開發節約能源的設備和工藝:開發節約能源的設備和工藝是十分有效地節能措施。今年來,連續式爐取代周期式爐,節能潛力很大。燃燒爐上采用高效換熱器來預熱空氣,合理控制燃燒系數(α)在1.1~1.3范圍,推廣具有蜂窩式周期蓄熱器裝置,橫向燃燒的燒嘴和輻射管,都達到很好節能效果。從爐子設計上看,爐子散熱量大小與爐子外表面積有很大關系,這樣,爐子圓形截面可比矩形截面的表面積小14%,外壁爐殼溫度降低10℃,使通過爐壁的散熱減少20%。為此,目前日本的密封多用爐和推桿式連續式爐都改為圓形截面。有報導,日本同和礦業(原日本東京熱處理)將20年前的滲碳、淬火、清洗和回火推桿式生產線進行節能改造,將前清洗改為燃燒脫脂,脫脂廢氣熱量用作回火爐的部分熱源,將滲碳爐排出的氣氛用作脫脂爐和堿液清洗槽及淬火油的加熱,這樣的廢熱綜合利用使燃料費用減少40%,同時改善了環境。在我國,設備的節能潛力巨大,千萬應引起我國熱處理工作者和設備制造商的重視。能源的節約帶來的是財富。
開發節能的熱處理工藝也是很有效的節能措施。實施高溫滲碳可大大縮短工藝周期,日本早就進行這項工作,把滲碳溫度從930℃提高至1050℃將減短工藝周期40%。但在一般電阻爐中實施受到發熱體和耐熱材料的限制難以兌現,而在真空爐中進行低壓滲碳,在1050℃進行滲碳是輕而易舉的事。現在乙炔低壓滲碳已成熟應用于生產,實現了真空滲碳技術的革命性突破,通人低壓氨氣也可實現低壓碳氮共滲,不論從質量、環保和經濟來看,乙炔低壓真空滲碳是能整合進入生產線的符合未來要求的表面改性技術。
以氮碳共滲、硅氮碳共滲和氧氮共滲代替滲碳和碳氟共滲可把工藝溫度從850~930℃降到550~580℃,代替一般氣體滲氮可把工藝時間從30~70h縮短到1.5~3h。另外鋼件鍛后熱處理,應用非調質鋼取代昂貴耗能的淬火+高沮回火工藝都可達節能目的。
2.我國熱處理行業目前狀況和與國外存在的差距
2.1 目前狀況:我國熱處理行業的基本情況與美國(1996年)和日本(1998和2004年)的比較列于表1。我國的情況1常見于一般雜志上刊登的,實際上是我國上世紀90年代中期的情況;我國的情況2取自金屬熱處理2005年,是中國熱處理行業協會樊東黎教授根據2003年約20余個工業城市調查基礎上的推算估計值。
表1 美、日、中熱處理工業基本情況比較
項 目
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美國(1996)
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日本
(1998)
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日本
(2004年)
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中國1
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中國2
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全國熱處理營業額
職工人數
全員勞動生產率
全年熱處理用電量
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150億美元(1245億元)
14萬人
1.7萬美元/
人年
51.4億kWh
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1200萬日元/人年
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50億元
12萬人
4.17萬
元/人年
86億kWh
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310億元
37萬人
8.7萬元
/人年
99億kWh
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熱處理專業廠數
職工人數
專業廠營業額
專業廠利潤率
專業廠勞動生產率
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700家
1500人
15億美元
約2.5%
約10萬美元/人年
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701家
14000人
25000億元
15-25%
1100-1800萬日元/人年
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555家(>4人)
13587人
2609.95億日元
1921萬日元/人年
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約10%
6萬元/人年
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