少无浪费(能源)的热处理技术

 
 
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    节能也是先进热处理技术主要特点之一。节能的热处理工艺是最有效的节能措施。把渗碳温度从930℃提高到1050℃可减少40%的工艺周期,在一般电阻炉中这种温度的提高受到发热体和耐热材料的限制很难实现,而在真空炉中低压渗碳在1050℃施行是轻而易举的事。以氮碳共渗、硫氮碳共渗和氧氮共渗代替渗碳和碳氮共渗可把工艺温度从850 - 930℃降到550 - 580℃,代替一般气体渗氮可把渗氮时间从30 - 70 h减少到1.5-3 h。利用锻后余热施行锻坯的调质淬火,可节约重新加热的热能,而且还能获得改善组织和性能的形变热处理功效。钢件热处理加热时间过于保守的计算必须改变。碳钢和低合金钢施行零保温加热和不均匀奥氏体淬火和加热到F+A两相区的不完全淬火都是可行的。    
 

表1.3-3各种类型电阻连续运转时的热效率

 
 
图1.3-11 可预热空气的再生式燃烧嘴 图1.3-12 可预热空气换向交替燃烧辐射管
图1.3-11 可预热空气的再生式燃烧嘴
图1.3-12 可预热空气换向交替燃烧辐射管
 
  加热设备的节能潜力也很大。连续式加热炉比周期式炉节能。四种炉型能源利用率的排序(从大到小)是:振底式炉、井式炉、箱式周期炉和输送带式炉(表1.3-3)。燃烧炉必须采用离效换热器预热空气,并合理控制燃烧系数(α)在l.l~1.3范围内。推广具有蜂窝式蓄热、周期横向燃烧的烧嘴和辐射管都是很好的设备节能措施(图1.3-11和图1.3-12)。日本东京热处理(现为同和矿业)30年前的一条节能的渗碳、淬火、清洗回火推杆式生产线(图1. 3-13),把前清洗改为燃烧脱脂,脱脂废气热量可用做回火炉部分热源,渗碳炉排出的气氛可用做脱脂炉和碱液清洗槽以及淬火油的加热,各种废热综合利用的结果可节约40%的燃料费用(图1.3-14)。炉子散热量的大小和其外表面积有很大关系,圆形截面炉比矩形截面炉表面积小约14%,外壁温度降低l0℃,使通过炉壁散热量减少20%。目前日本的密封多用炉和推杆连续式炉都改为圆形截面(图1 .3-15)。  
 
 
 

图1.3-13 热能综合多次利用的渗碳淬火生产线

图1.3-13 热能综合多次利用的渗碳淬火生产线

 
 

图1.3-14 日本东京热处理工业(株)渗碳生产线的节能效果(渗碳温主930度,生产节拍50分)

图1.3-14 日本东京热处理工业(株)渗碳生产线的节能效果(渗碳温主930度,生产节拍50分)

 
 

图1.3-15 圆柱形炉膛的密封加热炉

 
  美国ASM Intemational提出的2020年热处理目标中热处理的能源利用率届时要普遍提高到80%。  
     
   
             
 
 
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