宣传贯彻标准 促进热处理节能减排

1、宣传贯彻标准 促进热处理节能减排北京航空材料研究院 王广生1 概况 目的：节约资源，保护环境，持续发展，提高效益。 目标：国家：能耗下降20%，污染物减少10%。 热协：热处理能耗下降30%，污染物减少15%。 措施一、管理节能推广节能减排型技术设备；规范企业生产管理。措施二、技术改造节能收10%以上资金用于节能减排技改；推广陶瓷纤维代替耐火砖的应用；推广渗碳，渗氮的催渗技术；推广精密控制系统；推广新型清洗设备和烟气处理设备。 措施三、政策推动节能2 热处理节能2.1 热处理节能标准主要内容，见表1。表1 热处理节能标准内容序号标准号及名称主 要 内 容1GB10201-88热处理合理用电导则

2、热处理用电基本要求，热处理工艺的选择，热处理设备的基本要求，热处理工件电耗定额，技术管理2GB/Z 18718-2002热处理节能技术导则热处理节能的途径，提高加热设备的负荷率和利用率，提高电加热设备的热效率，提高燃烧加热设备的热效率，采用各种节能工艺措施节能，改善能源管理，合理组织生产，奖惩制度3GB/T 15318-94工业热处理电炉节能监测方法工业热处理电炉节能监测项目（产品可比用电耗、炉体外表温度），工业热处理电炉节能监测方法，工业热处理电炉节能监测合格指标，工业热处理电炉节能监测结果评价4GB/T 17358-1998热处理生产电耗定额及其计算和测定方法总则，热处理工艺电耗定额计算，

3、热处理综合工艺电耗定额的计算，热处理工艺电耗的测定方法，热处理工艺电耗定额的考核5GB/T 待批 热处理生产燃料消耗定额及其计算和测定方法总则，热处理工艺燃料消耗定额计算，热处理综合工艺燃料消耗定额计算，热处理燃料消耗的测定方法，热处理工艺燃料消耗定额的考核2.2 热处理节能的途径和措施 热处理节能的途径 通过有效的技术和管理可使热处理能源获得最大程度的节约。 热处理加热设备应连续使用和在接近满负荷条件下工作。 减少加热设备的热损失，提高热效率。 回收利用燃烧废热、废气。 燃料在尽可能合理的条件下得到充分燃烧。 采用节能的热处理工艺。 企业设专人管理能源，并建立完善的管理制度。 提高加热设备的

4、负荷率和利用率 加热设备的生产能力应和企业的生产纲领相适应。 热处理加热设备的负荷率不应低于50%。 加热设备应三班连续生产和维持每周五天以上的开工时间。 单件小批量生产以及热处理连续性很差的零件应委托专业厂协作加工。 提高电加热设备的热效率 电阻炉加热（850950）热效率不得低于35%。对超期服役、热效率低于30%的设备必须施行节能改造。 通过以下措施使电阻炉热效率普遍提高到50%以上。1）改进设备结构、减少散热热面积。2）用轻质耐火砖代替重质砖。3）用陶瓷纤维耐火材料代替耐火砖。4）用优质耐热钢做夹具、料盘、炉罐等构件，以减轻其质量。5）提高设备密封性，尽量避免炉壁上开孔、减少炉门开启时

5、间和开启频繁程度。 提高燃烧加热设备的热效率 燃烧加热设备应选择优质燃料。例如发生炉煤气、焦炉煤气、高炉煤气、天然气、液化石油气、轻油和重油，各企业可因地制宜地选取。从环境和方便角度以用天燃气最为有利。 燃烧加热设备的热效率不得低于30%。 除应采取2.2所列各种措施外，尚需采取以下改善燃烧的方法，使热效率提高到50%以上。 1）使燃烧的空气系数保持在1.11.2范围内。 2）燃烧嘴和辐射管必须达到规定的品质标准。 3）采用可严格控制炉温和空气系数的自动调节系统。 4）燃烧嘴必须和燃料相适应，严禁更换燃料时不换烧嘴。 5）利用燃烧废热预热空气到300以上。 6）燃烧嘴辐射管必须具有预热空气功能

6、。 7）经常维护和检修燃烧器，使其始终保持正常燃烧状态和规定的消耗水平。 采取各种节能工艺措施节能 通过实际测定，修正在各类加热设备中的加热计算系数，最大限度地缩短加热时间。 碳素结构钢和低合金结构钢尽量采用不均匀奥氏体化淬火方式，取消加热保持时间（实行所谓“零保温淬火”）。 采用加速化学热处理的催渗措施。 用低温热处理代替高温热处理。 用局部（感应或火焰）热处理代替整体热处理。 用中碳结构钢感应淬火代替渗碳淬火。 尽可能利用锻造余热施行热处理。 采用可施行快速热处理的金属材料，如快速渗碳钢、快速渗氮钢、低淬透性钢等。 建立热处理设备的严格检修维护制度，严格控制工装和工艺材料品质，力求减少和避

7、免返工、返修和报废。 改善能源管理、合理组织生产 热处理企业或热处理分厂、车间设专职或兼职能源管理员，在企业有关领导直接领导下负责企业、分厂、车间的能源管理工作。 能源管理员必须经国家能源主管举办的能源管理学习班培训，取得结业证书后方可担任。 能源管理员要对本单位或部门的燃料、电力消耗，各项能源利用指标、每台设备的能耗统计数字进行经常性记录（见附录A）（标准的附录），并计算单位产量能耗，节能指标完成情况以及具体节能措施效果等（见附录B）（标准的附录）。所有指标的计算应符合GB/T 17358、GB/T 50162、JB/T 50163、JB/T 50164的规定。 能源管理员应督促制订各种热处

8、理件的节能工艺规范，并监督执行。 能源管理员应经常提出各项措施建议，并组织开展群众性节能技改活动。 奖惩制度 国家和地方政府主管部门对热处理节能效率优异企业在精神和物质上应予鼓励和奖赏、对严重浪费能源者给予惩罚。建议国家主管部门委托全国或地方行业协会监督代行。 企业内部按所属各热处理部门的节能工作优劣实行奖惩。具体办法由各企业自定，报行业协会核定。2.3 热处理设备节能监测 产品可比用电单耗 在测试期内，测算以下参数a. 实际生产耗电量在一个生产周期内供给该电炉本体加热元件的电能量和直接用于生产工艺的辅助设备的耗电量合计为实际消耗电能量W，kWh。b. 产品的实际质量 该电炉本次热处理的各种合

9、格产品（工件）的实际质量mi(kg)，其中i1，2，3n，为产品（工件）品种。 测试周期的总折合质量m2按式(1)计算： n m2 mi.K1.K2.K3.K4 (1) i=1 其中：K1 产品（工件）单件质量折算系数，按表2确定； K2 产品（工件）类别折算系数，按表3确定； K3 热处理温度折算系数，按表4确定； K4 热处理工艺折算系数，按表5确定。表2 产品（工件）单件质量折算系数单件产品（工件）质量kg/件0.30.10.30.1K11.01.21.5表3 产品（工件）类别折算系数产品（工件）类别工模具类一般工件类K21.21.0表4 热处理温度折算系数热处理温度1000700100

10、0500700350500350K31.51.00.70.50.3表5 热处理工艺折算系数热处理工艺渗碳渗氮盐浴铝合金淬火钢材淬火退火保温时间20h退火保温时间1020h正火、退火保温时间10hK42.01.51.21.11.71.31.0 测试周期内的合格产品的可比用电单耗bk(kWh/kg)按式(2)计算： b2 W/m2 (2) 产品可比用电单耗应符合以下要求： 对于一个生产周期测定和计算得出的结果，应有bkkWh/kg。 炉体外表面温升 用温度测量仪表测量电炉最高工作温度下的热稳定状态时炉体外表面任意测量点的温度与特定环境温度之差，即表面温升（）。 炉体外表面温度测量点应分别在炉壳（指

11、侧壁和炉顶）、炉门（或炉盖）任选35点，但不得在距炉口（指炉门口、炉盖口、加热元件和热电偶引出孔等）和穿透炉衬的紧固件的周围30cm范围之内。测得的各组表面温升值取其最大值为监测结果。 特定环境温度指距电炉外壁中心1cm处，并采取隔热措施使温度计不直接受电炉及其它热源影响时测得的环境温度。 炉体外表面温升应符合以下要求： a. 对于在额定温度下工作的电炉，表面温升应符合表6的要求。表6 表面温升规定值炉 型额定温度表面温升 炉 壳炉门或炉盖箱式电阻炉750950120013501500505080801005080100100100台车式电阻炉95050100井式电阻炉950120050801

12、00130低温井式回火炉65050100井式气体渗碳炉95050100电极盐浴炉85013006090-b. 对于不是在额定温度下工作的电炉，应按公式（3）计算后与表6比较，看是否符合要求： (20)/(n20)·n (3) 式中： 测得的表面温升， 测量时的工作温度，n 电炉的额定温度，n 在额定温度下的最大允许表面温升（见表6）， 空炉损耗功率比 GB/T 10201-88热处理用电导则对热处理设备提出了空炉损耗功率比R的要求。 Rpo/pc×100% 式中：po 空炉损耗功率，KW pc 额定功率，KW 空炉损耗功率比应满足表7要求。表7 电阻炉、电极盐浴炉空炉损耗额

13、功率比炉 型额定功率KW额定温度空炉损耗额功率比，%一等二等箱式炉14201350120032273635井式炉5012001226箱式炉、震底炉、密封多用炉、小型连续车式炉、大型连续炉、输送带式炉659501823井式加热炉、井式气体渗碳炉259502227井式回火炉、井式渗氮炉256501416小箱式炉、气体发生炉2.5122.510610101410001200130016002734373632404342油浴炉63003235电极盐浴炉3020256508501300 2740562.4 热处理工艺能耗要求 GB/T 17358-1998热处理生产电耗定额及

14、计算和测定方法标准对常用热处理工艺提出了电耗定额要求，应满足表8要求。表8 常用热处理工艺电耗定额热处理工艺定额kWh/kg热处理工艺定额kWh/kg淬火正火退火球化退火去应力退火固溶热处理（不锈钢）高温回火（250）中温回火（250500）低温回火（250）时效（固溶热处理后）0.3000.2400.3300.3900.1800.5400.1800.1500.1200.120气体渗碳（渗层深1.5 mm）气体渗碳（渗层深1.53.0 mm）渗碳-淬火-回火（渗层深1.5 mm）渗碳-淬火-回火（渗层深1.53.0 mm）碳氮共渗氮碳共渗（软氮化）气体渗氮离子渗氮感应淬火冷处理0.7501.0

15、500.9601.2600.5100.1800.5400.7500.1500.090GB/T 待批标准热处理生产燃料定额及其计算和测定方法对常用热处理工艺燃料消耗定额要求，应满足表9要求。表9 常用热处理工艺燃料消耗定额热处理工艺燃料消耗定额（KJ/kg）热处理工艺燃料消耗定额（KJ/kg）淬火正火退火球化退火去应力退火不锈钢固溶处理低温（250）回火中温（250500）回火高温（500）回火20001600220026001200360080010001200时效（固溶处理后）气体渗碳（渗层深1.5 mm）气体渗碳（渗层深1.5 mm3.0 mm）渗碳、淬火、回火（层深1.5 mm）渗碳、淬

16、火、回火（层深1.5mm3.0mm）碳氮共渗氮碳共渗气体渗氮火焰淬火8005000700064008400340014001600500010003 热处理减排标准3.1 热处理减排标准主要内容，见表10表10 热处理减排标准序号标准号及名称主要内容1GB15735-2004金属热处理生产过程安全卫生要求热处理生产的危险因素和有害因素，热处理厂房和作业环境，生产物料和剩余物料，生产装置，热处理工艺作业，安全、卫生防护技术措施2JB8434-1996热处理环境保护技术要求热处理环境污染分类和来源，技术要求，其它要求3JB/T5073-1991热处理车间空气中有害物质了限值技术要求，综合利用4JB

17、/T9052-1999热处理盐浴有害固体废物污染管理的一般规定技术要求，盐浴有害固体废物的管理5JB/T6047-1992热处理盐浴有害固体废物无害化处理方法基本方法，盐浴废渣处理工艺，安全技术要求，有害物质分析6JB/T7519-1994热处理盐浴（钡盐、硝盐）有害固体废物分析方法氯化钡的测定，亚硝酸钠的测定7GB9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准技术内容，监测，标准实施8GB3095-1996环境空气质量标准环境空气质量功能区的分类和标准分类，浓度限值，监测，数据统计的有效性规定，标准的实施9GB8978-1996污水综合排放标准技术内容，监测，标准实施监督10GB12348-9

18、0工业企业厂界噪声标准标准值，监测方法11GB12349-90工业企业厂界噪声测量方法测量条件，测量记录及数据处理12GB8702-88电磁辐射防护规定电磁辐射防护限值，对电磁辐射源的管理，电磁辐射监测，监测的质量保证，名词解释3.2 热处理生产的危险因素和有害因素 热处理生产常见的危险因素热处理生产常见的危险因素有：易燃物质、易爆物质、毒性物质、高压电、炽热物体及腐蚀性物体、致冷剂、坠落物体或进出物等。其来源和危害程度见表11。表11 热处理生产常见的危险因素类别来 源危险程度易燃物质1.淬火和回火用油2.有机清洗剂3.渗剂、燃料和制备可控气氛的原料：煤油、甲醇、乙醇、乙醇乙酯、异丙醇、丙酮

19、、天然气、丙烷、丁烷、液化石油气、发生炉煤气、氢等1.油温失控超过燃点即自行燃烧,易酿成火灾2.有机液体挥发物和气体燃烧泄出后遇明火即燃烧易爆物质1.熔盐2.固体渗碳剂粉尘3.渗剂、燃料、可控气氛4.火焰淬火用氧气和乙炔气5.高压气瓶、储罐1.熔盐遇水即爆炸，硝盐浴温度超过600或与氯化物、炭粉、油脂接触即爆炸2.燃气、炭粉在空气中的浓度达到一定极限值遇明火即爆炸3.气瓶、储罐遇明火或环境温度过高易爆炸毒性物质1.液体碳氮共渗、氮碳共渗和气体氮碳共渗用的原料及排放物；氰化纳、氰化钾、氢氰酸盐2.气体渗碳的排放物；一氧化碳3.盐浴中的氯化钡、亚硝酸钠和钡盐渣造成急性中毒死亡高压电1.高频设备2.

20、中频设备3.一般工业用电电击、电伤害、甚至死亡炽热物体及腐蚀性物质1.高温炉2.炽热工件、夹具和吊具3.热油、熔盐4.激光束5.硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钾1.热工件、热油、熔盐和强酸、强碱使皮肢烧伤2.激光束使皮肤及视网膜烧伤致冷剂氟利昂、干冰酒精混合物、液氮造成局部冻伤坠落物体或迸出物1.工件装运、起吊2.工件校直崩裂3.工件液裂造成砸伤或死亡 热处理生产常见的有害因素 热处理生产常见的有害因素有：热辐射、电磁辐射、噪声、粉尘和有害气体等。其来源和有害程度见表12。表12 热处理生产常见的有害因素类别来 源有害程度热辐射1.高温炉2.炽热工件、夹具和吊具造成疲劳、中暑、衰竭电磁辐射高频电源可

21、能造成中枢神经系统功能障碍和植物神经失调噪声1.喷砂、喷丸2.加热炉的燃烧器3.真空泵、压缩机和通风机4.中频发电机5.超声波清洗设备长期处于高强度噪声（90dB）会造成听力下降粉尘1.喷砂时的石英砂、喷丸时的粉尘2.浮动粒子炉的石墨和氧化铝粉3.固体渗碳剂长期处于高浓度粉尘作业会引起矽肺有害气体1.盐浴炉烟雾2.一氧化碳、氨和甲醇、乙醇蒸气3.强酸、强碱的挥发物4.油蒸气5.氟利昂造成各种慢性疾病3.3 热处理生产现场有害物质的限量 工作场地空气中的有害物质的最高容许浓度不超过JB/T5073的规定（见表13）一氧化碳的最高容许浓度在和业时间短暂时可放宽：在作时间1h内，容许达到50mg/m

22、3；0.5h内容许达到100mg/m3；15min-20min内容许达到200mg/m3。在上述条件下反复作业时，两次之间须间隔2h以上。表13 工作场地空气中的有害物质的最容许浓度有害物质最高容许浓度（mg/m3）有害物质最高容许浓度（mg/m3）一氧化碳二氧化碳苛性碱（换算成NaOH）氮氧化物（换算成NO2）氨氰化氢及氢氰酸盐（HCN）氯氯化氢及盐酸甲醇30150.55300.311550丙酮苯a三氯乙烯氟化物（换算成F）二甲基甲酰胺粉尘钡及其化合物40040301102(含10%以上游离二氧化硅)1(含80%以上游离二氧化硅)0.5（推荐值） 除经呼吸道毒害人体外，尚易经皮肤吸收的有害物质。 工作场地的噪声不得超过90dB。 作业部位