熱處理工藝的節能、環保與可持續發展

陳玉祥 唐佳（西南石油大學,四川成都610500）

熱處理工藝的節能、環保與可持續發展

陳玉祥 唐佳（西南石油大學,四川成都610500）

熱處理工藝是工業生產發展不可缺少的關鍵技術，但其能耗高，污染嚴重，與節能環保的發展趨勢相駁。簡述了熱處理行業發展現狀，熱處理過程中能源的消耗，對人體健康的危害和對環境的污染。大量使用新型高端的熱處理設備，發揮計算機輔助作用，使熱處理過程智能化，最大程度達到節能環保與可持續發展。

熱處理；節能；環保；可持續發展

熱處理工藝是改變工件性能非常重要的方式，是機械工業發展不可缺少的關鍵技術，每年有超過30%的鋼件均需通過熱處理工藝來達到預期的使用性能。中國機械工程學會副理事長張彥敏在“第十一次全國熱處理大會”上致辭到：熱處理是重要的基礎制造工藝之一，是我國成為制造強國和材料強國不可或缺的關鍵技術。但是，大量的熱處理隨之帶來的是對環境嚴重的污染[1]，在各行各業都朝著節能環保及可持續發展的目標靠近時，熱處理行業依然保持著高耗能，重污染的狀態。所以，在大力發展熱處理行業時，要促進熱處理向節能減排，高效率低能耗、清凈環保、智能化轉變[2]。

1 行業現狀

隨著生產實際對工件使用性能要求的提高，需要進行熱處理工藝的工件所占比例越來越大，且工藝愈加趨于復雜化。我國熱處理行業發展迅速，但因設備較陳舊，工藝較落后，能耗較高，高排放低效率，給環境造成了嚴重污染。特別是小型企業，熱處理工藝粗糙，水平偏低，管理維護能力差，進一步加速了對環境的污染。熱處理行業在節能環保方面的管理力度遠遠不夠，能源是生產最重要的基礎，節能環保是必然的發展趨勢[3]。熱處理行業中我國主要存在的問題是：（1）設備陳舊，高端熱處理設備依賴進口;（2）能耗大，能源利用率低，環境污染嚴重；（3）技術水平有限，產品質量不穩定，成功率低。

2 能源消耗和污染類型

熱處理過程是資源耗費密集型和污染嚴重型行業，高排放、高消耗、高污染和低效率等問題亟待解決。我國每年需進行熱處理的工件超過1億噸，帶來的環境污染問題極其嚴重，復雜的工序包括加熱、冷卻、清理等過程排放的廢水、廢氣，粉塵、殘渣等是造成環境污染，危害人體健康的主要原因。

1.1 熱處理對環境造成的污染

熱處理對環境的污染主要體現在對空氣和水的污染。燃燒加熱過程中煤、油、液化氣及天然氣燃燒后，向空氣中排放SO2、CO2、NO2、CO等廢氣，會對空氣造成嚴重的污染；鹽浴熱處理時產生的蒸發物如NH3、BaCl、HCl等，化學熱處理用到的制冷劑如甲醇、丙酮、氟利昂等以及噴砂產生的粉塵均會對空氣造成污染。對水資源的污染則是由未經處理就排放的廢水，以及使用過的淬火介質等造成的[4]。

1.2 熱處理對人體健康造成的危害

熱處理過程對人體健康造成的危害極大，如燃燒產生的SO2會損傷人的呼吸器官；表面和化學熱處理生成的甲醇和奔蒸汽會使人暈眩、昏迷、死亡；噴砂產生的粉塵會傷害肺臟，導致肺病；熱處理后的工件清洗產生的廢水排入地下后會污染居民飲用水，危害人體健康；淬火介質如礦物油含有的環丙芘是強致癌物質，會引起消化道癌、乳腺癌和膀胱癌等；感應加熱時高強度電子輻射會使細胞壞死，人體神經功能混亂，基因突變；設備長時間運行產生的噪音也會對人的神經系統、心理和聽覺造成損害[5]。

3 節能、環保及可持續發展

3.1 采用新型熱處理設備，促進熱處理智能化

隨著科技的不斷進步，各種新型的熱處理設備不斷被開發出來，為實現熱處理的節能、環保及可持續發展目標，應多使用高效、節能的設備及技術，減少舊設備及工藝的使用頻率。如真空熱處理技術與感應熱處理技術不僅能防止工件氧化、脫碳、變形，還能凈化表面，縮短表面熱處理工期，所得工件性能優良，節能又環保[6]。重視計算機的輔助作用，使熱處理過程趨于智能化。利用計算機對工件進行模擬和虛擬的熱處理，為實際的熱處理過程提供最佳方案，減少實際熱處理次數，節約成本，避免資源的浪費。

3.2 合理設計熱處理工藝，減少對環境的污染

對管材制定最恰當的熱處理工藝，包括加熱溫度，保溫時間以及淬火介質的選擇。在保證鋼材使用性能的前提下，選擇較低的加熱溫度和保溫時間，能降低對燃氣的消耗；選用油做淬火介質對環境的污染十分嚴重，應盡量避免；保證熱處理工廠的連續生產極其重要，在降低燃氣消耗的同時，能節約成本，減少對環境的污染[7]。

3.3 合理利用廢棄資源，實現節能環保

節能是當今社會發展的主要趨勢，實現節能才能促進可持續發展。要正確利用廢棄物，用于制造熱能來提高利用率，達到節能的目的。爐內選擇性能優良的保溫材料，做好尾氣、余熱的回收及再利用，提高精密高效、清潔節能的熱處理新技術的應用，同時加強法律約束及執法力度。

4 結語

熱處理是高耗能、高污染行業，為達到綠色、高效、環保及可持續發展目標，需更新熱處理設備，大量引進高端設備，促進熱處理智能化；提高熱處理整體水平，合理設計熱處理工藝，減少對人體健康造成的危害以及對環境造成的污染。

[1]費勤勇.探討如何在熱處理過程中實現節能環保[J].科技經濟導刊,2016(22):104.

[2]馬永杰.熱處理生產的環保與節能[J].材料熱處理,2006, 35(14):64.

[3]羅輯.熱處理節能與環保技術進展[J].高新技術產業發展,2013,(7):7.

[4]廖波,肖福仁.熱處理節能與環保技術進展[J].金屬熱處理,2009,34(1):1.

[5]王濤.熱處理行業的節能與環保[J].機械管理開發, 2012,(1):115.

[6]王瑾.熱處理生產的節能與環保技術研究[J].機械管理開發,2013(2):37.

[7]亓芳.石油管的熱處理[J].熱處理,2016,31(2):58.