受到一定的冲击,近期国家相继出台了十多个行业的振兴计划,投入巨资拉动内需,保增长。如何面对当前挑战和机遇,本人认为应当十分重视我国热处理技术的战略发展问题的研讨,以推动我国热处理装备的技术的进步和行业的科学发展。
学习了美国《热处理技术路线发展图》和樊东黎先生在《金属热处理》(北京)和《热处理》(上海)发表的“美国热处理技术发展路线图概况”和“美国热处理技术发展路线图在行动”及“我国热处理行业‘十一五’发展规划纲要和2020年设想”等文章之后,从中得到了许多重要的启示,感触颇深,引发了关于热处理节能环保和密封箱式多用炉的技术发展问题的思考和探讨。
世界工业发展表明,制造技术的先进性是产品竞争能力的保证,而热处理技术的先进程度,则是保证机械产品质量的关键性因素。
美国是世界上头号工业化大国,其政府和业界对热处理行业都非常重视,历经数年时间制订了“美国热处理技术发展路线图”,它确是国际热处理界的一个重大事件。美国热处理2020年设想目标是能源消耗减少80%,工艺周期缩短50%,生产成本降低75%,热处理实现零畸变和最低的质量分散度,加热炉使用提高到原先的10倍(增加9倍),加热炉价格降低50%,实现生产零污染。该路线图的技术跨度大、目标明确、内容全面、措施落实、难能可贵,值得学习和借鉴。
随着机械产品市场的激烈竞争,热处理技术发展十分迅速,如今我国机械产品和世界先进水平之间存在的差距达20年,热处理装备与技术还十分落后,和美国的水平存在着很大的差距,显然,我国热处理技术赶超世界先进水平任重而道远。本文拟对我国热处理装备中的两个有关技术进步和自主创新问题作了初步探讨。
1. 热处理节能和环保
我国是世界上第二能源消费大国及资源消耗第一大国。目前我国创造的GDP(1美元)所消耗的能源是日本的11.5倍、德国和法国的7.7倍、美国的4.3倍,远高于印度、巴西等发展中国家。我国的能源利用率低下,已造成每年1200多亿美元的损失。
众所周知,钢件热处理的奥氏体化(或固溶处理)过程通常在900~1100℃之间进行(高速钢淬火加热需1250~1280℃),铝合金的固溶化处理在500℃以上的温度,所以热处理过程中的耗能是非常巨大的。
我国热处理企业的工艺装备陈旧落后,众多的加热炉系炉龄达三、四十年的箱式、井式、盐浴炉(俗称老三炉)。设备老化,能耗很高。而高效、优质、低污染、环保型的气氛炉和真空炉等占不到热处理设备总数的5%。美国等发达国家对热处理工艺过程的控制已向着自动化、智能化和柔性化发展,而我国不少企业仍凭借经验,人工操作。由于历史的原因,许多企业大而全、小而全,热处理的社会化、产业化及规模生产尚未形成。因而,生产效率低下,比美国差26倍,设备利用率和负荷率不到30%,而能耗却比美国高出40%以上。
热处理是制造业的耗能大户。通常,热处理用电占企业用电总量的25%~30%,工具、轴承厂等约占60%左右。我国热处理的单位能耗一般在800kW.h/t以上,而美国、日本、欧盟等工业发达国家都在400kW.h/t以下,两者相差十分悬殊。
美国热处理技术路线发展图2020年目标之一是能耗要降低80%。我国的能源资源有限,节能降耗应当成为热处理行业的头等大事,而且是今后热处理发展一贯坚持的重要方向。
热处理又是制造业的环境污染大户之一,热处理对环境的污染十分严重。主要的污染形式有空气污染、水污染、固体废弃物污染、辐射污染和噪声污染等。据不完全统计,全行业每年大约有5000t淬火油由于蒸发或局部燃烧,产生对人体有害的CmHn(碳氢化合物)、CO及烟尘等;大约有近万t的废淬火油因排放不当而污染江湖河海;每年盐浴炉要生成盐蒸气7000多t和近万t的有害的废渣;燃煤加热炉要排放SO21.5万t,灰分8.5万t;喷丸(砂)机要产生SiO2和有害粉尘1万多t。近年来,由于热处理厂点的改制,市政动迁,污染正逐步从中心城区向郊区农村蔓延。
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