摘 要 :在當前全球性的金融危機和我國拉動內需保經(jīng)濟發(fā)展的形勢之下,面對挑戰(zhàn)和機遇,作者學習了《美國熱處理技術發(fā)展路線圖》以后,從中得到了許多重要的啟示,針對我國熱處理裝備技術發(fā)展和自主創(chuàng)新的若干戰(zhàn)略發(fā)展問題作了認真思考和初步探討,主要包括熱處理的節(jié)能環(huán)保和滴注式氣氛密封箱式多用爐的技術創(chuàng)新等。
關鍵詞:戰(zhàn)略發(fā)展;路線圖;熱處理裝備;節(jié)能環(huán)保;密封箱式多用爐
當前,面對全球性金融危機,我國經(jīng)濟不可避免地受到一定的沖擊,近期國家相繼出臺了十多個行業(yè)的振興計劃,投入巨資拉動內需,保增長。如何面對當前挑戰(zhàn)和機遇,本人認為應當十分重視我國熱處理技術的戰(zhàn)略發(fā)展問題的研討,以推動我國熱處理裝備的技術的進步和行業(yè)的科學發(fā)展。
學習了美國《熱處理技術路線發(fā)展圖》和樊東黎先生在《金屬熱處理》(北京)和《熱處理》(上海)發(fā)表的“美國熱處理技術發(fā)展路線圖概況”和“美國熱處理技術發(fā)展路線圖在行動”及“我國熱處理行業(yè)‘十一五’發(fā)展規(guī)劃綱要和2020年設想”等文章之后,從中得到了許多重要的啟示,感觸頗深,引發(fā)了關于熱處理節(jié)能環(huán)保和密封箱式多用爐的技術發(fā)展問題的思考和探討。
世界工業(yè)發(fā)展表明,制造技術的先進性是產(chǎn)品競爭能力的保證,而熱處理技術的先進程度,則是保證機械產(chǎn)品質量的關鍵性因素。
美國是世界上頭號工業(yè)化大國,其政府和業(yè)界對熱處理行業(yè)都非常重視,歷經(jīng)數(shù)年時間制訂了“美國熱處理技術發(fā)展路線圖”,它確是國際熱處理界的一個重大事件。美國熱處理2020年設想目標是能源消耗減少80%,工藝周期縮短50%,生產(chǎn)成本降低75%,熱處理實現(xiàn)零畸變和最低的質量分散度,加熱爐使用提高到原先的10倍(增加9倍),加熱爐價格降低50%,實現(xiàn)生產(chǎn)零污染。該路線圖的技術跨度大、目標明確、內容全面、措施落實、難能可貴,值得學習和借鑒。
隨著機械產(chǎn)品市場的激烈競爭,熱處理技術發(fā)展十分迅速,如今我國機械產(chǎn)品和世界先進水平之間存在的差距達20年,熱處理裝備與技術還十分落后,和美國的水平存在著很大的差距,顯然,我國熱處理技術趕超世界先進水平任重而道遠。本文擬對我國熱處理裝備中的兩個有關技術進步和自主創(chuàng)新問題作了初步探討。
1. 熱處理節(jié)能和環(huán)保
我國是世界上第二能源消費大國及資源消耗第一大國。目前我國創(chuàng)造的GDP(1美元)所消耗的能源是日本的11.5倍、德國和法國的7.7倍、美國的4.3倍,遠高于印度、巴西等發(fā)展中國家。我國的能源利用率低下,已造成每年1200多億美元的損失。
眾所周知,鋼件熱處理的奧氏體化(或固溶處理)過程通常在900~1100℃之間進行(高速鋼淬火加熱需1250~1280℃),鋁合金的固溶化處理在500℃以上的溫度,所以熱處理過程中的耗能是非常巨大的。
我國熱處理企業(yè)的工藝裝備陳舊落后,眾多的加熱爐系爐齡達三、四十年的箱式、井式、鹽浴爐(俗稱老三爐)。設備老化,能耗很高。而高效、優(yōu)質、低污染、環(huán)保型的氣氛爐和真空爐等占不到熱處理設備總數(shù)的5%。美國等發(fā)達國家對熱處理工藝過程的控制已向著自動化、智能化和柔性化發(fā)展,而我國不少企業(yè)仍憑借經(jīng)驗,人工操作。由于歷史的原因,許多企業(yè)大而全、小而全,熱處理的社會化、產(chǎn)業(yè)化及規(guī)模生產(chǎn)尚未形成。因而,生產(chǎn)效率低下,比美國差26倍,設備利用率和負荷率不到30%,而能耗卻比美國高出40%以上。
熱處理是制造業(yè)的耗能大戶。通常,熱處理用電占企業(yè)用電總量的25%~30%,工具、軸承廠等約占60%左右。我國熱處理的單位能耗一般在800kW.h/t以上,而美國、日本、歐盟等工業(yè)發(fā)達國家都在400kW.h/t以下,兩者相差十分懸殊。
美國熱處理技術路線發(fā)展圖2020年目標之一是能耗要降低80%。我國的能源資源有限,節(jié)能降耗應當成為熱處理行業(yè)的頭等大事,而且是今后熱處理發(fā)展一貫堅持的重要方向。
熱處理又是制造業(yè)的環(huán)境污染大戶之一,熱處理對環(huán)境的污染十分嚴重。主要的污染形式有空氣污染、水污染、固體廢棄物污染、輻射污染和噪聲污染等。據(jù)不完全統(tǒng)計,全行業(yè)每年大約有5000t淬火油由于蒸發(fā)或局部燃燒,產(chǎn)生對人體有害的CmHn(碳氫化合物)、CO及煙塵等;大約有近萬t的廢淬火油因排放不當而污染江湖河海;每年鹽浴爐要生成鹽蒸氣7000多t和近萬t的有害的廢渣;燃煤加熱爐要排放SO21.5萬t,灰分8.5萬t;噴丸(砂)機要產(chǎn)生SiO2和有害粉塵1萬多t。近年來,由于熱處理廠點的改制,市政動遷,污染正逐步從中心城區(qū)向郊區(qū)農(nóng)村蔓延。
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