王健(甘肅鋼鐵職業技術學院,甘肅 嘉峪關 735100)
再制造工程技術在冶金工業中的應用探微
王健(甘肅鋼鐵職業技術學院,甘肅嘉峪關735100)
再制造工程是我國新經濟形勢下的重點發展方向,將再制造工程技術引進到冶金工業當中,可以使冶金設備不斷得到技術改造,延長其壽命期,降低能耗和環境污染。本文闡述了再制造工程技術的內涵和發展,分析了再制造工程技術的關鍵技術,探析了再制造工程技術在冶金工業中的實際應用。
再制造工程;冶金工業;應用
隨著我國經濟社會的發展和人們生活水平的不斷提高,人們對生存環境和生活質量有了更高的要求。隨著國家節能減排政策的推進,保護環境、構建循環經濟模式、維護社會經濟可持續發展成為人們關注的焦點。循環經濟模式要求實現經濟效益最大、資源消耗更少、環境污染更低。再制造工程是循環經濟模式的重要體現,它的核心是綜合利用信息技術、納米技術、生物技術等,最終目的是實現節能減排、保護環境[1]。再制造工程可以對廢舊資源進行二次開發和利用,降低資源短缺與資源浪費之間的矛盾,減少失效、報廢品對環境的污染。
1.1再制造工程技術的內涵
再制造工程經歷了一個漫長的發展過程,學術界對它的認識也不盡相同,我國學者在再制造工程研究過程當中,結合我國經濟發展的實際情況,總結出了具有中國特色的再制造工程,一般是指廢舊產品的技術修復、改造的產業化。中國特色的再制造工程以維修工程額表面工程為基礎,主要是采用先進的壽命評估技術、復合表面工程、納米表面技術等。再制造工程一般可以劃分為三個階段:拆卸零部件、修復檢查零部件、重組零部件[2]。
1.2再制造工程技術的發展
再制造工程技術誕生于上世紀第二次世界大戰,主要應用于工業領域;國外的再制造工程技術發展較早,最早應用再制造工程技術的是美國,最后被廣泛應用于其他國家。近年來,我國非常重視再制造工程技術的發展,相繼出臺了一系列的規定,大力促進我國再制造工程技術的發展。我國的再制造工程技術已經取得了階段性的成就,再制造理念與相關技術被逐步接受和應用,主要應用于工程機械、工業機電設備、機床、采礦機械等。
2.1組裝加工技術
再制造工程是一個復雜的工藝過程,一般使用的是廢棄、磨損的零部件,各種零部件的磨損程度不一,一般由于殘余應力、零件裂紋、和零件的疲勞層的存在,會使零件壽命難以預估。在再制造工程當中,一般要盡量使廢棄零部件的材質和形狀不變,采用高技術恢復原產品的形狀和材質,甚至要超過原產品的性能指標、實現再制造產產品的功能升級[3]。
2.2再制造產品失效特征和質量性能不低于新品
疲勞壽命是再制造壽命檢測的核心,裂紋控制是再制造質量控制的關鍵,表面磨損是再制造的主要損傷形式。再制造產品的失效特征和質量性能不能低于新品的標準,一般成本是新品成本的50%,節能是新品的60%,節才是新品的70%。我國目前創新了一系列的帶有中國特色的再制造技術。如電鑄、熱噴涂、激光熔覆表面技術、自動化納米顆粒復合電刷鍍技術等。
再制造工程的一般工藝是,首先去掉廢舊零部件的原始層、腐蝕層、粗糙層、疲勞裂紋層,其次利用電鑄、堆焊、熱噴涂技術恢復原始尺寸,最后運用表面工程技術對表面進行強化和功能升級[4]。
3.1連鑄結晶器銅板
連鑄結晶器銅板主要采用電鑄技術和熱噴涂技術。電鑄技術是指通過電解的方式,使金屬沉積在鑄模上制造和復制金屬制品的過程。作為連鑄成產的核心設備,連鑄結晶器的質量好壞直接影響鑄坯的質量和連鑄機的作業率。熱噴涂技術是指利用某種熱源將已成粉末或者絲狀的金屬加熱到熔融或者半融的狀態,最后借助焰或空氣噴射到預處理的物體表面,形成功能各異的表面涂層技術。
3.2連鑄輥
連鑄輥主要采用堆焊技術。作為連鑄設備的核心部件,連鑄輥的質量、強度、壽命會在很大程度上影響連鑄設備的作業率。再制造后的連鑄輥,一般比新的連鑄輥性能更好,使用壽命更長、耐磨性越好。連鑄輥在工作時,會產生大量的熱力和機械應力,容易使連鑄輥產生熱疲勞。而在高溫潮濕的環境下,連鑄輥表面容易發生氧化反應,輥外徑容易脫落。使用堆焊再制造技術可以提高連鑄輥的使用性能。
3.3軋輥
軋輥的尺寸規格一般較大,再制造的必要性也越大。軋輥再制造過程主要使用的技術是堆焊。一般軋輥的工作層質量是整個軋輥質量的10%-15%,質量越大,它的使用價值越高,通過再制造工程,對符合材料進行再加工,提高軋輥的功能和品質。冶金軋輥使用堆焊的方法進行符合制造,一般方法簡單、綜合性能較高、經濟效益顯著。使用堆焊技術,可以使軋輥擁有綜合性能高、制造成本低的優勢。
再制造工程技術應用于冶金工業當中有著非常重要的意義,可以提高冶金設備的技術改造,延長其壽命期,降低能耗和環境污染。再制造技術工藝復雜、要求較高,目前在冶金工業中的應用主要表在連鑄結晶器銅板、連鑄輥、軋輥等。
[1]譚立光,姚書典,李愛軍.再制造工程技術在冶金工業中的應用[J].冶金設備,2013,S2:122-125.
[2]公茂秀,于廣娟,袁堂瑋,譚維鈺.表面工程技術在冶金設備修復再制造中的應用與展望[J].山東冶金,2008,03:75-76+78.
[3]蘇天森.冶金工程技術學科的研究現狀與發展前景[A]..2008-2009冶金工程技術學科發展報告[C].:,2009:21.
[4]洪及鄙,蘇天森,仲增墉,李文秀.冶金工程技術學科的研究現狀與發展前景[A]..2012—2013冶金工程技術學科發展報告[C].2014:34.