金屬鍛造節能技術研究的論文

1金屬鍛造能耗及污染現狀

1.1能源消耗高

在金屬鍛造行業中，能源的使用效率受到從業人員工作經驗、材料本身熱效率、設施水平等限制，能源浪費的現象比較嚴重。鍛造的流程主要包括下料、裝爐加熱、鍛造、加工、熱處理等環節，其中加熱環節是能耗最大的環節，據統計，加熱環節的燃料消耗量佔全流程的75%左右。當前，我國的金屬鍛造加熱爐的技術相對比較落後，每千克鍛件的平均能耗約爲20000千焦，平均熱效率不足5%。

1.2鍛造污染嚴重

鍛造過程中產生的污染主要包括污染性氣體排放、工業廢棄物排放和噪音污染三個方面。鍛造過程中，材料的燃燒會產生大量污染性氣體，部分氣體未經過處理就排放到了大氣之中，其中一氧化碳和硫化物的污染最爲嚴重。同時，二氧化碳的排放也會加劇溫室效應。金屬鍛造中排放的.廢棄物主要包括廢油、廢液和廢渣，其中既有燃燒後的煤炭殘渣、燃油廢料，也有金屬邊角料和使用後的機器潤滑油，部分廢棄物可降解性差、污染性大，如不經過充分處理，對自然環境將造成惡劣的影響。金屬鍛造中需要使用許多大型機械，機器運轉時會產生巨大的噪音，給周邊居民生活帶來影響。

2金屬鍛造中節能技術的應用

目前，在金屬鍛造中節能技術和節能工藝的應用主要包括以下三個方面。

2.1節能工藝與設備

（1）冷擠壓和冷鍛：在傳統金屬鍛造流程中，加熱及熱處理工藝所消耗的能源超過整個工藝流程的75%以上，爲有效節約能源消耗，冷鍛工藝應運而生。冷鍛工藝是在物料再結晶溫度下的成型加工，並在回覆溫度以下進行鍛造。目前，在許多行業如汽車零件和部分電子設備生產中，冷鍛工藝已經得到了推廣應用，在鍛件質量進一步提高的基礎上，節能效果非常顯著。見下圖：圖1冷鍛製造的燈殼散熱器

（2）等溫鍛造：等溫鍛造是將模具和坯料加熱到鍛造溫度後，在此溫度下進行低應變速率變形的塑性加工工藝。等溫鍛件在最終成型階段的形變變化比較緩慢，有利於把握其形變程度，從而獲得接近無餘量的鍛件精度，明顯減少了金屬材料的消耗。

（3）改造電液錘：隨着科學技術的進步，經過改造的電液錘能效大幅度提升，其能源利用率提高到了15%-20%，同時，其驅動動力由鍋爐蒸汽改爲電力驅動，鍋爐燃煤帶來的粉塵污染有所減少，環境效益有所提升。

（4）改造冷卻水循環系統：鍛造設備時，爲了維繫系統的正常運轉需要使用大量的冷卻水，尤其是中頻爐和熱處理爐的消耗最大。透過對冷卻水循環系統進行改造，設定調節水池和潛水泵，將鍛造過程中的冷卻水循環、反覆使用，可以顯著減少水資源的浪費。

2.2工藝流程的節能

（1）生產線節能：生產線節能主要包括以下三個方面的內容：一是循環使用高溫廢氣，按照溫度梯度，多級利用加熱爐廢氣中的熱量，如等溫鍛造時加熱模具和保溫設備都可以使用加熱爐廢氣來實現；二是採用連鑄連鍛工藝，在同一套模具內，先進行鑄造，鑄造完成後立刻鍛打，從而避免在鑄件冷卻後對其重新加熱所造成的能源浪費；三是利用熱處理工藝餘熱，把加熱爐置於鍛打工藝之後，透過餘熱淬火、餘熱等溫、餘熱正火等手段，充分利用鍛件儲存的熱量。

（2）鍛打過程節能：對鍛打力度和鍛打順序進行科學調控，可以有效實現節能。在具體操作過程中，可在計算機輔助工藝設計系統中插入節能型工藝數據，並透過系統評估，找到能耗和成本相對最低的工藝流程，以實現節能生產。

2.3生產調度節能

生產調度是對等待加工的工件以及生產線和機器進行合理調配，安排工件被機器生產的先後順序的過程。合理分配生產系統的資源，可以優化生產指標、提高工作效率、減少資源浪費。在金屬鍛造中，主要可以從三個方面對生產調度進行優化。一是鍛件裝爐。主要是透過合理分配鍛件材料，提高加熱爐的使用率；二是鍛件出爐。主要是透過降低保溫時間、減少開爐次數等方法，做好鍛件出爐與鍛件鍛打之間的銜接；三是鍛件鍛打。充分考慮鍛打的步驟和每一階段需要的材料和時間，儘可能縮短鍛打設備等待時間。

3結語

金屬鍛造是重工業發展的基石，而當前金屬鍛造行業仍然有着很多提升的空間。本文對金屬鍛造的現狀進行了分析，並針對節能技術的應用作了重點分析希望有助於促進各類工業生產行業中節能優化技術的普及。