淺談鋁合金熱處理車間的節(jié)能管理

中航沈飛民用飛機有限責任公司 陳軍 劉建民 肖俊勇 趙家忠

一、熱處理的特點

(一)常規(guī)熱處理的一般特點

熱處理是將金屬工件采用恰當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫、冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與機能的工藝。為此，需要把燃料、電力轉(zhuǎn)化為熱能來加熱工件，這就使能源在轉(zhuǎn)化為熱能和熱能在加熱工件的過程中，存有能源與熱能的有效利用以及損失浪費的情況。熱處理在實現(xiàn)產(chǎn)品特性要求的同時，其能源物料的消耗是巨大的，節(jié)能降耗就成為企業(yè)降低成本、提升效益的關(guān)鍵任務。

(二)本單位鋁合金熱處理的特點

據(jù)了解，目前熱處理生產(chǎn)線的耗電量占據(jù)了本車間耗電量的近40%，如何將這些熱處理設(shè)備的耗電量控制到最低水平就顯得尤為重要。同時，隨著更多民機轉(zhuǎn)包項目的陸續(xù)投產(chǎn)，所以，提高生產(chǎn)中的節(jié)能意識和管理水平，收集、分析、比較各項目的熱處理信息，編制出一套可行的精益生產(chǎn)的工藝管理方法，同時提高生產(chǎn)中的節(jié)能意識和管理水平，是目前迫在眉睫的事。

二、產(chǎn)生耗能的原因

熱處理產(chǎn)生耗能的來源有很多，熱處理企業(yè)只有一一找到這些來源，并加以分析，才能有效控制車間的耗電量，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

(1)熱處理設(shè)備陳舊，保溫材料老化，爐門的密封性差。

(2)設(shè)備維護不及時，沒有及時更換易損件。

(3)熱處理工藝參數(shù)選擇的隨意性，工人在選擇工藝參數(shù)時，沒有原則，沒有形成標準化。

(4)熱處理工裝設(shè)計不合理。

(5)熱處理生產(chǎn)計劃管理生效。

(6)員工的質(zhì)量意識參差不齊。

三、實施方法

熱處理節(jié)能的本質(zhì)就是在執(zhí)行工藝方法實現(xiàn)產(chǎn)品特性要求的基礎(chǔ)上，消耗最少的能源，提高能源利用率，提高工作效率。我們是從以下方面入手的。

(一)設(shè)備的選擇

應該首選輕質(zhì)絕熱保溫材料，減少由于設(shè)備原因造成的蓄熱，提高電能的利用率；提高爐門的密封性和減少爐膛側(cè)壁的開孔數(shù)量，提高爐子的密封效果；減少熱處理爐內(nèi)輔助物（料鉤和料筐）的重量，降低熱量的損耗。

(二)現(xiàn)場的維護與管理

避免違反工藝文件及設(shè)備操作規(guī)程作業(yè)，制造不合格品本身就是電能浪費。同時，通過TMP活動，一線人員執(zhí)行了自主維護，儀表工按照各客戶規(guī)范要求定期鑒定熱處理儀表使之符合技術(shù)要求外，每日生產(chǎn)前需檢查各儀表是否出現(xiàn)異常；熱處理工每日對熱處理設(shè)備進行日檢，檢查各機械動作是否正常，檢查爐門、爐襯、及密封是否良好，出現(xiàn)異常及時通知維護人員進行維修必要時更換，保證設(shè)備處于完好狀態(tài)。

(三)工藝流程優(yōu)化（零件同爐處理）

結(jié)合各個項目的工藝規(guī)范要求，運用精益的手段，不同項目零件同爐生產(chǎn)，在滿足各項目零件質(zhì)量的前提下，工人與計劃員在進行生產(chǎn)安排時參照各個項目的零件信息，將不同規(guī)格、不同材料、不同材料品種甚至是不同項目的零件安排同時進行熱處理，避免了分爐處理時，造成的設(shè)備消耗、人工和能源浪費。平常要多爐處理的零件，按照此規(guī)定處理后，零件可一爐進行熱處理，電能可節(jié)省幾倍。

對于可以選擇的工藝，應優(yōu)先選擇，采用能耗低、周期短的工藝代替周期長、能耗低的工藝方法。

(四)熱處理工裝、夾具的改進

“工欲善其事必先利其器”，工裝作為熱處理生產(chǎn)時的輔助設(shè)備，工裝設(shè)計的合理，可以確實保證零件質(zhì)量，合理降低人員工作強度，提高工作效率，間接降低電能消耗。

(五)生產(chǎn)安排的科學性

從管理角度保證加熱設(shè)備的滿負荷即達到額定裝爐量連續(xù)運轉(zhuǎn)是節(jié)約電能的主要手段。為此，熱處理的生產(chǎn)就必須有足夠的批量，并根據(jù)批量合理選擇熱處理設(shè)備，使之實現(xiàn)均衡生產(chǎn)。

由于淬火設(shè)備本身由冷態(tài)到要求溫度的時間較長，耗電量較大，所以應盡量避免多次的重新加熱設(shè)備，集中安排淬火生產(chǎn)，增加每天的熱處理爐次，做到充分利用余熱。要求生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)節(jié)奏一致，總結(jié)出了各個熱處理設(shè)備，升溫到規(guī)定溫度范圍的時間，同時制定合理的排產(chǎn)方案，以便熱處理工人進行生產(chǎn)時更合理的安排時間，避免熱處理設(shè)備不必要的保溫浪費。

所以合理的生產(chǎn)管理是發(fā)掘節(jié)能技術(shù)潛力的前提。對于零件數(shù)量較少，遠小于整爐裝載量的零件批次，在保證工藝要求的前提下，合并處理。

(六)提高員工的節(jié)能意識

熱處理工序的節(jié)能潛力很大，節(jié)能的客觀載體，實施主體是人。在實際生產(chǎn)中，車間操作工人、技術(shù)人員、管理人員是否具有高度的節(jié)能意識是實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低能耗熱處理的主要因素，同時這些人員也是實現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率的主體。即強調(diào)了熱處理生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量控制的管理人員要具備較強的責任心，要豐富自我的專業(yè)理論水平，最終做到掌握本職業(yè)業(yè)務，掌控工作流程。明確了計劃員（生產(chǎn)）、工藝員（技術(shù)）以及檢驗員（質(zhì)量控制）與節(jié)能活動有著密切的聯(lián)系，有著自己的定位，例如計劃員可通過安排熱處理計劃，合理排產(chǎn)來提高效率；工藝員通過合理規(guī)劃工藝方法、工藝控制過程來規(guī)避質(zhì)量風險，優(yōu)化工作流程；檢驗員通過事前提醒，避免工人犯錯，產(chǎn)生返工成本，降低質(zhì)量成本（零件報廢補做），這些都能達到節(jié)能的目的。

四、結(jié)束語

總之，節(jié)能存在于熱處理生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)，需要我們熱處理工作者從設(shè)備節(jié)能、工藝節(jié)能、管理節(jié)能等各方面并且在工作中不斷去發(fā)掘。這對降低企業(yè)運行成本，提升企業(yè)綜合競爭力具有重大意義。

[1]戴圣龍.航空制造工程手冊·熱處理[M].北京：航空工業(yè)出版社，2010