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首頁(yè) > 節(jié)能熱處理技術(shù)和設(shè)備在軸承行業(yè)的應(yīng)用（二）
二、軸承行業(yè)熱處理節(jié)能措施
眾所周知，軸承熱處理是個(gè)耗能大戶，軸承熱處理設(shè)備90％以上采用電加熱，俗稱“電老虎”，其電耗占軸承制造業(yè)電耗的25-30％。同時(shí)，在熱處理工藝過程中不斷產(chǎn)生熱輻射能、廢煙氣、粉塵和噪音等，對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染。因此，開發(fā)節(jié)能、環(huán)保型熱處理技術(shù)和裝備是軸承行業(yè)亟待解決的問題。
近些年來，我國(guó)軸承行業(yè)從以下幾方面采用措施，提高軸承熱處理的節(jié)能和環(huán)保效果。
1.優(yōu)化工藝節(jié)能
經(jīng)過大量工藝試驗(yàn)，在保證熱處理質(zhì)量得到提高的前提下，對(duì)熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化簡(jiǎn)化，然后合理設(shè)計(jì)加熱爐各區(qū)段長(zhǎng)度和加工節(jié)拍，充分發(fā)揮熱效能產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。這方面最突出的是北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動(dòng)工業(yè)爐公司共同開發(fā)研制的多功能輥底可控氣氛熱處理生產(chǎn)線。
2.利用余熱節(jié)能
財(cái)政部近期發(fā)布信息說，中央財(cái)政將十大重點(diǎn)節(jié)能工程進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。十大節(jié)能工程包括“余熱余壓利用工程”。
軸承鋼退火是軸承行業(yè)耗能最大的工序之一。多年來，軸承生產(chǎn)企業(yè)在降低軸承鋼退火能耗上下了不少功夫。軸承鋼鍛造余熱退火曾風(fēng)行一時(shí)。但是，這一節(jié)能工藝雖然理論上可行，但實(shí)際操作上存在諸多難以解決的問題。最后都以失敗告終。
近年來，一些軸承熱處理設(shè)備制造優(yōu)勢(shì)企業(yè)，如杭州金舟電爐有限公司、蘇州工業(yè)園區(qū)勝龍電爐制造有限公司，轉(zhuǎn)而在利用熱處理余熱上做文章，研發(fā)了“熱回收型連續(xù)等溫退火爐”、“雙層輥底式保護(hù)氣氛球化退火爐”，取得了高效節(jié)能的效果。
3.智能控制節(jié)能
河北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院研發(fā)的軸承智能退火控制系統(tǒng)，在充分利用企業(yè)原有退火爐體的情況下，配置的該系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)行過程中反饋獲得的退火爐熱特性、溫場(chǎng)分布、裝爐量等參量，智能化地調(diào)節(jié)各區(qū)加熱溫度，冷卻速度等參量，自動(dòng)完成退火的全過程，排除了操作上的人為因素，取得了顯著的節(jié)能效果。
4.減少熱損失節(jié)能
軸承生產(chǎn)企業(yè)和軸承熱處理制造企業(yè)聯(lián)手，在減少軸承熱處理加熱過程中的熱損失下功夫。
一是以輥底爐取代推桿(盤)爐，免除了料盤的熱損失。(一公斤鋼件從室溫升800℃，需吸熱1.03千卡)。
二是優(yōu)化爐膛設(shè)計(jì)，同時(shí)合理選用高強(qiáng)度輕質(zhì)抗?jié)B碳磚、優(yōu)質(zhì)陶瓷纖維制品等保溫隔熱材料，減少爐襯材料的蓄熱損失和爐壁表面的散熱損失。
三是優(yōu)勢(shì)熱處理制造廠家，如金舟電爐有限公司等，在制造熱處理爐構(gòu)件時(shí)，采用大型數(shù)控設(shè)備加工，提高加工精度，提高傳動(dòng)輥的水平精度，提高爐殼剛性和密封性，減少焊縫，從而減少熱損失和氣氛損失。
三、軸承節(jié)能熱處理技術(shù)和裝備典型案例
1.多功能輥底可控氣氛熱處理生產(chǎn)線
由北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動(dòng)工業(yè)爐公司共同研制的多功能輥底式可控氣氛熱處理生產(chǎn)線一種高質(zhì)量、高效率、節(jié)能、環(huán)保型，在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平的熱處理裝備。
該生產(chǎn)線由輥底式加熱爐、升降式淬火硝鹽槽、油槽、輥底式清洗爐、烘干機(jī)和雙層輥底式等溫回火爐等主要設(shè)備構(gòu)成。
通過編程調(diào)整工藝參數(shù)，在這一條生產(chǎn)線上可以完成四種不同的熱處理工藝：普通馬氏體淬、回火，馬氏體分級(jí)淬、回火，貝氏體等溫淬火，貝氏體分級(jí)淬火等。
這一生產(chǎn)線是引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的成果，在以下幾方面在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平：在一條生產(chǎn)線上具有四種不同的功能，不僅可以進(jìn)行通常的普通馬氏體淬火而且可以進(jìn)行馬氏體分級(jí)淬火和貝氏體分級(jí)淬火；以硝鹽淬火介質(zhì)取代油淬火介質(zhì)；用空氣回火爐取代硝鹽槽進(jìn)行貝氏體等溫處理；淬火采用計(jì)算機(jī)控制的升降式機(jī)構(gòu)；整條生產(chǎn)線高度密封、零排放。
在保證強(qiáng)度、硬度、金相組織和殘留奧氏體量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的前提下，貝氏體分級(jí)淬火比普通馬氏體淬火沖擊韌性GCr15提高26.6％，GCr18Mo提高36.8％。軸承在很多應(yīng)用主機(jī)，如軋鋼機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、鐵路客車等，需要承受很大的沖擊載荷，因而需要提高的沖擊韌性，普通馬氏體淬火已不能適應(yīng)這一要求。這一生產(chǎn)線的研制成功，就為適應(yīng)高沖擊載荷的軸承制造提供了熱處理設(shè)備。
這條熱處理生產(chǎn)線不僅能保證熱處理質(zhì)量，硬度、金相組織、變形和表面脫貧碳均能達(dá)到國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，并較之以前有很大提高，而且，由于熱處理工藝的優(yōu)化和設(shè)備密封性能的提高，節(jié)能效果明顯。全國(guó)軸承行業(yè)熱處理平均耗電量為730KWh/噸，這條生產(chǎn)線耗電指標(biāo)達(dá)到550KWh/噸。如在全行業(yè)推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)由于升降式的入浴方式，大幅度減少淬火變形，因而可以減少加工留量，達(dá)到節(jié)材的效果。
2.雙層輥底式保護(hù)氣氛球化退火爐
眾所周知，球化退火工件降溫至650℃以下即可出爐空冷，大量退火余熱未加利用。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的最佳效果，2007年5月，杭州金舟電爐有限公司創(chuàng)新開發(fā)了“雙層輥底式保護(hù)氣氛球化退火爐”。根據(jù)球化退火工藝的特點(diǎn)，將爐體設(shè)計(jì)成雙層輥底爐，上層進(jìn)料，分設(shè)進(jìn)料臺(tái)、余熱利用室、加熱區(qū)段、保溫區(qū)段、快冷室，下層為出料臺(tái)、余熱利用室、緩冷區(qū)段、等溫區(qū)段、快冷室。上下層的余熱利用室為一個(gè)貫通室，無隔離，安裝一臺(tái)熱循環(huán)風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)循環(huán)換熱，利用退火余熱預(yù)熱進(jìn)爐冷態(tài)工件，使工件從室溫升溫至300～350℃；上下層的快冷室為一個(gè)升降通道，內(nèi)設(shè)升降機(jī)，使工件從上層轉(zhuǎn)到下層。雙導(dǎo)爐的結(jié)構(gòu)保證了余熱充分利用的節(jié)能退火工藝：進(jìn)爐→余熱利用升溫→加熱→保溫→快冷→等溫→緩冷→(余熱利用)強(qiáng)冷→出爐。
余熱利用節(jié)能雙層退火爐，耗電下降150～220KWh／噸鋼，與我國(guó)軸承行業(yè)球化退火耗電240～290KWh／噸鋼比較，節(jié)電近90KWh／噸鋼，節(jié)電率達(dá)到30％以上。并且退火質(zhì)量?jī)?yōu)良：無氧化，脫碳層深度≤0.10mm，鋼材利用率提高3％以上，特別適用于冷輾套圈的退火。球化退火顯微組織為均勻、細(xì)小、彌散、圓整分布的球(粒)狀球光體，可穩(wěn)定地控制在2～2.5級(jí)(相當(dāng)于SKF標(biāo)準(zhǔn)的CG2.1～2.3級(jí))范圍內(nèi)。球化退火后，硬度為185～202HBW，單件硬度差±5HBW，整批硬度散差＜15HBW。
