2020年金属锻造节能技术研究的论文.doc

金属锻造节能技术研究的论文 1金属锻造能耗及污染现状 1.1能源消耗高 在金属锻造行业中，能源的使用效率受到从业人员工作经验、材料本身热效率、设施水平等限制，能源浪费的现象比较严重。锻造的流程主要包括下料、装炉加热、锻造、加工、热处理等环节，其中加热环节是能耗最大的环节，据统计，加热环节的燃料消耗量占全流程的75%左右。当前，我国的金属锻造加热炉的技术相对比较落后，每千克锻件的平均能耗约为20000千焦，平均热效率不足5%。 1.2锻造污染严重 锻造过程中产生的污染主要包括污染性气体排放、工业废弃物排放和噪音污染三个方面。锻造过程中，材料的燃烧会产生大量污染性气体，部分气体未经过处理就排放到了大气之中，其中一氧化碳和硫化物的污染最为严重。同时，二氧化碳的排放也会加剧温室效应。金属锻造中排放的废弃物主要包括废油、废液和废渣，其中既有燃烧后的煤炭残渣、燃油废料，也有金属边角料和使用后的机器润滑油，部分废弃物可降解性差、污染性大，如不经过充分处理，对自然环境将造成恶劣的影响。金属锻造中需要使用许多大型机械，机器运转时会产生巨大的噪音，给周边居民生活带来影响。 2金属锻造中节能技术的应用 目前，在金属锻造中节能技术和节能工艺的应用主要包括以下三个方面。 2.1节能工艺与设备 （1）冷挤压和冷锻：在传统金属锻造流程中，加热及热处理工艺所消耗的能源超过整个工艺流程的75%以上，为有效节约能源消耗，冷锻工艺应运而生。冷锻工艺是在物料再结晶温度下的成型加工，并在回复温度以下进行锻造。目前，在许多行业如汽车零件和部分电子设备生产中，冷锻工艺已经得到了推广应用，在锻件质量进一步提高的基础上，节能效果非常显著。见下图：图1冷锻制造的灯壳散热器 （2）等温锻造：等温锻造是将模具和坯料加热到锻造温度后，在此温度下进行低应变速率变形的塑性加工工艺。等温锻件在最终成型阶段的形变变化比较缓慢，有利于把握其形变程度，从而获得接近无余量的锻件精度，明显减少了金属材料的消耗。 （3）改造电液锤：随着科学技术的进步，经过改造的电液锤能效大幅度提升，其能源利用率提高到了15%-20%，同时，其驱动动力由锅炉蒸汽改为电力驱动，锅炉燃煤带来的粉尘污染有所减少，环境效益有所提升。 （4）改造冷却水循环系统：锻造设备时，为了维系系统的正常运转需要使用大量的冷却水，尤其是中频炉和热处理炉的消耗最大。通过对冷却水循环系统进行改造，设置调节水池和潜水泵，将锻造过程中的冷却水循环、反复使用，可以显著减少水资源的浪费。 2.2工艺流程的节能 （1）生产线节能：生产线节能主要包括以下三个方面的内容：一是循环使用高温废气，按照温度梯度，多级利用加热炉废气中的热量，如等温锻造时加热模具和保温设备都可以使用加热炉废气来实现；二是采用连铸连锻工艺，在同一套模具内，先进行铸造，铸造完成后立刻锻打，从而避免在铸件冷却后对其重新加热所造成的能源浪费；三是利用热处理工艺余热，把加热炉置于锻打工艺之后，通过余热淬火、余热等温、余热正火等手段，充分利用锻件保存的热量。 （2）锻打过程节能：对锻打力度和锻打顺序进行科学调控，可以有效实现节能。在具体操作过程中，可在计算机辅助工艺设计系统中插入节能型工艺数据，并通过系统评估，找到能耗和成本相对最低的工艺流程，以实现节能生产。 2.3生产调度节能 生产调度是对等待加工的工件以及生产线和机器进行合理调配，安排工件被机器生产的先后顺序的过程。合理分配生产系统的资源，可以优化生产指标、提高工作效率、减少资源浪费。在金属锻造中，主要可以从三个方面对生产调度进行优化。一是锻件装炉。主要是通过合理分配锻件材料，提高加热炉的使用率；二是锻件出炉。主要是通过降低保温时间、减少开炉次数等方法，做好锻件出炉与锻件锻打之间的衔接；三是锻件锻打。充分考虑锻打的步骤和每一阶段需要的材料和时间，尽可能缩短锻打设备等待时间。 3结语 金属锻造是重工业发