金屬鍛造節(jié)能技術(shù)研究的論文
1金屬鍛造能耗及污染現(xiàn)狀
1.1能源消耗高
在金屬鍛造行業(yè)中,能源的使用效率受到從業(yè)人員工作經(jīng)驗、材料本身熱效率、設(shè)施水平等限制,能源浪費的現(xiàn)象比較嚴重。鍛造的流程主要包括下料、裝爐加熱、鍛造、加工、熱處理等環(huán)節(jié),其中加熱環(huán)節(jié)是能耗最大的環(huán)節(jié),據(jù)統(tǒng)計,加熱環(huán)節(jié)的燃料消耗量占全流程的75%左右。當前,我國的金屬鍛造加熱爐的技術(shù)相對比較落后,每千克鍛件的平均能耗約為20000千焦,平均熱效率不足5%。
1.2鍛造污染嚴重
鍛造過程中產(chǎn)生的污染主要包括污染性氣體排放、工業(yè)廢棄物排放和噪音污染三個方面。鍛造過程中,材料的燃燒會產(chǎn)生大量污染性氣體,部分氣體未經(jīng)過處理就排放到了大氣之中,其中一氧化碳和硫化物的污染最為嚴重。同時,二氧化碳的排放也會加劇溫室效應(yīng)。金屬鍛造中排放的.廢棄物主要包括廢油、廢液和廢渣,其中既有燃燒后的煤炭殘渣、燃油廢料,也有金屬邊角料和使用后的機器潤滑油,部分廢棄物可降解性差、污染性大,如不經(jīng)過充分處理,對自然環(huán)境將造成惡劣的影響。金屬鍛造中需要使用許多大型機械,機器運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生巨大的噪音,給周邊居民生活帶來影響。
2金屬鍛造中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
目前,在金屬鍛造中節(jié)能技術(shù)和節(jié)能工藝的應(yīng)用主要包括以下三個方面。
2.1節(jié)能工藝與設(shè)備
。1)冷擠壓和冷鍛:在傳統(tǒng)金屬鍛造流程中,加熱及熱處理工藝所消耗的能源超過整個工藝流程的75%以上,為有效節(jié)約能源消耗,冷鍛工藝應(yīng)運而生。冷鍛工藝是在物料再結(jié)晶溫度下的成型加工,并在回復(fù)溫度以下進行鍛造。目前,在許多行業(yè)如汽車零件和部分電子設(shè)備生產(chǎn)中,冷鍛工藝已經(jīng)得到了推廣應(yīng)用,在鍛件質(zhì)量進一步提高的基礎(chǔ)上,節(jié)能效果非常顯著。見下圖:圖1冷鍛制造的燈殼散熱器
。2)等溫鍛造:等溫鍛造是將模具和坯料加熱到鍛造溫度后,在此溫度下進行低應(yīng)變速率變形的塑性加工工藝。等溫鍛件在最終成型階段的形變變化比較緩慢,有利于把握其形變程度,從而獲得接近無余量的鍛件精度,明顯減少了金屬材料的消耗。
。3)改造電液錘:隨著科學(xué)技術(shù)的進步,經(jīng)過改造的電液錘能效大幅度提升,其能源利用率提高到了15%-20%,同時,其驅(qū)動動力由鍋爐蒸汽改為電力驅(qū)動,鍋爐燃煤帶來的粉塵污染有所減少,環(huán)境效益有所提升。
。4)改造冷卻水循環(huán)系統(tǒng):鍛造設(shè)備時,為了維系系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)需要使用大量的冷卻水,尤其是中頻爐和熱處理爐的消耗最大。通過對冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行改造,設(shè)置調(diào)節(jié)水池和潛水泵,將鍛造過程中的冷卻水循環(huán)、反復(fù)使用,可以顯著減少水資源的浪費。
2.2工藝流程的節(jié)能
。1)生產(chǎn)線節(jié)能:生產(chǎn)線節(jié)能主要包括以下三個方面的內(nèi)容:一是循環(huán)使用高溫廢氣,按照溫度梯度,多級利用加熱爐廢氣中的熱量,如等溫鍛造時加熱模具和保溫設(shè)備都可以使用加熱爐廢氣來實現(xiàn);二是采用連鑄連鍛工藝,在同一套模具內(nèi),先進行鑄造,鑄造完成后立刻鍛打,從而避免在鑄件冷卻后對其重新加熱所造成的能源浪費;三是利用熱處理工藝余熱,把加熱爐置于鍛打工藝之后,通過余熱淬火、余熱等溫、余熱正火等手段,充分利用鍛件保存的熱量。
。2)鍛打過程節(jié)能:對鍛打力度和鍛打順序進行科學(xué)調(diào)控,可以有效實現(xiàn)節(jié)能。在具體操作過程中,可在計算機輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)中插入節(jié)能型工藝數(shù)據(jù),并通過系統(tǒng)評估,找到能耗和成本相對最低的工藝流程,以實現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)。
2.3生產(chǎn)調(diào)度節(jié)能
生產(chǎn)調(diào)度是對等待加工的工件以及生產(chǎn)線和機器進行合理調(diào)配,安排工件被機器生產(chǎn)的先后順序的過程。合理分配生產(chǎn)系統(tǒng)的資源,可以優(yōu)化生產(chǎn)指標、提高工作效率、減少資源浪費。在金屬鍛造中,主要可以從三個方面對生產(chǎn)調(diào)度進行優(yōu)化。一是鍛件裝爐。主要是通過合理分配鍛件材料,提高加熱爐的使用率;二是鍛件出爐。主要是通過降低保溫時間、減少開爐次數(shù)等方法,做好鍛件出爐與鍛件鍛打之間的銜接;三是鍛件鍛打。充分考慮鍛打的步驟和每一階段需要的材料和時間,盡可能縮短鍛打設(shè)備等待時間。
3結(jié)語
金屬鍛造是重工業(yè)發(fā)展的基石,而當前金屬鍛造行業(yè)仍然有著很多提升的空間。本文對金屬鍛造的現(xiàn)狀進行了分析,并針對節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用作了重點分析希望有助于促進各類工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的普及。
【金屬鍛造節(jié)能技術(shù)研究的論文】相關(guān)文章:
暖通設(shè)計綠色節(jié)能技術(shù)研究論文10-25