淺談索具行業(yè)的綠色鍛造

文／張來星，張熙，谷家駿，許程·山東神力索具有限公司

鍛造生產(chǎn)是機械制造工業(yè)中提供機械零件毛坯的主要加工方法之一，是索具產(chǎn)品成形的重要方式。其作為關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，能耗相對過高，污染相對嚴重成了企業(yè)迫切需要解決的問題。綠色鍛造是綜合考慮環(huán)境因素和資源利用效率的現(xiàn)代生產(chǎn)模式，要求最大限度地減少對環(huán)境的影響，使原材料和能源的利用效率達到最高，同時協(xié)調(diào)優(yōu)化企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。

我公司目前引進了大量的先進生產(chǎn)設(shè)備和工藝，改變了以往的生產(chǎn)方法和模式，為鍛造技術(shù)的發(fā)展和改進提供了良好的發(fā)展平臺。本文從改變能源利用結(jié)構(gòu)、廢舊能源二次利用、合理優(yōu)化生產(chǎn)工藝、協(xié)調(diào)發(fā)展綠色供應(yīng)鏈四個方面闡述了索具行業(yè)中綠色鍛造。

改變能源利用結(jié)構(gòu)

為了應(yīng)對越來越嚴峻的資源短缺、環(huán)境壓力，助推國家“雙碳”目標實現(xiàn)，企業(yè)提出了采用綠色鍛造的可持續(xù)發(fā)展模式。電能作為鍛造工藝中最重要的能源，其產(chǎn)生的費用在生產(chǎn)成本中占據(jù)了很大比重。如何降低電費的支出成本，降本增效，是企業(yè)需要解決的問題。

可再生能源的迅速發(fā)展，給索具行業(yè)的能源利用結(jié)構(gòu)帶來了一定程度的改變。索具行業(yè)可以合理地利用可再生能源，提高可再生能源在能源利用結(jié)構(gòu)中的比重。在可再生能源中，利用太陽能發(fā)電是相對有前景的技術(shù)之一。規(guī)模以上的索具行業(yè)往往具有占地面積大，廠房數(shù)量多的特點。廠房頂棚往往處于閑置的狀態(tài)，對于光照充足地區(qū)廠房頂棚加以利用，建設(shè)光伏發(fā)電，自產(chǎn)自用，可大幅節(jié)約電費支出。

廢舊能源二次利用

鍛造工序中棒料的初始加熱溫度一般可達1000 ～1200℃。直至成形后產(chǎn)品冷卻，整個過程多余的熱量全部被冷卻水及空氣吸收，散發(fā)到周圍的環(huán)境中。散發(fā)的熱量沒有做任何的回收及利用，還會導(dǎo)致生產(chǎn)線周圍的環(huán)境溫度升高，存在著相當程度的能源浪費。

針對鍛造車間廢舊能源的回收問題，目前主要的利用方式就是采用預(yù)熱器。根據(jù)預(yù)熱器效率的不同，流出預(yù)熱器的煙氣溫度一般在200 ～800℃之間，對這部分熱量再次利用稱為余熱二次回收利用，可把煙氣溫度從200 ～800℃降到約100 ～150℃，回收的余熱進行綜合利用，在寒冷的冬季用于采暖，在過渡季節(jié)用來制取生活熱水。廢舊能源的回收利用，減少了污染物的排放，節(jié)約了能源，在鍛造工序中起到了重要作用。

合理優(yōu)化生產(chǎn)工藝

綠色鍛造，除了避免能源的無用浪費，還需要考慮材料的利用率問題。據(jù)統(tǒng)計，在材料利用率和鍛件綜合能耗上，我國與發(fā)達國家還有一定的差距。發(fā)達國家模鍛件的材料利用率為76%～93%，國內(nèi)模鍛件的材料利用率一般在73%～78%，發(fā)達國家每噸鍛件綜合能耗平均為0.6 ～0.8t 標準煤，國內(nèi)每噸鍛件綜合能耗平均為1.3 ～1.5t 標準煤。可見，提高材料的利用率對于綠色鍛造的發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)人員在設(shè)計產(chǎn)品模具結(jié)構(gòu)時，可以考慮合理的增加成形模腔，最大程度的避免材料浪費。在設(shè)計初期可以引入有限元分析技術(shù)，分析棒料在型腔內(nèi)的流動情況，有助于合理設(shè)計棒料的下料尺寸。此外，在棒料下料階段，可采用高速鋸等下料設(shè)備，精確控制棒料的長度尺寸和端面斜度，也有助于提升材料的利用率，減少產(chǎn)品由于棒料端面的缺陷造成的成形問題。

合理規(guī)劃、布置產(chǎn)品生產(chǎn)線，盡量減少設(shè)備和設(shè)備之間的擺放距離，保持短程傳遞，減少熱量損耗。讓設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍處于一個最合理的范圍，也有助于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低能源損耗。

環(huán)境的問題在綠色鍛造中也扮演了相當重要的角色。鍛造車間噪聲問題突出，廠房車間采用隔音材料雖然有效阻斷了噪聲的對外傳播，但是對于生產(chǎn)線周圍噪聲的防護也不容忽視。除了常見的給員工配發(fā)耳塞外，還可以從設(shè)備采購及改造方面采取措施。對于新車間，在安裝設(shè)備時，要考慮在設(shè)備地基內(nèi)安裝防振裝置，減少振動的傳播。選用鍛造能量可控的鍛造設(shè)備或者對設(shè)備進行智能化改造，對于生產(chǎn)的產(chǎn)品合理調(diào)節(jié)鍛造的打擊能量，避免多余能量的存在造成承擊面發(fā)生強烈碰撞，產(chǎn)生巨大噪聲，也能相應(yīng)延長模具的使用壽命。

協(xié)調(diào)發(fā)展綠色供應(yīng)鏈

綠色供應(yīng)鏈是綠色低碳社會的產(chǎn)物，在“雙碳”目標的引導(dǎo)下，國家、政府、企業(yè)以及個人對綠色產(chǎn)業(yè)的關(guān)注度都在不斷提升，國家政策推動綠色供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展、綠色供應(yīng)鏈推動國家“雙碳”目標實現(xiàn)的良性循環(huán)正在形成。

企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展綠色供應(yīng)鏈，需要企業(yè)減少生產(chǎn)過程中的資源浪費、節(jié)約能源和減少環(huán)境污染；根據(jù)企業(yè)的預(yù)期需求，減少原材料和零部件的庫存量，合理采購，避免庫存積壓；對于有害的材料及時采取更環(huán)保的替代方案；合理利用企業(yè)內(nèi)部的閑置資源，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的利用最大化。

結(jié)束語

2021 年，國務(wù)院印發(fā)的《2030 年前碳達峰行動方案》中提出，推進碳達峰的重點任務(wù)之一在于實施綠色低碳科技創(chuàng)新行動。索具行業(yè)的綠色鍛造改革創(chuàng)新也緊跟腳步，改變能源利用結(jié)構(gòu)、廢舊能源二次利用、合理優(yōu)化生產(chǎn)工藝、協(xié)調(diào)發(fā)展綠色供應(yīng)鏈需要企業(yè)結(jié)合自身實際合理布局，為國家“雙碳”目標實現(xiàn)貢獻自己的一份力量！