高效鑄造熱處理技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

三門峽新華水工機(jī)械有限責(zé)任公司鑄造公司技術(shù)部 472000

摘要：我國(guó)機(jī)械工業(yè)技術(shù)的發(fā)展給熱處理行業(yè)所帶來(lái)的利益，對(duì)比之下分析了國(guó)內(nèi)外的熱處理在節(jié)能環(huán)保方面的主要差距，提出了相關(guān)問(wèn)題及整改技術(shù)的實(shí)施方案.

關(guān)鍵詞：熱處理；節(jié)能；環(huán)保

我國(guó)鑄造、冶金、熱處理、電鍍?yōu)榇淼牟牧铣尚图庸づc改性技術(shù)是在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)制造工業(yè)技術(shù)，它對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家的闊步增長(zhǎng)起著重要的作用，同時(shí)也占有著重要地位。鑄造機(jī)械工業(yè)在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)作出了重要的貢獻(xiàn)，同時(shí)他也是消耗能源，消耗材料的重中之一，而且也是排放污染物的主要大戶。與此同時(shí)，鑄造工業(yè)造成直接或間接的污染也是不可放松警惕的。為此以鑄造機(jī)械的其中一項(xiàng)污染，熱處理污染為防止對(duì)象，研究了熱處理的污染程度級(jí)別，并作出了對(duì)國(guó)內(nèi)外熱處理的節(jié)能與環(huán)保相結(jié)合的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，對(duì)國(guó)內(nèi)外熱處理污染防治的解決方法進(jìn)行了研究，提出了熱處理節(jié)能與環(huán)保需要發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也研究出了相關(guān)的措施與建議。

1 熱處理工業(yè)發(fā)展與節(jié)能和污染物防治的現(xiàn)狀

機(jī)械熱處理工業(yè)對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家的大型工程建設(shè)起著重要作用，占有重要地位。根據(jù)中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提供的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值突破幾萬(wàn)億元的效益，總值達(dá)到5萬(wàn)億元大關(guān)，同比增長(zhǎng)30多個(gè)百分點(diǎn)；工業(yè)增加值同比增長(zhǎng)，全行業(yè)連續(xù)的增幅快速平穩(wěn)發(fā)展。

然而，我國(guó)熱處理工業(yè)能耗高，資源浪費(fèi)大、污染環(huán)境嚴(yán)重、環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄和污染治理污物能力差，我國(guó)環(huán)境污染的70%是由工業(yè)生產(chǎn)造成的，而工業(yè)污染物中的大部分是由各種工藝設(shè)備或各類機(jī)電產(chǎn)品在生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的。在熱處理生產(chǎn)工業(yè)中不僅是消耗能源，消耗材料的大戶，而且也是排放污染物的主要行業(yè)之一。同時(shí)工業(yè)污染防治也面臨十分嚴(yán)峻過(guò)考驗(yàn)，本行業(yè)的制造過(guò)程中，尤為是熱加工環(huán)節(jié)，總體上是資源消費(fèi)密集型行業(yè)，從大體上看，眼前的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式尚未根本轉(zhuǎn)變，高消耗、高浪費(fèi)、高污染、低能效的問(wèn)題十分嚴(yán)重。

2 熱處理生產(chǎn)的現(xiàn)狀及其污染類型

目前，全國(guó)各類熱處理廠、熱處理設(shè)備制造廠、熱處理工藝材料生產(chǎn)廠，以及熱處理的下屬單位將近上萬(wàn)家。熱處理后的工件清理工序繁瑣，在這些多到工序的生產(chǎn)操作過(guò)程中排出的廢水、廢氣、廢渣、鑄造模具的填充粉塵；噪聲、電磁輻射使作業(yè)廠房和周圍環(huán)境、水質(zhì)和大氣可吸入顆粒物的產(chǎn)生造成嚴(yán)重污染。

噪聲污染主要來(lái)源于設(shè)備的運(yùn)行，油和煤炭的助燃器、壓縮機(jī)和機(jī)械式真空泵、廠房?jī)?nèi)大型大功率的排風(fēng)機(jī)、大型發(fā)電機(jī)；電磁輻射污染來(lái)源于電源設(shè)備和自感應(yīng)熱處理。就這兩種污染因污染的范圍較小擴(kuò)散的范圍不大，在治理時(shí)相對(duì)容易。對(duì)噪聲污染可采用一些低噪音設(shè)備及隔音防護(hù)；而對(duì)電磁輻射污染難度相對(duì)較困難，但也可以采用發(fā)射電磁波，使得用于竊密的電磁接收設(shè)備接收到被干擾了的信號(hào)。如果使用設(shè)計(jì)得非常好的軟件對(duì)接收到的被干擾了的信號(hào)進(jìn)行分析，還是有可能和還原出有用的信息。明確規(guī)定所有改建和技術(shù)項(xiàng)目，要提高技術(shù)起點(diǎn)，要采用能耗小、污染物排放量小的清潔生產(chǎn)工藝。與此同時(shí)，許多省市也制定了和頒布了地方性的清潔生產(chǎn)政策和法規(guī)。但針對(duì)熱處理工業(yè)法律法規(guī)仍未完善，特別是針對(duì)勞動(dòng)者生產(chǎn)安全、身體健康的保障仍需要加強(qiáng)。

3 國(guó)內(nèi)外熱處理工藝節(jié)能環(huán)保現(xiàn)狀的比較

熱處理工藝的復(fù)雜工序，質(zhì)量問(wèn)題特性常常不是可直觀的評(píng)判內(nèi)在質(zhì)量，通常在使用過(guò)程中才能呈現(xiàn)出來(lái)。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，并沒有得到各級(jí)政府及相關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的重視，在相關(guān)技術(shù)改造及組建基礎(chǔ)研究方面投入明顯不足，導(dǎo)致目前國(guó)內(nèi)專門從事熱處理研究的人員相對(duì)較少，致使國(guó)內(nèi)在熱處理節(jié)能和環(huán)保方面仍存在相當(dāng)大的差距。然而，在其他國(guó)家專人負(fù)責(zé)專家組進(jìn)行對(duì)熱處理學(xué)，提出熱處理技術(shù)的發(fā)展設(shè)備工藝與處理材料的環(huán)境能源問(wèn)題，做出相應(yīng)部署及對(duì)策。

在我國(guó)由于地理位置地域的的局限性，國(guó)內(nèi)熱處理廠均屬于封閉型企業(yè)。同一個(gè)工廠設(shè)置了鑄、鍛、電鍍、熱處理、模具制造、運(yùn)輸?shù)裙残詷O強(qiáng)的公司。因任務(wù)量不多，生產(chǎn)效率降低，設(shè)備的利用率低造成能源損耗、材料物耗、環(huán)境污染嚴(yán)重等因素。為此，我國(guó)也做出了相應(yīng)的決則，并在國(guó)內(nèi)組建了相關(guān)的研究組織，成立了專項(xiàng)研究技術(shù)中心，爭(zhēng)取在國(guó)家發(fā)改委、科技部作出節(jié)能綠色制造技術(shù)，并設(shè)立專項(xiàng)基金專門用于支持高效、精密節(jié)能、材料物節(jié)等技術(shù)研發(fā)，使我國(guó)的鑄造熱處理技術(shù)達(dá)到高效的水準(zhǔn)。

4 提高清潔節(jié)能精密高效的熱處理新技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)

傳統(tǒng)的加熱介質(zhì)多數(shù)是空氣或熔鹽，采用油做冷卻介質(zhì)，這種熱處理方法對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重，必須限制使用并盡早淘汰，取而代之研究推廣清潔節(jié)能精密高效的熱處理技術(shù)，使熱處理生產(chǎn)環(huán)境得到明顯的改善，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的污染防治目標(biāo)。

1）真空熱處理技術(shù) 真空加熱是將工件置于正常大氣壓以下的負(fù)壓空間的加熱方法。真空加熱不僅能防止工件的氧化脫碳，而且具有脫脂、脫氣凈化表面和變形少的特點(diǎn)。另外，工件還可以在真空中進(jìn)行低壓滲碳、滲氮等表面處理技術(shù)，而且在真空滲碳或碳氮共滲以后進(jìn)行高壓氣淬，不僅能縮短工期，還能獲得優(yōu)良的性能，是理想的清潔處理技術(shù)，可以代替可控氣氛熱處理技術(shù)。

2）離子滲氮和離子滲碳技術(shù) 離子滲碳和離子滲氮是將置于低壓容器內(nèi)的工件在輝光放電的作用下，帶電粒子轟擊工件表面，使其溫度升高，實(shí)現(xiàn)所需原子滲入表層的化學(xué)熱處理方法與常規(guī)的化學(xué)熱處理相比，特點(diǎn)是滲透速度快，工件變形小，易控制，熱效率高，節(jié)約能源，而且無(wú)煙霧，無(wú)廢氣污染。

3）感應(yīng)加熱熱處理技術(shù) 感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)的原理，使工件表面產(chǎn)生渦流而被加熱。其特點(diǎn)是加熱快，易控制，工件表面氧化和脫碳少，節(jié)約能源，污染小。

4）激光束電子束離子束 表面技術(shù)與表面改性技術(shù)是利用高能束對(duì)工件的表面快速加熱作用實(shí)現(xiàn)工件表面熱處理，不產(chǎn)生煙塵等污染，同時(shí)達(dá)到清潔熱處理。

5）淬火冷卻裝備技術(shù) 以氣淬、水淬、水霧冷卻技術(shù)替代油、聚合物淬火液等淬火。在整個(gè)過(guò)程中淬火冷卻介質(zhì)起著重要作用，正確使用和合理使用淬火介質(zhì)是保證金屬材料制品的熱處理質(zhì)量的關(guān)鍵.淬火冷卻介質(zhì)與金屬材料不發(fā)生或少發(fā)生有害的氧化，還原反應(yīng)或其他物理化學(xué)反應(yīng)，制品表面不被污染或少被污染.這樣也可以減少制品在清理時(shí)對(duì)空氣、水、環(huán)境的污染。

結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，“以人為本”的理念為人們所接受，對(duì)工業(yè)衛(wèi)生條件的要求不斷提高，有必要再新的職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)的高度上制定《熱處理工作場(chǎng)所空氣中的有害物質(zhì)的限值》的國(guó)檢標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)全國(guó)各行業(yè)熱處理工作場(chǎng)所空氣質(zhì)量進(jìn)行有效地管理控制，防止熱處理工作場(chǎng)所空氣中的有害物質(zhì)對(duì)操作人員的健康造成危害，推動(dòng)“綠色熱處理”理念的深化，促進(jìn)綠色熱處理技術(shù)的飛速發(fā)展。