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全倉全舍舍舍舍舍仝一我國熱處理發(fā)展戰(zhàn)略研究循環(huán)經(jīng)濟與熱處理節(jié)能環(huán)保新技術(shù)探討閻承沛北京機電研究所，北京100083摘要遵循我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和走可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)化道路的戰(zhàn)略決策，針對國內(nèi)熱處理行業(yè)能耗高、污染重的現(xiàn)狀，概述了熱處理節(jié)能減排的內(nèi)容、作用和意義。論述了新能源、先進燃燒技術(shù)、新鋼種新材料、節(jié)能環(huán)保新工藝設(shè)備和修復(fù)熱處理技術(shù)等的研發(fā)、技術(shù)特點和生產(chǎn)應(yīng)用。關(guān)鍵詞循環(huán)經(jīng)濟；熱處理；節(jié)能；環(huán)保中圖分類號T一1；TG15文獻標識碼A文章編號100816902010010012008DISCUSSIONONCYCLINGECONOMYANDNOVELTECHNOLOGIESOFENERGYSAVINGANDENVIRONMENTPROTECTIONINHEATTREATMENTINDUSTRYYANCHENGPEIBEIJINRESEARCHINSTITUTEOFMECHANICALELECTRICALTECHNOLOGY，BEIJING100083ABSTRACTFOLLOWINGTHESTRATEGICDECISIONOFDEVELOPINGCYCLINGECONOMYANDTAKINGANINDUSTRIALIZATIONROADOFCONTINUOUSABLEDEVELOPMENTASWELLASINCONSIDERATIONOFTHEPRESENTSITUATIONOFHIGHENERGYCONSUMPTIONANDSERIOUSPOLLUTIONINHEATTREATMENTPRACTICEINCHINA，THECONTENT，RUCTIONANDSIGNIFICANCEOFENERGYSAVINGANDREDUCTIONINPOLLUTANTDISCHARGEINHEATTREATMENTPRODUCTIONWERESUMMARIZEDMEANWHILE，DEVELOPMENT，TECHNICALFEATUREANDAPPLICATIONTOPRODUCTIONWEREALSODISCRIBEDCONCERNINGNEWENERGYSOURCE，ADVANCEDCOMBUSTIONTECHNOLOGY，NEWTYPEOFSTEELSANDOTHERMATERIALS，UPTODATETECHNOLOGIESANDEQUIPMENTSINRESPECTOFENERGYSAVINGANDENVIRONMENTALPROTECTION，RESTORATIONHEATTREALMENTTECHNOLOGYANDSOONKEYWORDSCYCLINGECONOMY；HEATTREATMENT；ENERGYSAVING；ENVIRONMENTALPROTECTIONO概述縱觀發(fā)達國家近百年來工業(yè)化發(fā)展的道路，人們發(fā)現(xiàn)，如果今后仍沿用傳統(tǒng)發(fā)展模式，即大量消耗自然資源和能源實現(xiàn)工業(yè)化，已經(jīng)難以為繼。世界上許多重要的礦產(chǎn)資源和能源，如媒、石油、金屬礦藏等，按當前的年消耗量和開采量估算，僅夠用幾十年甚至更短，某些稀有金屬已出現(xiàn)枯竭現(xiàn)象。另一方面，大量消耗自然資源和能源的生產(chǎn)方式會產(chǎn)生大量CO2、S02、NO和RO等有害有毒氣體，造成溫室氣體排放促使全球變暖，破壞生態(tài)平衡，擴大臭氧層空洞，引發(fā)酸雨危害并造成多種疾病危害人類的健康和生存，同時危害人類社會的發(fā)展和進步。痛定思痛，人們認識到，必須改變工業(yè)化經(jīng)濟發(fā)展模式，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)資源能源節(jié)約型、綠色環(huán)保型社會經(jīng)濟模式，走可持續(xù)發(fā)展工業(yè)化道路是正確的選擇。我國幾十年來的工業(yè)化發(fā)展為國家獨立和富強奠定了基礎(chǔ)。但另一方面，我國工業(yè)化發(fā)展中出現(xiàn)的矛盾更加突出，資源和能源不足以及環(huán)境污染嚴重，已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的因素之。一O熱處理行業(yè)是耗能和環(huán)境污染大戶，因而熱處理生產(chǎn)中節(jié)能和環(huán)保技術(shù)日益受到各有關(guān)方面的高度重視，。有資料介紹，我國年能耗約為142億T標煤，占世界第二位。另一方面，我國單位產(chǎn)品能耗高，比先進國家高20一60；并且生產(chǎn)中污染較嚴重，嚴重影響環(huán)境保護、危害人類健康和社會發(fā)展。熱處理生產(chǎn)造成的環(huán)境污染及安全值如表1所示收稿日期20080707作者簡介閻承沛1941一，男，北京人，教授級高級工程師，長期從事熱處理工藝和設(shè)備研究，發(fā)表論文80余篇、專著5本。聯(lián)系電話0106207167512熱處理2010年第25卷第1期表1熱處理生產(chǎn)的可能污染、污染源和污染物的安全限值TABLE1POLLUTIONTYPE，POLLUTIONSOURCEANDSAFECRITICALVALUEOFPOLLUTANTSINHEATTREATMENTPRODUCTION污染類型工藝過程污染源污染物限值MGM。1燃燒加熱NXSO、NO、CO、CO2排放CO30,SO2152淬火冷卻淬火、回火、等溫分級淬火油蒸發(fā)物C0、CMHN大氣污染3鹽浴熱處理鹽蒸發(fā)物HCL、BACL,HCN，NH1HCMCLH13500NH330HCN035H4。，U昂1噴砂、噴丸泄漏，反應(yīng)產(chǎn)物HCL，HCN，C0，NH，的排放，、排人大氣的粉塵1鹽浴加熱淬火含氰BACL2、亞硝鹽水MCNI含0油055MLB1。ML，N。21。水體污染2油洗、體廢物浸出液最高充許濃度GL3鹽渣處理無害化處理后溶液的排放。一一鼓風(fēng)機，壓縮機，風(fēng)扇，中頻發(fā)電機，排風(fēng)、居民，文教區(qū)4050DB；NJG中區(qū)55H馳畝爐氣循環(huán)，氣氛制備、氣動機構(gòu)60DB；生產(chǎn)操作現(xiàn)場85DB200KHZ、10100KHZ，8KHZ，10500KVA，中公眾受輻射24H內(nèi)連續(xù)6MIM全身平均比吸電磁輻射感應(yīng)熱處理頻、高頻射率過00。W一K。G和輔助材料、廢物回收利用及加工零件再制造修復(fù)氣循環(huán)預(yù)熱助燃空氣或燃氣，實現(xiàn)高溫預(yù)熱空氣或熱處理等諸方面提高熱處理行業(yè)和的節(jié)能、環(huán)保技燃氣在貧氧狀態(tài)下燃燒，具有大幅度節(jié)能30術(shù)水平，完善法律法規(guī)、技術(shù)標準和操作方式，將熱60和大幅度減少CO排放量30一60以及處理生產(chǎn)中節(jié)能環(huán)保工作大大推進一步，使熱處理降低煙氣中NOX4B1N130X10的雙重優(yōu)越能耗達到國際先進水平，將熱處理生產(chǎn)對環(huán)境造成性。采用高溫空氣燃燒技術(shù)的蓄熱式燃氣輻射的污染減至最低程度，達到或低于先進工業(yè)國污染管作燃燒器的鋼板退火爐，已在廣東佛山市應(yīng)用多物排放水平。毋庸置疑，熱處理工業(yè)大力開發(fā)和推年，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。蓄熱式HTAC燃氣輻射廣應(yīng)用節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)，是我國堅持科學(xué)發(fā)展觀、管熱處理爐和電爐的經(jīng)濟效益比較見表2，蓄熱推動熱處理工業(yè)現(xiàn)代化并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選式HTAC燃氣輻射管燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所擇。示。圖中，1為空氣入口；2、8為電子點火器；3、燕簍整。莖5,13眾所周知，用煤發(fā)電的效率上限為36，電加；9、9，為。端；12助燃空氣；15、15為TAC燒熱的效率上限約80，因而煤電的熱效率上限約為嘴噴口；16、16，為主煤氣管；L7、17，為蜂窩陶瓷蓄熱288。而我國絕大部分能源來自于煤炭發(fā)電。天體；18、18，為輻射管體；19、19，為穩(wěn)焰器；20、20，為電然氣是一種高效能源，在通常技術(shù)條件下其熱效率子點火槍。近年來，國外采用該技術(shù)的燃燒器和熱可達505，較煤電熱效率高出近1倍。如果天然處理爐也已進入我國市場和熱處理企業(yè)，經(jīng)濟效益氣能源采用高溫空氣燃燒技術(shù)，其燃燒熱效率可達明顯。85左右，為煤電熱效率的3倍左右。天然氣能除高溫空氣燃燒技術(shù)外，近年來研究開發(fā)的高源應(yīng)用于熱處理生產(chǎn)已取得巨大的經(jīng)濟效益，節(jié)能效節(jié)能低污染的燃燒新技術(shù)主要有微小型燃燒技顯著，環(huán)保效果良好。術(shù)“、強輻射傳熱節(jié)能技術(shù)、高紅外節(jié)能新技除天然氣外，水電、核電和激光等能源也是高效術(shù)、燃氣紅外線輻射器H、潔凈燃燒技術(shù)低污染的優(yōu)質(zhì)能源，在熱處理行業(yè)也得到了推廣應(yīng)等。這些燃燒新技術(shù)和燃燒器已在熱處理和用。冶金等行業(yè)得到應(yīng)用，具有高效、節(jié)能和低污染的技高溫空氣燃燒技術(shù)是國外上世紀90年代研究術(shù)優(yōu)勢。表2蓄熱式輻射管燃燒器HTAC燃氣真空爐與電爐的綜合技術(shù)經(jīng)濟陛能TABLE2OVERALLECONOMICACCOUNTINGFORGASFIREDVACUUMFURNACEWITHREGENERATIVERADIANTTUBECOMBUSTORHTACANDELECTRICALFURNACE圖1蓄熱式HTAC燃氣輻射管燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖FIG1SCHEMEOFSTRUCTUREOFREGENERATIVEGASFIREDRADIANTTUBECOMBUSTOR2新鋼種新材料提高滲碳溫度可明顯縮短滲碳時間，從而大大降低能耗，降低生產(chǎn)成本，并且縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。為防止?jié)B碳溫度提高引起材料晶粒急劇長大導(dǎo)致工件性能惡化，國內(nèi)外開發(fā)了20MOCR5、17CRNIMO6、EX55和20MNCR5等高溫滲碳新鋼種，可使?jié)B碳溫度提高到1O00C，縮短滲碳周期50以上，經(jīng)濟效益顯著。除高溫滲碳鋼外，我國還開發(fā)了高強度、高韌度節(jié)能型低碳貝氏體鋼系列，包括12MN2VB低碳粒狀貝氏體鋼、低碳仿晶界型鐵素體粒狀貝氏體復(fù)相鋼勢，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。高速船用高強度雙相不銹鋼是替代CRL3和CR18NI8不銹鋼的優(yōu)質(zhì)節(jié)能型耐蝕艦船用鋼材，其耐海水腐蝕能力與CR18NI8鋼相當，而強度是CR18NI8鋼的2倍。CR13鋼耐蝕性不高，作為海洋艦船用鋼服役壽命短，維修量大；而CRL8NI8鋼強度偏低，不能滿足高速艦船件的力學(xué)性能要求。國產(chǎn)高速船用高強度雙相鋼兼具高強度和高耐蝕性，使用壽命長，已應(yīng)用于高速艦船的船體、舵軸、舵柱、中間軸、螺旋槳、耐蝕葉輪等重要零部件上。國產(chǎn)船用不銹鋼鍛件和管材用鋼有S31250鋼、S31803鋼、32324鋼和31500鋼等；鑄鋼有ZG05CR26NI7MO3CUN鋼和ZGOCR26NI7M03CUN鋼等。高速船用高強度雙相鋼的研制開發(fā)和應(yīng)用推動了我國高速、高性能、大型、多功能海洋艦船制造業(yè)的發(fā)展。為了節(jié)省合金資源和節(jié)能，近年來各國研制了多種低合金高速鋼，其應(yīng)用日廣。低合金高速鋼可以節(jié)約大量昂貴的稀有合金元素，節(jié)能節(jié)材，成本低廉。國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低合金高速鋼主要有W3MO2CR4VS鋼和W4MO3CR4VSI鋼，其力學(xué)性能和使用性能均達到了甚至高于通用高速鋼如W9高速鋼和M2高速鋼的水平。另外其W、MO、V元素的含量僅為通用高速鋼的35W4MO3CR4VSI鋼或更低W3MO2CR4VSI鋼，技術(shù)經(jīng)濟效益明顯。如B7I鋼、B5鋼、JB460鋼等、低碳CRM一SIM。3節(jié)能、環(huán)保的熱處理新技術(shù)系貝氏體鋼和無碳化物貝氏體馬氏體復(fù)相鋼滲碳是應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)熱處理工藝。然而等。高強韌性節(jié)能型低碳貝氏體鋼已應(yīng)用于高滲碳處理工藝時間長、能耗高，并且有環(huán)境污染問強度抽油桿、汽車前橋、高強度耐磨鋼板、重型釬桿題，多年來國內(nèi)外提出了多種縮短滲碳時間、節(jié)省能三峽電站船閘施工等重要零部件上。由于貝源和滲劑的工藝方法。如高溫滲碳、稀土催滲、直生氏體鋼可將熱加工成型與熱處理合并成一個工序，式滲碳、低壓滲碳和低壓滲碳高壓真空氣淬技術(shù)不僅節(jié)能、簡化工序省去淬火工序提高生產(chǎn)效等。這些新工藝技術(shù)已應(yīng)用于生產(chǎn)多年，率，而且避免了淬火處理引起的畸變、開裂和氧化脫節(jié)能環(huán)保效果明顯，經(jīng)濟效益顯著。碳缺陷及后續(xù)處理工序，可謂一舉多得。低碳貝氏美國為降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本、節(jié)約能源和材料消體鋼具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、低污染、低成本的綜合優(yōu)耗以及減少生產(chǎn)中的污染危害，提出一種縮短周期14熱處理2010年第25卷第1期與強烈淬火相結(jié)合的節(jié)能環(huán)保熱處理新方法，使?jié)B碳擴散時間縮短了50或更多，同時開發(fā)出非易燃綠色環(huán)保型淬火劑實施強烈淬火IQ，取得了良好效果。該工藝方法由美國與巴西合作研發(fā)并應(yīng)用于生產(chǎn)，節(jié)能效果顯著，生產(chǎn)成本降低，并且減少了對環(huán)境的污染，對于熱處理節(jié)能降耗及實現(xiàn)環(huán)境友好型綠色熱處理生產(chǎn)具有重要的啟示。改進和簡化產(chǎn)品熱處理工藝，縮減熱處理加工工序與處理時間，可以大大節(jié)約能源和材料消耗，使生產(chǎn)成本下降，提高生產(chǎn)效率。有關(guān)實例見文獻22。氮基氣氛廣泛用于退火、淬火、滲碳、滲氮等多種熱處理加工，是一種保護氣氛，可以防止工件在加熱中氧化、脫碳。在氮基氣氛滲碳或滲氮處理時，氮氣可以減少原料氣的消耗，減少炭黑的生成。另一方面，研究發(fā)現(xiàn)，氮基氣氛具有促進和加速滲碳或滲氮過程的作用，同時可降低工件滲碳時的內(nèi)氧化程度，提高工件的疲勞強度。氮基氣氛熱處理是一種節(jié)約能源和滲劑、安全無污染、成本低廉、氣源豐富和適用面廣的熱處理技術(shù)，適合我國國情，已成為我國節(jié)能、環(huán)保型熱處理技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。此外，節(jié)能環(huán)保型熱處理工藝方法還包括以下熱處理工藝技術(shù)真空熱處理、可控氣氛熱處理、感應(yīng)加熱、電子束熱處理、激光熱處理等。4節(jié)能環(huán)保型熱處理設(shè)備密封箱式爐直生式滲碳系統(tǒng)是控制氣氛熱處理設(shè)備中節(jié)能環(huán)保技術(shù)的突出代表，它不但使產(chǎn)品無氧化、無脫碳，而且和吸熱式氣氛裝置相比，節(jié)約原料氣可達9194，滲碳的調(diào)控時間短，滲速快，滲碳時間縮短。圖2為密封箱式爐直生式滲碳系統(tǒng)簡圖；圖3為置于爐內(nèi)的直生式氣氛發(fā)生器簡圖；圖4為BBHRE型密封箱式多用爐結(jié)構(gòu)簡圖。碳勢控制柏圖2直生式滲碳測量和控制系統(tǒng)FIG2MEASURINGANDCONTROLSYSTEMSOFDIRECTFEEDATMOSPHERESFORCARBURIZING熱處理圖3置于爐內(nèi)的吸熱式氣氛發(fā)生器1一加熱元件接頭；2一控制熱偶；3一氣樣分析；4一空氣原料氣入口；5一爐子絕熱層FIG3ENDOTHERMICGASGENERATORLOCATEDINTHEFURNACE1HEATINGELEMENTJOINT；2CONTROLTHERMOCOUPLE；3ATMOSPHERESAMPLINGTUBE；4ENTRANCEOFAIRANDUNSTRIPPEDGAS；5HEATINSULATINGLININ前室出口門加熱室入口門前室入口門推拉車蜜門熱塞冷卻漓槽圖4BBHRE型爐結(jié)構(gòu)簡圖FIG4SCHEMEOFBBHRETYPEFURNACE近年來，國內(nèi)開發(fā)了高溫氮基氣氛熱處理爐并應(yīng)用于生產(chǎn)。該爐工作溫度為10001300OC，可用于高速鋼等高合金鋼高溫加熱的光亮熱處理釬焊淬火、退火等，工件加熱不氧化、不脫碳、不滲碳，表面質(zhì)量好，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。采用天然氣能源具有熱效率高、節(jié)能環(huán)保的技術(shù)優(yōu)勢，國內(nèi)外已開發(fā)出多種燃氣熱處理設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)J。近年來，除歐、美、日燃氣爐設(shè)備已進入我國企業(yè)外，臺灣生產(chǎn)的燃氣熱處理爐也已進人大陸市場。該系列設(shè)備可進行滲碳、淬火、調(diào)質(zhì)、釬焊、燒結(jié)、退火和有色合金熱處理等。法國ECMCO開發(fā)的ICBP系列低壓滲碳高壓氣淬爐生產(chǎn)線，其工作溫度為8001250OC，通常采用965或稍高溫度滲碳，可縮短滲碳時問約50。該技術(shù)節(jié)約原料氣，工件無內(nèi)氧化，滲碳質(zhì)量2010年第25卷第1期好，畸變微小，不需輔助設(shè)備校直加工等，其技術(shù)經(jīng)濟效益明顯高于傳統(tǒng)滲碳技術(shù)。圖5為ICBP系列低壓滲碳高壓氣淬爐結(jié)構(gòu)簡圖。另一種形式的推桿爐低壓滲碳生產(chǎn)線簡圖如圖6所示。圖6中，1為回火爐；2為清洗機；3為輸送輥道；4為滲碳爐；5為裝料機；6為除油；7為前室；8為預(yù)熱；9為淬火。J口L蕊BICBPTH系列圖5ICBP系列低壓滲碳高壓氣淬爐FIG5ICBPSERIESFURNACEFORLOWPRESSURECARBURIZINGANDHI【GHPRESSUREGASQUENCHING圖6半連續(xù)式真空推桿爐低壓滲碳生產(chǎn)線FIG6SEMICONTINUOUSVACUUMPUSHERFURNACEPRODUCTIONLINEFORLOWPRESSURECARBURIZING英國研發(fā)的先進、高效、節(jié)能且環(huán)保的組合式計算機集成熱處理生產(chǎn)線如圖7所示。該系統(tǒng)技術(shù)先進，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，高效、節(jié)能、環(huán)保、節(jié)省輔助工時，生產(chǎn)線全部計算機智能化控制，被稱為邁向21世紀的先進熱處理技術(shù)設(shè)備。當今熱處理技術(shù)的特點之一是計算機技術(shù)融人熱處理技術(shù)設(shè)備中，熱處理設(shè)備和生產(chǎn)過程控制由計算機系統(tǒng)和智能化傳感器測試儀器共同完成，實現(xiàn)了熱處理生產(chǎn)的高效、優(yōu)質(zhì)、精確、節(jié)能、環(huán)保和柔性化生產(chǎn)。圖8為滲氮和氮碳共滲氣氛供應(yīng)與過程控制柔性系統(tǒng)的簡圖；圖9是直生式滲碳網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的簡圖。LILJILIJ圖7混合式計算機集成熱處理設(shè)備工藝系統(tǒng)1一真空前室；2一快速感應(yīng)加熱室；3一真空離子滲碳區(qū)4一氣體淬火設(shè)備；5一非等溫回火感應(yīng)加熱FIG7MIXTYPECOMPUTERINTEGRATEDVACUUMHEATTREATMENTASSEMBLY1FRONTCHAMBER；2RAPIDINDUCTIONHEATINGCHAMBER；3IONICEARBURIZINGZONE；4GASQUENCHINGUNIT；5NONISOTHERMALTEMPERININDUCTIONHEATING圖8滲氮和氮碳共滲氣氛供應(yīng)與過程控制柔性系統(tǒng)FIG8SCHEMEOFFLEXIBLESYSTEMFORGASSUPPLYANDPROCESSCONTROLDURINGNITFIDINGANDNITROCARBURIZING慢1千系統(tǒng)圜圖9IPSEN公司直生式氣體滲碳網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和TQ周期式爐連接圖FIG9SCHEMEOFIPSENNETWORKCONTROLSYSTEMCONNECTEDWITHTQPERIODICFURNACEFORDIRECTFEEDATMOSPHERECARBURIZING真空熱處理爐是節(jié)能環(huán)保型熱處理設(shè)備。國產(chǎn)真空高壓氣淬熱處理爐結(jié)構(gòu)圖見圖1O_1。圖中，1為加熱室爐門；2為熱循環(huán)風(fēng)機；3為爐膽；4為加熱16熱處理2010年第25卷第1期室殼體；5為熱閘閥；6為風(fēng)冷裝置；7為送料機構(gòu)；8為冷卻室殼體；9為冷卻室門。34一0N器J摧；I_I匕。J。暇1R目醐一LIIII虐L_聊III、I1IL,KIIE312哥鯉一NHI_甲IIIII圖10WZGQ45型真空高壓氣淬爐主體示意圖FIG10SCHEMEOFWZGQ45HIGHPRESSUREGASQUENCHINGVACUUMFURNACE為達到汽車零件高強度、高韌性的技術(shù)要求，IPSEN公司開發(fā)了貝氏體等溫、馬氏體分級淬火生產(chǎn)線，可減少工件工序間停頓和運輸?shù)臅r間，節(jié)能節(jié)材，提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。圖11為IPSENTQA型鹽浴等溫、分級淬火生產(chǎn)線簡圖。該設(shè)備特別適用于汽車工業(yè)中奧貝球鐵或GCRL5鋼件等的等溫淬火處理。J一。田丑且一顯顯FI【搬IT；FTI1F1YL,I鞋J翳暇PI匿81下圖11IPSENTQA型鹽浴等溫、分級淬火生產(chǎn)線FIG11SCHEMEOFTQASEALEDQUENCHFURNACEWITHSALTBATHFORMARTEMPERINGORAUSTEMPENNG除上述設(shè)備外，節(jié)能環(huán)保型熱處理設(shè)備還包括感應(yīng)加熱設(shè)備、電子束設(shè)備、流態(tài)床設(shè)備、激光設(shè)備和淬火冷卻設(shè)備如可控噴射霧淬火冷卻設(shè)備等。5節(jié)能環(huán)保型熱處理輔助材料和輔助設(shè)備首先應(yīng)采用少無污染的能源和材料。能源方面，天然氣是一次能源，如采用高效燃燒技術(shù)如上述高溫空氣燃燒技術(shù)和燃燒器，熱效率高，而且在通常情況下，天然氣的CO排放量在常用能源燃料中最低，見表3。因而，天然氣能源具有節(jié)能環(huán)保雙重優(yōu)勢。表3各種燃料燃燒排出的CO量TABLE3AMOUNTSOFCO2DISCHARGEDFROMCOMBUSTINGFUELS產(chǎn)生10000KCAL4184010以天然氣為燃料巍時的C0排方文量KG1毒應(yīng)優(yōu)先推廣應(yīng)用少無污染的淬火介質(zhì)。如聚合物淬火劑，其冷卻能力介于水和油之間，在許多場合下可取代油，從而避免了油污染和除油工序，而且有利于防止工件水淬畸變大易開裂的弊病。聚合物淬火液是一種節(jié)能環(huán)保型淬火介質(zhì)_3。清洗劑是常用的熱處理輔助材料。我國已開發(fā)了幾種高效低污染的清洗劑產(chǎn)品，應(yīng)推廣應(yīng)用引。目前，國外不少清洗劑產(chǎn)品已進入國內(nèi)市場。但由于技術(shù)專利原因，國外廠商大多只售產(chǎn)品，不轉(zhuǎn)讓技術(shù)。因而，國內(nèi)清洗劑廠家和科研單位應(yīng)優(yōu)先研制開發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、無污染并且價廉的新型清洗劑，以滿足國內(nèi)熱處理生產(chǎn)需求，并進一步推向海外市場。無公害清洗設(shè)備是節(jié)能環(huán)保型熱處理輔助設(shè)備，國內(nèi)已開發(fā)出數(shù)種節(jié)能環(huán)保型清洗設(shè)備。如溶劑型真空清洗機、真空熱處理清洗機等。這些清洗設(shè)備和技術(shù)具有清洗質(zhì)量好、高效、節(jié)能、環(huán)保和生產(chǎn)成本低等特點。鋼鐵材料的防氧化涂料也是熱處理輔助材料之一，尤其對中小熱處理企業(yè)及特殊結(jié)構(gòu)零件的熱處理，采用防氧化涂料保護十分方便價廉。國內(nèi)某單位研發(fā)的鋼鐵零件防氧化涂劑，應(yīng)用效果良好，節(jié)能環(huán)保，效益明顯。熱處理輔助設(shè)備中制氮機和各種制氮發(fā)生器應(yīng)用廣泛。氮氣是最易獲得且最廉價的節(jié)能環(huán)保型保護氣體，無論采用液氮瓶供氮還是采用制氮機或發(fā)生器制氮如碳分子篩制氮機或聚烯烴空心纖維薄膜空分制氮機，均可獲得價廉、方便、綠色環(huán)保的氮基保護氣體J。熱處理輔助材料回收和再利用技術(shù)是熱處理節(jié)能環(huán)保技術(shù)的重要內(nèi)容之一_4I3。美國ARI公司熱處理2010年第25卷第1期17開發(fā)的氣氛回收系統(tǒng)，可回收重新利用90的氣氛氣體。該氣氛回收系統(tǒng)簡圖如圖L2所示。經(jīng)計算，采用該系統(tǒng)可使熱處理生產(chǎn)節(jié)能達25左右圳。弱火焰廢氣低CO介L產(chǎn)生火焰爐子氣氛返回司期爐里空扁鮑懶空氣氣氛氣調(diào)節(jié)器LI夭然氣供氣空柵目圖12ARICO開發(fā)的氣氛回收系統(tǒng)簡圖FIG12DEVICETORECOVEREXHAUSTEDATMOSPHEREDEVELOPEDBYARICO真空高壓氣淬處理中氮氣、氦氣等用量很大，如果淬火后自然逸散，則使生產(chǎn)成本增高，因而國外對這類氣體的回收十分重視，并開發(fā)出了幾種淬火氣體的回收利用系統(tǒng)。奧地利AIEHELIN公司開發(fā)的N2回收裝置示意圖如圖L3所示。圖中，1為真空氣淬爐；2為調(diào)解閥組；3為儲罐；4為N2瓶；5為凈化裝置；6為儲罐。日本石川島播摩公司開發(fā)的HE回收精制系統(tǒng)見圖14所示。H2供給L訇收凈化器圖14真空爐HE回收精制裝置系統(tǒng)FIG14SCHEMEOFDEVICETORECOVERANDTOREFINEHELIUMFORVACUUMFURNACE業(yè)化工程，是維修工程的繼承和發(fā)展。修復(fù)熱處理是對失效、故障零件采用熱處理方法和技術(shù)使之修復(fù)再生的技術(shù)引。修復(fù)熱處理技術(shù)發(fā)展很快，有資料介紹，美國修復(fù)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值已達500億美元。我國某坦克發(fā)動機采用修復(fù)熱處理等技術(shù)使廢舊零件起死回生，其服役壽命延長了40。自上世紀80年代以來，再制造修復(fù)熱處理技術(shù)已擴展到民用產(chǎn)品上，其發(fā)展將促使我國形成制造技術(shù)中的一個新興產(chǎn)業(yè)。修復(fù)熱處理的廣義概念涵蓋熱處理零件的損傷預(yù)防技術(shù)和損傷失效零件的熱處理修復(fù)再利用技術(shù)。熱處理零件損傷預(yù)防技術(shù)主要包括改進材料設(shè)計，合理使用或更換材料以滿足服役要求，采用計算機數(shù)值模擬預(yù)測和評估零件損傷程度與工作壽命，同時采取相應(yīng)措施，防止工件損傷和延長其壽命，以及采用機械強化方法提高工件的強度和防止工件早期失效。常用的方法有噴砂、噴丸、冷擠壓、預(yù)應(yīng)力加工等。圖13N，回收裝置示意圖零件損傷和失效后的修復(fù)熱處理技術(shù)應(yīng)用十分FIG13SCH。M。FDEVI。TO。EITROGEN廣泛，也是修復(fù)熱處理技術(shù)的主要內(nèi)容。修復(fù)熱處此外，熱處理淬火油回收再生技術(shù)在生產(chǎn)中也理的常用方法是表面修復(fù)熱處理技術(shù)，以及去應(yīng)力得到廣泛應(yīng)用引。淬火油等熱處理用油如低溫回退火、去氫退火、中間退火和淬回火處理等?；?、時效用油的廢油回收再利用和舊油處理技術(shù)，修復(fù)熱處理技術(shù)的開發(fā)出現(xiàn)了改性型修復(fù)熱處不但節(jié)約大量輔助材料，同時減輕了對環(huán)境的污染理技術(shù)。即采用更合理的熱處理工藝使損傷失效零危害，因而國內(nèi)外對此均十分重視。如采取先進過件修復(fù)后力學(xué)性能和工藝性能進一步提高和完善，濾技術(shù)與設(shè)備和加入添加劑降低油品酸值及膠質(zhì)物這是修復(fù)熱處理技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。常用的方法含量，以及加入新油等方法使舊油回收再生，重新使有表面淬火、非晶態(tài)鍍層與高耐磨涂層、激光淬火、用，經(jīng)濟效益明顯。激光熔鑄隨形修復(fù)、微弧氧化與激光陶瓷金屬覆層6熱處理零件再制造過程修復(fù)熱和激光熔覆鎳基合金敷層等。由卜乇里牯來實踐表明，表面工程技術(shù)包括表面熱處理修復(fù)再制造工程是以現(xiàn)代技術(shù)實現(xiàn)損傷失效零件高技術(shù)對損傷失效工件的修復(fù)FRANC_利用具有重要效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保修復(fù)要求并修復(fù)再生利用的產(chǎn)作用。近年來，在國家循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略18熱處理2010年第25卷第1期指引下，熱處理節(jié)能環(huán)保再制造修復(fù)技術(shù)已逐漸為廣大企業(yè)認識和接受，修復(fù)熱處理技術(shù)得到了進一步的發(fā)展和推廣。采用修復(fù)熱處理技術(shù)的典型零件有軋輥、重載齒輪、石化鋼管、閘門、抽油桿、鉆頭、楔門、汽輪機葉片、壓縮機葉片、高溫高壓螺栓、管束、航空發(fā)動機渦輪盤葉片、坦克履帶板、凸輪軸、曲軸、汽車氣缸、齒輪、閥座、鉆探設(shè)備零件、工模量具等。修復(fù)熱處理技術(shù)是一項節(jié)能、環(huán)保的再制造工程技術(shù)，該技術(shù)可使大量損傷或失效的重要零件得到修復(fù)再生利用，節(jié)省大量的能源、材料和加工工時，同時可使修復(fù)零件性能提升和延長壽命，是一項利國利民的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)。毫無疑問，隨著科技進步和科學(xué)發(fā)展觀可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的推進和落實，修復(fù)熱處理技術(shù)和產(chǎn)業(yè)將得到進一步的開發(fā)和擴展。參考文獻1徐濱士再制造工程與納米表面工程J金屬熱處理，2006，31增刊182陸鐘武循環(huán)經(jīng)濟與工業(yè)生態(tài)C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京20023閻承沛北京神霧熱能技術(shù)有限公司技術(shù)報告R20044樊東黎熱處理技術(shù)發(fā)展的首要途徑少無污染J金屬熱處理，2006，31增刊11195王璋保節(jié)能我國能源可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分J工業(yè)加熱，2001，21_56張汝淼熱處理燃料爐的現(xiàn)狀與展望J】工業(yè)爐，2000，221115187王璋保能源節(jié)約的現(xiàn)代含義J工業(yè)爐，2000，22111O158閻承沛高溫空氣燃燒技術(shù)天然氣燃氣熱處理爐系列研制開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目報告R北京機電研究所，20019牟宗山天然氣在熱處理上的開發(fā)和利用C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集JE京20021O劉占倉，董學(xué)智白預(yù)熱燒嘴及其在網(wǎng)帶爐上的應(yīng)用J熱處理，2006，213525511】鄒江，彭小峰，等微小型燃燒技術(shù)介紹C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京200212李治岷，魏玉文工業(yè)加熱爐輻射傳熱節(jié)能新技術(shù)C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京200213葛世名，李工一高紅外線輻射器的節(jié)能與環(huán)保效果分析C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京200214魯?shù)潞耆細饧t外線輻射器的節(jié)能與環(huán)保效果分析C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京200215戴蘭生，解文生，等燃料的潔凈燃燒技術(shù)C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京200216毛元章，毛強空調(diào)與環(huán)保C第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集北京200217劉東雨，徐鴻，方鴻生，等我國低碳貝氏體

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