2019-04-19 22:06
钢的热处理工艺就是通过加热、保温和冷却的方法改变钢的组织结构以获得工件所要求性能的一种热加工技术。钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要、也是用途最广泛的工序。我车间主要承担推土机终传动、铲刀部位等工件的热处理工作，调质工序（淬火+高温回火）作为预备热处理工作，在提高工件性能和使用寿命方面起到重要作用，我车间在生产中主要依靠大功率电炉进行工件加热，电能消耗大。目前，能源过度消耗逐渐引起人们关注，热处理电阻炉的节能对我国装备制造业的节能降耗意义重大。
1. 炉体保温性的改善与创新思维
箱式电阻炉作为热处理加热基本设备，其加热稳定性、炉温均匀性及保温性能是判断其优劣的参考条件，我车间工件淬火加热过程主要使用箱式电阻炉，实际生产中箱炉的炉衬以耐火砖作为保温材料，其优点是有一定强度，维修相对方便；缺点主要是加热过程中，耐火砖有一定的蓄热性，使得加热升温时间长，同时存在导热性，炉内热量散失造成一定损失。通过调研、对比分析，耐火纤维具有很小的蓄热性，可减少热量吸收，同时热量传导性小于耐火砖，对此我们对部分加热炉进行优化改善，采用耐火纤维作为炉衬，以节约能
耗。图1、图2分别为不同炉衬的炉体照片。
图一
图 2
我们对改善前后箱炉的加热时间进行对比。通过表纸记录对比可以看出，改善前：升温时间为2～2.5h，保温时间2h；改善后：升温时间1～1.5h，保温时间2h；综合对比，改善后可减少升温时间约1h，升温时额定功率为220kW，每炉节约电能=220kW×1h=220kW·h。使用耐火纤维作为炉衬有效提高了炉体的保温性能，但耐火纤维强度较低，维修难度大。
围绕炉体保温性能我们可以扩展思路，借助现实生活中的原理，如日常用的保温桶、保温杯等，其保温性能主要依靠中间的真空层，对此我们可创新思路，在炉体炉衬中增加一层真空层，隔断炉腔内与外界热传递，充分提高炉体保温性能。目前使用的箱式电阻炉及设想增加保温层后箱式电阻炉结构。
2. 生产线的启迪
在热处理实际生产中，生产线的应用不但能够解放大量劳动力，还能提高工作效率、稳定产品质量，降低生产成本等，同时对能源利用率也有很大提升。相关单位某些特定工件的热处理生产线，此生产线采用直线式排列，工件由加热线端进入生产线，经过加热达到保温要求后进行淬火，然后进行回火，热处理后工件由回火线端转出，整条运行线为自动运行。
对此生产线使用范围我们进行分析：使用温度单一；淬火液单一；回火温度单一；适用于批量大产品。而我车间生产工件情况：产品种类多；需要温度范围宽；淬火液需求种类多；回火温度不同；工件结构复杂且部分工件直径大。对比分析，此生线不适合我车间生产情况。
根据我车间生产工件特点，是否能够实现生产线生产，对此进行深入分析，操作过程主要依靠一线员工操作完成，需求人员较多。
结合我车间生产工件特点及使用设备情况设计的相应生产线。生产线主要分为上料区、淬火区、回火区、完工区，整条生产线有中央控制系统下达动作指令，作业流程如下：员工在上料区将工件按一定要求摆盘，而后将工件相关信息及需要的参数输入控制系统，根据要求及现场设备使用情况进行设备选定及参数设定，同时由机械手将摆好的工件转入到生产线导链上，此时导链根据接收的信号将工件运行至指定箱式电阻炉前，而后由移动机械手将工件送入炉膛内进行加热保温，保温时间结束后依然按照信号要求，机械手
与导链配合进行淬火及后续回火过程，最后由机械手将工件转移至完工区，此生产线工作结束。此生产线如能投入使用，将大幅减少员工人数及劳动量，同时在经济状态下运行，有效降低生产成本。
3. 结语
热处理工作是一种高能耗过程，本文围绕设备性能、装炉方式以及生产自动化程度展开探讨降本增效的方法，同时通过实施案例对比可以看出进行合理改善，在电能利用率、生产效率等方面均得到有效改善。