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(yàn)、材料本身熱效率、設(shè)施水平等限制，能源浪費(fèi)的現(xiàn)象比較嚴(yán)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(jì)，加熱環(huán)節(jié)的燃料消耗量占全流程的75%左右。當(dāng)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(yán)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(gè)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(yán)重。同時(shí)，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?jiān)�、燃油廢料，也有金屬邊角料和使用后的機(jī)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(jī)械，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(gè)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(gè)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(yùn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)，其驅(qū)動(dòng)動(dòng)力由鍋爐蒸汽改為電力驅(qū)動(dòng)，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(shí)，為了維系系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jìn)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(fèi)。
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(gè)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(shí)加熱模具和保溫設(shè)備都可以使用加熱爐廢氣來實(shí)現(xiàn)；二是采用連鑄連鍛工藝，在同一套模具內(nèi)，先進(jìn)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(fèi)；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(jìn)行科學(xué)調(diào)控，可以有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在具體操作過程中，可在計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)器進(jìn)行合理調(diào)配，安排工件被機(jī)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(biāo)、提高工作效率、減少資源浪費(fèi)。在金屬鍛造中，主要可以從三個(gè)方面對生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)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(shí)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(shí)間，盡可能縮短鍛打設(shè)備等待時(shí)間。
3結(jié)語
金屬鍛造是重工業(yè)發(fā)展的基石，而當(dāng)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(jìn)行了分析，并針對節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用作了重點(diǎn)分析希望有助于促進(jìn)各類工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的普及。
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