高效鑄造熱處理技術在環境保護中的應用

三門峽新華水工機械有限責任公司鑄造公司技術部 472000

摘要：我國機械工業技術的發展給熱處理行業所帶來的利益，對比之下分析了國內外的熱處理在節能環保方面的主要差距，提出了相關問題及整改技術的實施方案.

關鍵詞：熱處理；節能；環保

我國鑄造、冶金、熱處理、電鍍為代表的材料成型加工與改性技術是在國內經濟的基礎制造工業技術，它對我國國民經濟的發展和國家的闊步增長起著重要的作用，同時也占有著重要地位。鑄造機械工業在為國民經濟作出了重要的貢獻，同時他也是消耗能源，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，鑄造工業造成直接或間接的污染也是不可放松警惕的。為此以鑄造機械的其中一項污染，熱處理污染為防止對象，研究了熱處理的污染程度級別，并作出了對國內外熱處理的節能與環保相結合的現狀進行了分析，對國內外熱處理污染防治的解決方法進行了研究，提出了熱處理節能與環保需要發展的關鍵技術，同時也研究出了相關的措施與建議。

1 熱處理工業發展與節能和污染物防治的現狀

機械熱處理工業對我國國民經濟的發展和國家的大型工程建設起著重要作用，占有重要地位。根據中國機械工業聯合會提供的數據統計報告，機械工業總產值突破幾萬億元的效益，總值達到5萬億元大關，同比增長30多個百分點；工業增加值同比增長，全行業連續的增幅快速平穩發展。

然而，我國熱處理工業能耗高，資源浪費大、污染環境嚴重、環境保護意識淡薄和污染治理污物能力差，我國環境污染的70%是由工業生產造成的，而工業污染物中的大部分是由各種工藝設備或各類機電產品在生產運行中產生的。在熱處理生產工業中不僅是消耗能源，消耗材料的大戶，而且也是排放污染物的主要行業之一。同時工業污染防治也面臨十分嚴峻過考驗，本行業的制造過程中，尤為是熱加工環節，總體上是資源消費密集型行業，從大體上看，眼前的經濟增長方式尚未根本轉變，高消耗、高浪費、高污染、低能效的問題十分嚴重。

2 熱處理生產的現狀及其污染類型

目前，全國各類熱處理廠、熱處理設備制造廠、熱處理工藝材料生產廠，以及熱處理的下屬單位將近上萬家。熱處理后的工件清理工序繁瑣，在這些多到工序的生產操作過程中排出的廢水、廢氣、廢渣、鑄造模具的填充粉塵；噪聲、電磁輻射使作業廠房和周圍環境、水質和大氣可吸入顆粒物的產生造成嚴重污染。

噪聲污染主要來源于設備的運行，油和煤炭的助燃器、壓縮機和機械式真空泵、廠房內大型大功率的排風機、大型發電機；電磁輻射污染來源于電源設備和自感應熱處理。就這兩種污染因污染的范圍較小擴散的范圍不大，在治理時相對容易。對噪聲污染可采用一些低噪音設備及隔音防護；而對電磁輻射污染難度相對較困難，但也可以采用發射電磁波，使得用于竊密的電磁接收設備接收到被干擾了的信號。如果使用設計得非常好的軟件對接收到的被干擾了的信號進行分析，還是有可能和還原出有用的信息。明確規定所有改建和技術項目，要提高技術起點，要采用能耗小、污染物排放量小的清潔生產工藝。與此同時，許多省市也制定了和頒布了地方性的清潔生產政策和法規。但針對熱處理工業法律法規仍未完善，特別是針對勞動者生產安全、身體健康的保障仍需要加強。

3 國內外熱處理工藝節能環保現狀的比較

熱處理工藝的復雜工序，質量問題特性常常不是可直觀的評判內在質量，通常在使用過程中才能呈現出來。在我國經濟快速發展的今天，并沒有得到各級政府及相關企業領導者的重視，在相關技術改造及組建基礎研究方面投入明顯不足，導致目前國內專門從事熱處理研究的人員相對較少，致使國內在熱處理節能和環保方面仍存在相當大的差距。然而，在其他國家專人負責專家組進行對熱處理學，提出熱處理技術的發展設備工藝與處理材料的環境能源問題，做出相應部署及對策。

在我國由于地理位置地域的的局限性，國內熱處理廠均屬于封閉型企業。同一個工廠設置了鑄、鍛、電鍍、熱處理、模具制造、運輸等公共性極強的公司。因任務量不多，生產效率降低，設備的利用率低造成能源損耗、材料物耗、環境污染嚴重等因素。為此，我國也做出了相應的決則，并在國內組建了相關的研究組織，成立了專項研究技術中心，爭取在國家發改委、科技部作出節能綠色制造技術，并設立專項基金專門用于支持高效、精密節能、材料物節等技術研發，使我國的鑄造熱處理技術達到高效的水準。

4 提高清潔節能精密高效的熱處理新技術應用的研發

傳統的加熱介質多數是空氣或熔鹽，采用油做冷卻介質，這種熱處理方法對環境污染非常嚴重，必須限制使用并盡早淘汰，取而代之研究推廣清潔節能精密高效的熱處理技術，使熱處理生產環境得到明顯的改善，實現預定的污染防治目標。

1）真空熱處理技術 真空加熱是將工件置于正常大氣壓以下的負壓空間的加熱方法。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。另外，工件還可以在真空中進行低壓滲碳、滲氮等表面處理技術，而且在真空滲碳或碳氮共滲以后進行高壓氣淬，不僅能縮短工期，還能獲得優良的性能，是理想的清潔處理技術，可以代替可控氣氛熱處理技術。

2）離子滲氮和離子滲碳技術 離子滲碳和離子滲氮是將置于低壓容器內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，實現所需原子滲入表層的化學熱處理方法與常規的化學熱處理相比，特點是滲透速度快，工件變形小，易控制，熱效率高，節約能源，而且無煙霧，無廢氣污染。

3）感應加熱熱處理技術 感應加熱是利用電磁感應的原理，使工件表面產生渦流而被加熱。其特點是加熱快，易控制，工件表面氧化和脫碳少，節約能源，污染小。

4）激光束電子束離子束 表面技術與表面改性技術是利用高能束對工件的表面快速加熱作用實現工件表面熱處理，不產生煙塵等污染，同時達到清潔熱處理。

5）淬火冷卻裝備技術 以氣淬、水淬、水霧冷卻技術替代油、聚合物淬火液等淬火。在整個過程中淬火冷卻介質起著重要作用，正確使用和合理使用淬火介質是保證金屬材料制品的熱處理質量的關鍵.淬火冷卻介質與金屬材料不發生或少發生有害的氧化，還原反應或其他物理化學反應，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對空氣、水、環境的污染。

結語

隨著科學技術的發展和進步，“以人為本”的理念為人們所接受，對工業衛生條件的要求不斷提高，有必要再新的職業衛生和環境保護的高度上制定《熱處理工作場所空氣中的有害物質的限值》的國檢標準，對全國各行業熱處理工作場所空氣質量進行有效地管理控制，防止熱處理工作場所空氣中的有害物質對操作人員的健康造成危害，推動“綠色熱處理”理念的深化，促進綠色熱處理技術的飛速發展。