【軸承網(wǎng)】 二、軸承行業(yè)熱處理節(jié)能措施
眾所周知，軸承熱處理是個耗能大戶，軸承熱處理設備90％以上采用電加熱，俗稱“電老虎”，其電耗占軸承制造業(yè)電耗的25-30％。同時，在熱處理工藝過程中不斷產(chǎn)生熱輻射能、廢煙氣、粉塵和噪音等，對環(huán)境造成一定程度的污染。因此，開發(fā)節(jié)能、環(huán)保型熱處理技術和裝備是軸承行業(yè)亟待解決的問題?！ ?/p>
近些年來，我國軸承行業(yè)從以下幾方面采用措施，提高軸承熱處理的節(jié)能和環(huán)保效果?！ ?/p>
1、優(yōu)化工藝節(jié)能
經(jīng)過大量工藝試驗，在保證熱處理質(zhì)量得到提高的前提下，對熱處理工藝進行優(yōu)化簡化，然后合理設計加熱爐各區(qū)段長度和加工節(jié)拍，充分發(fā)揮熱效能產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。這方面最突出的是北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動工業(yè)爐公司共同開發(fā)研制的多功能輥底可控氣氛熱處理生產(chǎn)線?！ ?/p>
2.利用余熱節(jié)能
財政部近期發(fā)布信息說，中央財政將十大重點節(jié)能工程進行獎勵。十大節(jié)能工程包括“余熱余壓利用工程”。軸承鋼退火是軸承行業(yè)耗能最大的工序之一。多年來，軸承生產(chǎn)企業(yè)在降低軸承鋼退火能耗上下了不少功夫。軸承鋼鍛造余熱退火曾風行一時。但是，這一節(jié)能工藝雖然理論上可行，但實際操作上存在諸多難以解決的問題。最后都以失敗告終。近年來，一些軸承熱處理設備制造優(yōu)勢企業(yè)，如杭州金舟電爐有限公司、蘇州工業(yè)園區(qū)勝龍電爐制造有限公司，轉(zhuǎn)而在利用熱處理余熱上做文章，研發(fā)了“熱回收型連續(xù)等溫退火爐”、“雙層輥底式保護氣氛球化退火爐”，取得了高效節(jié)能的效果?！ ?/p>
3.智能控制節(jié)能
河北工業(yè)大學材料學院研發(fā)的軸承智能退火控制系統(tǒng)，在充分利用企業(yè)原有退火爐體的情況下，配置的該系統(tǒng)可根據(jù)運行過程中反饋獲得的退火爐熱特性、溫場分布、裝爐量等參量，智能化地調(diào)節(jié)各區(qū)加熱溫度，冷卻速度等參量，自動完成退火的全過程，排除了操作上的人為因素，取得了顯著的節(jié)能效果?！ ?/p>
4.減少熱損失節(jié)能
軸承生產(chǎn)企業(yè)和軸承熱處理制造企業(yè)聯(lián)手，在減少軸承熱處理加熱過程中的熱損失下功夫?！ ?/p>
一是以輥底爐取代推桿(盤)爐，免除了料盤的熱損失。(一公斤鋼件從室溫升800℃，需吸熱1.03千卡)。
二是優(yōu)化爐膛設計，同時合理選用高強度輕質(zhì)抗?jié)B碳磚、優(yōu)質(zhì)陶瓷纖維制品等保溫隔熱材料，減少爐襯材料的蓄熱損失和爐壁表面的散熱損失?！ ?/p>
三是優(yōu)勢熱處理制造廠家，如金舟電爐有限公司等，在制造熱處理爐構(gòu)件時，采用大型數(shù)控設備加工，提高加工精度，提高傳動輥的水平精度，提高爐殼剛性和密封性，減少焊縫，從而減少熱損失和氣氛損失。
三、軸承節(jié)能熱處理技術和裝備典型案例
1、多功能輥底可控氣氛熱處理生產(chǎn)線
由北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動工業(yè)爐公司共同研制的多功能輥底式可控氣氛熱處理生產(chǎn)線一種高質(zhì)量、高效率、節(jié)能、環(huán)保型，在國內(nèi)處于領先水平的熱處理裝備?！ ?/p>
該生產(chǎn)線由輥底式加熱爐、升降式淬火硝鹽槽、油槽、輥底式清洗爐、烘干機和雙層輥底式等溫回火爐等主要設備構(gòu)成。
通過編程調(diào)整工藝參數(shù)，在這一條生產(chǎn)線上可以完成四種不同的熱處理工藝：普通馬氏體淬、回火，馬氏體分級淬、回火，貝氏體等溫淬火，貝氏體分級淬火等?！ ?/p>
這一生產(chǎn)線是引進消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的成果，在以下幾方面在國內(nèi)處于領先水平：在一條生產(chǎn)線上具有四種不同的功能，不僅可以進行通常的普通馬氏體淬火而且可以進行馬氏體分級淬火和貝氏體分級淬火；以硝鹽淬火介質(zhì)取代油淬火介質(zhì)；用空氣回火爐取代硝鹽槽進行貝氏體等溫處理；淬火采用計算機控制的升降式機構(gòu)；整條生產(chǎn)線高度密封、零排放?！ ?/p>
在保證強度、硬度、金相組織和殘留奧氏體量達到標準的前提下，貝氏體分級淬火比普通馬氏體淬火沖擊韌性GCr15提高26.6％，GCr18Mo提高36.8％。軸承在很多應用主機，如軋鋼機、風力發(fā)電機、鐵路客車等，需要承受很大的沖擊載荷，因而需要提高的沖擊韌性，普通馬氏體淬火已不能適應這一要求。這一生產(chǎn)線的研制成功，就為適應高沖擊載荷的軸承制造提供了熱處理設備?！ ?/p>
這條熱處理生產(chǎn)線不僅能保證熱處理質(zhì)量，硬度、金相組織、變形和表面脫貧碳均能達到國家和行業(yè)標準要求，并較之以前有很大提高，而且，由于熱處理工藝的優(yōu)化和設備密封性能的提高，節(jié)能效果明顯。全國軸承行業(yè)熱處理平均耗電量為730KWh/噸，這條生產(chǎn)線耗電指標達到550KWh/噸。如在全行業(yè)推廣應用，將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。同時由于升降式的入浴方式，大幅度減少淬火變形，因而可以減少加工留量，達到節(jié)材的效果?！ ?/p>
2.雙層輥底式保護氣氛球化退火爐
眾所周知，球化退火工件降溫至650℃以下即可出爐空冷，大量退火余熱未加利用。為了實現(xiàn)節(jié)能降耗的最佳效果，2007年5月，杭州金舟電爐有限公司創(chuàng)新開發(fā)了“雙層輥底式保護氣氛球化退火爐”。根據(jù)球化退火工藝的特點，將爐體設計成雙層輥底爐，上層進料，分設進料臺、余熱利用室、加熱區(qū)段、保溫區(qū)段、快冷室，下層為出料臺、余熱利用室、緩冷區(qū)段、等溫區(qū)段、快冷室。上下層的余熱利用室為一個貫通室，無隔離，安裝一臺熱循環(huán)風機，加強循環(huán)換熱，利用退火余熱預熱進爐冷態(tài)工件，使工件從室溫升溫至300～350℃；上下層的快冷室為一個升降通道，內(nèi)設升降機，使工件從上層轉(zhuǎn)到下層。雙導爐的結(jié)構(gòu)保證了余熱充分利用的節(jié)能退火工藝：進爐→余熱利用升溫→加熱→保溫→快冷→等溫→緩冷→(余熱利用)強冷→出爐。
余熱利用節(jié)能雙層退火爐，耗電下降150～220KWh／噸鋼，與我國軸承行業(yè)球化退火耗電240～290KWh／噸鋼比較，節(jié)電近90KWh／噸鋼，節(jié)電率達到30％以上。并且退火質(zhì)量優(yōu)良：無氧化，脫碳層深度≤0.10mm，鋼材利用率提高3％以上，特別適用于冷輾套圈的退火。球化退火顯微組織為均勻、細小、彌散、圓整分布的球(粒)狀球光體，可穩(wěn)定地控制在2～2.5級(相當于SKF標準的CG2.1～2.3級)范圍內(nèi)。球化退火后，硬度為185～202HBW，單件硬度差±5HBW，整批硬度散差＜15HBW。