不锈钢冶炼工艺技术范文
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篇1
降本增效出点子
12年前,范军从北京科技大学研究生毕业后来到了太钢,从此与炼钢打起了交道。十多年的时间,发生变化的不止是岁月在他脸上留下的一道道印痕,这些年他俨然已从一个行业新手历练成了技术骨干。“用最低的成本、最快的效率,生产最好的品种,创造最高的价值。这是各个不锈钢企业追求的目标,也是我们追求的目标。”面对整个钢铁行业整体去库存的大趋势,范军言辞凿凿。
2016年,炼钢二厂在前些年取得大幅度进步的基础上,进一步深化提质降本增效,厂里给作业区下达的降本增效任务进一步加大。这让负责不锈钢生产线冶炼工序的范军和作业区一班人倍感压力。作为重点负责不锈钢生产的作业区副主管,范军针对厂里下发的降本增效目标第一时间组织同事们主动分解指标、确定措施,协助作业区主管完成本作业区的目标。优化不锈钢冶炼工艺、加快突破不锈钢冶炼原料工艺、优化精炼工艺、缩短冶时……目标就是命令,责任重于泰山,一个个富有挑战性的课题被提上了重要日程。
严谨细致提效率
“市场如赛场。炼钢是不锈钢全流程生产的前部工序,也是不锈钢制造成本中的大头。我们不能在起跑线上就输给别人,必须找到不锈钢冶炼环节提质降本增效的突破口,那一定是工艺方面的突破。”面对厂里给作业区下达的硬任务,范军虽然感到了压力,但表情依旧很坦然。
产量、质量、成本、效率、效益,如何把这些互为条件、互相关联的因素有机融合起来,真正实现价值最大化,成为作业区面临的重大课题。
回忆起那些日子,范军坦言确实有些犯难。“在国内没有可借鉴的相关经验,能够看到的资料也是零零星星、支离破碎,只有靠大家不断摸索和动手实践。”但他坚信:压力就是突破力,压力下面才能出成绩。无数次的跟班观察、无数个数据的积累分析、无数个不眠之夜,在厂里的热情鼓励、同事的同心协力之下,范军和他的伙伴们迎来了好的结果:冶炼工艺实现了新的突破,生产成本大幅度下降,效率效益显著提升。
在范军和同事们的共同努力下,作业区还采用信息化手段指导各班组提高控制精准度,进一步组织编制科学、合理的绩效指标体系,为完成目标任务提供了重要支撑。
冶炼工艺降本增效指标完成了,绩效水平提高了,尝到了甜头的职工干劲也越来越大了。继冶炼生产工艺实现突破后,在各方面的支持和协作下,作业区先后又在原料、精炼炉等工艺技术上实现了一系列新的突破。
自我加压谋突破
“自我加压是范军的一大特点,在工作上,他只有进行时,没有完成时。他总能把一个个棘手的问题考虑得很周全,极具前瞻性。”说起范军,该作业区白班作业长郭晓兵这样评价道。郭晓兵堪称“火眼金睛”,以他的名字命名的创新工作室是炼钢二厂的创新发源地。与范军同在不锈钢生产线工作,两个有想法的人聚在一起,顶起牛来也一点不含糊。郭晓兵说,搞技术的就得有点钻劲,有冲突才能有启发、才会产生新变革。在想法不断统一的过程中,范军与郭晓兵成了一对好搭档。
实际上,早在2012年,范军就开始负责炼钢二厂冶炼一作业区不锈钢生产线冶炼工序的生产技术质量工作。作为北京科技大学毕业的研究生,范军深知,自己是搞技术的,要做好工作,必须下决心克服沟通上的障碍,放下身段、扑下身子,把自己主动融入到生产一线。本着这样的想法,“高材生”范军与现场炼钢工的“代沟”消除了,现场的操作工们遇到问题或者有想法了,总会主动去找范军沟通。而范军也总是耐心倾听、平等交流、认真解答。就这样,许多生产技术难题解决了,范军也日益赢得大伙的信任和尊重。
篇2
有色冶金新材料是经济建设和国防建设必不可少的基础材料,是国家安全的重要支撑,在发展高技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力等方面起着重要的作用,世界各国都非常重视其研究开发工作,并制定了相关发展计划。新型高强高韧、高比强高比模、耐热耐蚀铝合金材料的发展一直受到世界各国的普遍重视。世界各国不断开发并生产出具有更高使用性能的新型铝合金材料,以及具有良好耐蚀性、可焊性、中高强度的多种铝合金,广泛应用于各种先进的航空或航天飞行器、低成本发射装置、超轻油箱计划以及重复使用的航天器核心计划中。美国是世界上铝及铝材生产和消费量最大的国家。在装备、技术水平、产品质量等各方面都居国际先进水平。我国研发的部分高强高韧铝合金、铝锂合金、喷射沉积快速凝固耐热铝合金的性能达到国际先进水平。高速列车和地铁车辆用大型高性能铝合金型材已研制成功,并投入大批量生产。铝材制备技术也得到了迅速提升,铝合金在多元外场作用瞬时连续大变形下凝固组织控制技术取得突破。
美、日、欧盟、俄罗斯等国为适应电子信息产业和众多高新技术的发展,一直把高强高导铜合金作为研发的重点。国际铜合金技术发展主要集中在:超大规模集成电路引线框架用高强高导铜合金及其先进制备和精密加工技术,电子、电工及军事工业用超高导电铜合金形变原位复合技术,超高强弹性导电铜合金及其高均匀化制备技术,超低氧铜制备技术,机械行业用耐磨铜合金与钢廉价复合技术等。美国、德国、澳大利亚等国都投资数十亿美元,实施各自的镁工业研究开发计划,扩展镁合金在汽车上的应用;日本通过立法限制工程塑料的使用,率先将镁合金用于制造先进电子装置的壳体,并逐步推广到大型家电中。我国是镁资源丰富的国家,但镁合金材料深度加工制品的发展相对滞后。近几年,国家将发展镁合金材料列为重大科技攻关项目,镁合金新材料的研究水平因而得到了明显提高,开发了ZM1~ZM10等十几个牌号的镁合金。通过细化、净化、微合金化等手段,使铸造镁合金的性能大幅度提高。镁合金铸件、压铸件已应用于汽车和摩托车等领域,并开发了镁合金阻燃技术、镁合金熔体环保型保护技术和镁合金微弧氧化表面处理技术等先进制备技术。
国外钛工业主要集中在美国、俄罗斯和日本三个国家。克劳尔法仍是生产海绵钛的主导工艺,电子束冷床炉熔炼技术已在钛铸锭的制备上进行了商业化应用,大型锻件和精密锻造技术正在不断地发展,激光成形等近净成形技术正在不断地得到应用。钛在生物医学和汽车上的应用受到世界各国的普遍关注。新型医用钛合金、高温钛合金、高强钛合金、低成本钛合金等合金研究比较活跃,新的制备、成形加工技术方兴未艾。我国钛合金的研究水平大体与国外接近。在开发研究新材料的同时,我国也在钛加工技术方面开展了大量的工作。目前我国已具备了自行设计制造大型真空电弧炉的能力。我国开发的中强钛合金TC4、TA15、TC18,超高强钛合金TB8,高强、高韧、损伤容限型钛合金TC21在航空航天领域有着广泛的应用。
镍钴作为一种重要的世界性有色金属原材料,是生产各种高温、高强度合金、磁性合金和合金钢的主要添加剂,长期被广泛应用于冶金、化工、石油、机械制造、建筑、轻工、航空航天航海、电子电池以及军事工业等。镍基合金能耐高温、断裂强度大,专用于制造燃气涡轮机和喷气发动机等。钛镍形状记忆合金在医学领域应用相当广泛。此外,以镍氢电池为动力的汽车也已投入市场。世界上镍消费量最大的国家是日本、美国、德国和俄罗斯。钴基耐高温合金或含钴合金钢可用作燃气轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹部件以及化工设备中各种高负荷耐热部件和原子能工业的重要金属材料。钴基耐磨合金能耐高温和硬磨,用于制作挖掘装置的硬磨部件、航海柴油机、航空发动器的排气阀等。我国既是不锈钢大国,也是镍消费大国。在高温合金方面,我国研发和生产的大部分高温合金为镍基高温合金,钴基高温合金占一小部分。高温合金目前已满足航空、航天以及舰船动力装备要求,并逐步扩大到民用,诸如电力、石油、化工、汽车、运输以及环保等工业领域。中国核电高速发展需要大量蒸发器用镍基合金INCONEL690管。未来几年,泡沫镍、球状氢氧化亚镍以及储氢合金粉等高能电池材料以及多品种镍粉、镍钴氧化物粉体是动力电池材料及燃料电池用材,将是开发的重点。镍氢动力电池的强势地位再次被巩固。国家工信部在2009年6月公布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中,首次明确指出镍氢电池的重要性超越锂电池,成为未来我国新能源汽车的发展方向。各镍氢电池厂商相继提速推进市场化进程,镍氢电池是目前商业化最为合适的新能源汽车动力电池。
热镀锌合金锭产品的发展趋势看,粘附性好、加工成型性好、耐蚀性强符合环保要求的高铝低铅系列合金和无铅Galfan合金将是热镀用锌合金锭的主要发展方向。铝-铜-镁铸造锌基合金由于其机械性能好等优势,已在汽车零部件、精密铸造件、小五金、玩具等行业得到广泛应用。铅及铅合金以其良好的导电性和耐蚀性广泛用于电化学行业,铅锡带箔主要用于国防工业和医疗器械等行业。铅及铅合金是电解行业的必备材料。
由于贵金属具有独特的物理化学性能和优异的催化活性,被广泛用于现代尖瑞科学研究、高科技领域、军事工业和代表时代特征的民用工业。国际贵金属材料的研究与应用仍主要集中在汽车催化剂、精细化工和化肥催化剂、电子工业、玻璃工业、石油精炼、生物医药、首饰等领域。当前,贵金属材料研究正向着新能源材料如燃料电池组材料、光电转换材料、特殊功能薄膜材料低维化、生物技术、生态环境治理等的先进适用技术方向发展。近年来,我国在金属间化合物材料研究方面取得了突破性进展,已应用于水轮机、航空发动机和汽车发动机等。我国新近研制开发的定向凝固Ni3Al基合金具有密度小、强度高、塑性好和高温抗蠕变性能优异等特性,是一种具有广泛应用前景的高温结构材料,在1100℃的持久强度超过美国的EX27合金,现已应用于生产航空发动机2级涡轮导向叶片。
未来几年,有色冶金新材料优异的产品性能和广泛的应用领域使其产品市场需求保持较高的增长,有色冶金新材料产业的科技发展呈结构功能一体化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备及应用过程绿色化趋势。我国有色冶金新材料产业的科技水平不断得到提升的同时,也存在着一些亟待解决的问题,与先进国家仍有差距,主要体现在科研成果转化为生产力水平低、科研创新能力较弱,关键性材料亟待开发,产品质量有待提高、环境和资源负担过重等方面。目前我国主要通过“863”计划、“973”计划、国家科技攻关计划等计划支持有色冶金新材料产业发展。同时,国家政策、资金引导大量的社会资金向新材料投资,促进了新材料科技成果转化水平,极大的推动了中国新材料产业的发展。此外,我国政府将新材料产业作为七大战略性新兴产业之一列入国家“十二五”规划。
2甘肃有色冶金新材料
甘肃是我国有色冶金矿产资源的富集地区,是我国重要有色冶金原材料工业与深加工基地之一,有色冶金产业在甘肃经济发展中发挥着重要的作用。到目前为止,甘肃省有29种矿产的保有资源储量居全国前5位,居前10位的有53种。镍、钴、铂族金属、硒的保有储量居全国第一位,锌矿居全国第三位,铜、铅矿居全国第四位,锑矿居全国第五位。“十一五”时期以来,甘肃省省委、省政府大力推进“工业强省”战略,通过调整结构,战略性重组和技术改造,延长产业链,提高产品的科技含量和附加值,新材料产业得到了一定的培养和发展,取得了一定的成绩。目前已形成了以兰州、金昌、白银有色金属新材料产业基地为主的新材料产业带,进行了以镍、钴、铜、铝、稀土、贵金属等有色金属为主的新材料和不锈钢新材料等产品的开发和产业拓展。有色冶金产业得到了长足的发展,产业规模不断扩大,产业结构明显改善,资源利用效率、能源利用效率、技术装备水平与工艺水平以及经济效益水平都有不同程度的提高,组织结构和地区布局结构向合理化方向发展,产业国际竞争力明显增强,在经济中的比重不断提高,有力地推动了国民经济的发展。但是,与东部和沿海发达地区相比,甘肃省冶金有色新材料产业整体创新能力发展不平衡,大型龙头企业自主研发能力强,中小型企业自主研发、创新能力不足。主要差距表现在:企业创新能力不平衡,中小企业创新主体地位不突出;科技供给能力低,科技成果转化应用不畅;科技与经济融合度不高,高技术产业在整个经济中所占的比例低;科技研发实力不强,优秀拔尖人才和领军人才匮乏;科技投入严重不足,体制机制还存在不少弊端;科技对外开放与合作交流落后。目前,甘肃省在冶金有色新材料产业发展方面需求铜、铝、镍、钴高性能金属及合金结构材料装备及先进加工技术,镍钴铜与贵金属精深加工、铝型材、铝合金深加工、有色金属新能源材料、铜铅锌冶炼与加工、新型不锈钢薄板、稀土新材料制备和先进加工技术,以及资源综合高效利用与环境保护方面技术与研究成果。
3甘肃有色冶金新材料产业科技发展的指导思想、原则及战略目标
3.1指导思想
以科学发展观为指导,构建创新平台,加强国际合作,强化自主创新。发挥特色优势,围绕新能源、信息、航空航天、生物和重大装备等产业发展的需求,以镍铜钴及贵金属电子信息材料、航空航天材料、新能源材料、环保节能材料等为发展重点。建立高水平的有色冶金新材料产业科学研究和人才培养基地,营造有利于新材料高技术产业聚集式发展的政策环境,提升创新能力,形成产业集群。探索新机制和新模式,促进新材料高技术产业又好又快发展。
3.2发展原则
特色优势原则,关键突破原则,循环经济原则,国际合作原则。
3.3战略目标
以冶金有色新材料领域国家重点实验室和国家工程实验室建设为突破口,建设并形成多元化、开放型、多功能的科技创新支撑体系和功能完善的创新服务体系,支撑有色冶金新材料产业发展与提升。立足甘肃省地域特色和资源优势,紧抓国家支持西部和甘肃发展的良好机遇,重点发展电池材料、有色金属合金材料、新型稀土材料等为核心的冶金新材料,力争在重大基础研究、关键工艺技术、以及高端产品研发、生产和应用技术、节能减排技术等方面取得新突破,把甘肃省建成为全国重要的有色冶金新材料基地和西部最大的不锈钢生产基地。
4重点研发领域
围绕先进装备、新能源、节能环保等战略性新兴产业发展需求,发挥省内科研、产业和有色金属资源等优势,优先发展铜、铝、镍、钴高性能金属及合金结构材料,做大做强有色金属能源材料,积极培育基础原材料和稀土新材料的升级,扶持新兴材料发展,攻克新材料产业化共性关键技术,提高资源和能源利用率。主要包括镍钴铜与贵金属精深加工、铝型材、铝合金深加工、有色金属新能源材料、铜铅锌冶炼与加工、新型不锈钢薄板、稀土新材料、资源综合高效利用技术与环境保护等领域。
4.1镍钴铜与贵金属精深加工
以镍、铜、钴及其合金的精深加工技术与产品开发;镍铜钴及其合金新产品高技术开发和压延精深加工技术,低成本、高性能金属复合材料加工成型技术。精密铜管、电子铜板带等精深加工产品研发;贵金属、高纯贵金属、贵金属粉体材料及贵金属压延加工、贵金属盐加工以及贵金属催化剂、信息产业用贵金属新材料高技术系列产品的产业化;特殊功能有色金属材料及应用技术(形状记忆钛镍合金、铜合金材及制品)。
4.2铝型材、铝合金深加工
高精度高性能铝合金板带材的短流程制造技术;高强高韧系列铝合金及其复合材料研制加工技术与应用;大断面、中空大型铝合金板材铸轧技术,后加工成形技术和着色、防腐技术以及相关的配套设备;铝合金回收再利用技术。
4.3有色金属新能源材料
锂离子电池材料;高容量镍氢电池、超级电容器等动力电池高性能基础材料制备技术;高性能(耐磨耐腐蚀、低成本、轻质高强高韧)风力发电机叶片复合材料;节能材料。稀土发光材料,保温隔热材料,以及轻质高强材料、冶金、建筑、电力等产业节能技术发展需要的相关材料;薄膜太阳能电池材料及关键技术。
4.4铜铅锌冶炼与加工
先进铜铅锌冶炼、加工技术工艺的引进、消化、吸收和产业化。
4.5新型不锈钢薄板
资源节约型不锈钢、特殊领域用高性能不锈钢和高功能性不锈钢材料及技术;奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢等新牌号不锈钢及其板材的轧制设备和技术。4.6稀土新材料高纯度稀土氧化物和稀土单质的分离、提取技术;高性能稀土磁性材料、催化材料、贮氢材料、发光材料,生物功能材料、稀土转换膜技术与器件开发。
4.7资源综合高效利用技术与环境保护
有色金属矿产资源综合利用技术;有色金属再生及循环利用技术;采选高效节能工艺和设备、有色金属加工节能技术;深部采矿技术和高效选矿工艺、矿山安全与环境污染防治技术开发。
4.8其它新兴材料
围绕培育新的增长点,主要发展电子元器件支撑材料、功能薄膜材料、环境友好材料、生物基材料、医用新材料、纳米材料及其器件等。
5关键技术
5.1高纯净技术
高纯系列金属产品的研发生产技术,从低品位原料中提取和制备高纯铂族金属技术,有色金属合金熔体净化技术。
5.2微细化技术
镍钴铜超细粉体新材料的研发及产业化,铝、镁、镍等有色金属合金以及高性能钢的组织细化技术,大块纳米晶材料的研发,有色金属新材料及其产品的微细化精密加工技术。
5.3短流程技术
短流程连续炼铅节能冶金技术,液态铅渣直接还原炼铅工艺与装备产业化技术开发及推广应用,铅富氧闪速熔炼工艺、铅旋涡柱闪速熔炼工艺等;短流程连续炼铜节能冶金技术,氧气底吹炉连续炼铜技术和闪速炉短流程一步炼铜技术,铜材料短流程生产技术、铜合金高效散热管生产技术;有色金属加工过程的连续化、自动化技术;高精度铝及铝合金材料短流程连续化制造技术。
5.4节能环保技术
节能降耗配套扩能技术改造,低碳排放技术,有色金属污染防控及有色金属工业环境保护技术,铝冶炼重大节能技术,湿法冶金节能技术。
5.5资源综合利用与循环经济技术
铜、铅锌低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿的综合开发及利用技术,有色金属工业“三废”综合利用技术,湿法冶炼渣中综合回收有价金属技术,炉锌灰资源化循环利用技术,金川铜镍钴及铂族贵金属资源高效开发及产业化,矿产与废杂原料的铜、铝、铅锌等有色金属共线生产技术。
6重点研发项目
篇3
关键词 技术材料;应用;热处理技术
中图分类号TG1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)97-0105-02
金属材料作为一种热门应用材料,每年全球范围内拥有数以亿计的使用量,金属经过采矿、冶炼、轧制等一系列工艺后广泛应用于个各行业,为了提高金属的工艺性能和产品质量,通常要对金属材料进行热处理。以下简单介绍金属材料热处理的传统技术和新型技术。
1 金属材料的运用
1.1多孔金属材料的应用
作为一种新兴的功能性材料,多孔金属材料具有渗透性好、耐高温、耐腐蚀等特性,目前在工业领域,通讯领域、国防领域和环保领域有着广泛的应用。
1)过滤与分离
多孔金属良好的渗透性决定其成为过滤器的理想制备材料,多孔金属用作分离媒介,其孔道对固体粒子进行阻流和捕集,对气体或液体进行过滤分离,进而实现其过滤分离作用。多孔金属制成的过滤器还可以用于厌氧细菌的生长、钢铁厂中高炉煤气的净化、原子能工业中硫化床尾气过滤、纺织和造纸业中去除染料颗粒和污水处理、石化行业中排除石油钻井的泥沙等。
2)能量吸收
汽车的防冲挡、宇宙飞船的起落架等能量吸收装置都是利用多孔材料的能量吸收性质,基于这一性质,多孔材料还可以作为燃气轮机等排气系统的消音材料等,展现了良好的消音效果。
3)电极材料
蓄电池、燃料电池、空气电池中的电极大多采用多孔镍制成,用轻质高孔率的发泡沫基板等金属材料代替传统烧结基板可减少镍的消耗,并且提高能量密度。
4)流体分布与控制
石油化工和冶金工业中青铜、镍、不锈钢等烧结成的多孔板作为流体分布板;多孔不锈钢用于控制火箭鼻链体偏航指示仪外壳的冷却液;多孔材料还可用于制作自动化系统中的信号控制延时器。
5)热交换
多孔金属是热交换器和加热器的理想材料,气孔体可作为热交换器和散热器,并且具有较高的效率和使用性能。此外,泡沫钢可以用来制作汽车发动机的排气支管;多孔金属还可以用来制作灭火器。
6)电磁屏蔽
目前电磁波辐射日益严重,信息外漏和信号干扰情况普遍,三维网状的铜和镍空隙之间互相连通,具有电磁波吸收性能,可用于电磁屏蔽,小巧轻便、散热、且屏蔽效果好。
1.2纳米金属材料的应用
纳米金属材料具有纳米级尺寸的组织结构,具有良好的力学性能和功能特性,在航航天事业中,用于航天飞行器机身以及辅助装置的制造材料。目前,纳米金属材料主要应用于以下几种领域。
1)高硬度和耐磨WC—Co纳米复合材料
纳米结构的WC—Co硬度高,且耐磨性能好,目前应经广泛应用于保护涂层和切削工具的制造,工业中,WC—Co纳米合金的使用量非常大。
2)铝基纳米复合材料
铝基纳米复合材料在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a—Al粒子,具有极高的强度和抗疲劳性能,通过加工,部分非晶态合金可以转变为晶体,是高强度部件的首选材料。
3)电沉积纳米晶体镍
电沉积薄膜具有柱状晶结构,在350K时径粒长大,通过加入溶质使其结构稳定,适合用作管材内部的涂覆材料。
2 热处理技术
金属材料经过热处理技术可以提高金属质量性能,增强可塑性,但是材料内部化学组成和化学性质并未发生改变。传统热处理分为基本热处理、表面热处理和化学热处理,随着金属材料与现代科学技术的发展,许多新型热处理工艺相继出现,如真空热处理技术、感应淬火热处理等。
2.1传统热处理技术
1)基本热处理
基本热处理是通过适当的加热处理改善工件的组织和结构性能,其温度区间变化如图所示。
退火过程是将工件加热到一定温度后,再进行缓慢冷却,从而使工件硬度降低,可塑性增强。正火是将金属材料加热到Ac3以上温度,此温度下保持一段时间后,将其取出,在空气中冷却。与退火相比,其强度、硬度、韧性较高。猝火是将金属材料加热到Ac3或Acl以上某一温度,大于临界冷却速度获得马氏体组织,淬火后必须配以适当的回火工艺,增强工件性能,延长使用寿命,常用的淬火方法有单液淬火、双液淬火和等温淬火。
2)表面热处理
表面热处理主要对工件裹层进行热处理,表面淬火处理前需要进行正火处理或调质处理,然后快速加热使金属材料迅速升温,直至猝火温度,材料内部尚未存在热量传导时,冷却,进行低温回火处理。此时材料表层获得硬而耐磨的马氏体组织,且材料内部性能完好。通常中碳或中碳合金钢材料适合表面淬火工艺。
3)化学热处理
化学热处理是将介质中的活性原子加入材料表面,从而改变材料表面的结构性能,使其抗疲劳性、耐磨性和抗蚀能力增强。化学热处理常用方法有渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
2.2热处理新工艺
1)真空热处理技术
真空热处理是将真空技术与热处理技术相结合,其部分在真空状态下进行的,几乎所有的处理工艺均可通过真空人处理来解决。它是在压强低于一个大气压的条件下,进行气氛控制热处理。真空热处理可以使金属材料表面洁净明亮,改善材料外观的同时提高材料性能。
2)感应热处理
感应热处理是通过电磁感应使金属材料内部产生漩涡,将其加热,工业生产中,通过感应热处理可以提高生产效率,减少能耗、降低成本,减轻污染,所以感应热处理技术是今后的发展方向。
3)热处理新设备
随着热处理技术的发展,许多节能高效的新设备不断更新,如真空加热高压气淬设备。低压渗碳双室高压气淬炉、密封渗碳高压气淬炉、马氏体分级淬火生产线等,这些进设备的产生极大地改善了金属热处理技术,标志着热处理技术的重大进步。
4)热处理新材料
生态淬火剂作为热处理的新材料对热处理的工艺效果发挥重要作用,它是向植物油中加入添加剂,提高热处理工件寿命和渗碳温度。常用淬火剂的有水、盐水、熔盐、冷热矿物油和NiAl金属键化合物,
3结论
金属材料由于其优异的性能和广泛的来源使其在全球各个领域得到普遍的应用,具有良好的应用前景。金属材料的热处理工艺是改善金属性能的重要手段,所以我们要不断地进行金属材料和热处理技术的研究创新,不断完善设备功能、控制手段和工艺技术,通过新型热处理技术,促进我国工业,航天、医疗事业的发展。
篇4
[关键词]转炉干法除尘;设备利用率;适应性改造;生产节奏;提升产品质量
中图分类号:X757 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0049-02
1 前言
莱钢型钢炼钢厂有三座120吨转炉,全部采用干法除尘系统。由于系统大量采用国外技术与设备,工艺、设备存在问题、缺陷较多,造成设备故障率高、设备作业率低、设备维护成本高、安全性差、烟尘排放不稳定等问题,严重制约了转炉的正常生产。经过近两年时间的工艺、设备适应性改造,通过对蒸发冷却器、电除尘器、ID风机、煤气回收冷却系统、电气系统、液压系统等多个方面进行改造和完善,使干法除尘系统的使用稳定性大大提高,煤气回收量得到提高,烟气达标排放,设备安全性大大提高,保证了较高的设备作业率,降低了工人劳动强度,保障了转炉的稳定生产顺行。。
2 转炉干法除尘生产工艺简介
与传统的湿法除尘系统相比,干法除尘系统可节约水耗0.1t/t、节约电耗3.7kwh/t、可回收1700-1900kcal/m3的煤气约100 m3/t,无需设置污水处理系统并节约水处理费用,每年可降低生产成本1200万元以上(按年产钢360万吨计算),经济效益显著.由干法除尘系统净化后的烟气含尘量小于10mg/Nm3,远低于国家规定的排放指标(80mg/Nm3),环境效益与社会效益显著,成为当今绿色炼钢的重要技术之一。
干法除尘工艺系统主要由蒸发冷却器、圆筒电除尘器、风机、切换站、煤气冷却器等设备组成。工艺过程为:转炉烟气通过烟气汽化冷却烟道降温至1200℃以下,进入到蒸发冷却器。蒸发冷却器内采用双介质雾化喷嘴将水雾化冷却烟气,部分粗颗粒粉尘在水雾的作用下团聚沉降,形成的粗粉尘通过粗灰输送系统到粗灰料仓;冷却后的150~180℃的烟气通过管道进入采用高压直流脉冲电源的四个电场的圆筒型电除尘器来捕集剩余的细粉尘,经过电除尘器的烟气含尘量在10mg/Nm3以下,最终的合格烟气经过煤气冷却器降温到65℃进入煤气柜,不合格的烟气放散。干法除尘产生的粗、细灰通过汽车运输至烧结厂作为烧结原料再利用。
3 主要技术性能指标
转炉干法除尘系统主要技术性能指标见表1:
4 影响转炉干法除尘系统正常运行的主要因素
通过对近两年转炉干法除尘系统生产数据进行统计分析,发现影响生产运行的主要因素有以下几个方面:
4.1 干法除尘系统ID风机的故障点相对较多,发生故障影响生产时间长。
ID风机故障既包括风机本体故障,又包括电机和变频器故障,主要故障点在于电机、风机轴承振动、烧坏、同心度不够、变频器保护、叶轮积灰、电机绕组温度高等,在2005年一年的时间里,三套ID风机故障停炉达到6小时以上使转炉停炉达4次,影响转炉吹炼在2-6小时的故障达到8次。2005年8月底,2#炉ID风机电机轴承损坏,造成2#炉停炉6天,直接影响炼钢产量19800吨,并对1#、3#转炉造成生产压力,为保生产无法正常维修。
4.2 静电除尘器的故障点较多,发生故障影响生产时间长,大修时间长。
静电除尘器出现故障不仅影响转炉除尘效果,同时直接造成相应转炉停产6小时以上,导致连铸机生产中断。在2005年一年的时间里,三套EP故障停炉达到6小时以上使转炉停炉达5次,影响转炉吹炼在2-6小时的故障达到14次。另外静电除尘器故障使烟气除尘效果降低,既影响ID风机轴承运行寿命,又影响除尘效果。
静电除尘器大修时必须更换电场阴极框架、阳极板,时间为21天,对莱钢来讲,生产任务紧迫势必影响炼钢生产,影响莱钢的效益。
4.3 系统存在泄爆安全隐患
干法除尘工艺中的静电除尘器在冶炼初期存在煤气燃烧、聚集能量泄爆的可能,比湿法除尘在一文爆燃的几率多无数倍。这种爆燃的条件不可能完全避免,一是在操作上要稳定冶炼;二是需要对此系统设置多级安全装置确保在电场爆炸时安全泄压。三是在回收状态下泄爆对回收管道及煤气柜的损害较大。
2006年4月21日,3#转炉在开吹冶炼过程中,发生3#电除尘器泄爆,导致煤气冷却器管道爆炸着火,给回收系统的设施如回收钟形阀、眼镜阀、管道补偿器、煤气冷却器和煤气柜造成损坏。说明泄爆必须解决,同时回收系统设计存在的安全隐患需要采取措施予以消缺。
4.4 进口备件订货周期长
由于ID风机、电机的配件、泄爆阀全部依赖进口,且订货周期长达12个月以上,出现故障无备件时影响生产的时间更长。
4.5 原设计干法除尘粉尘输送系统设备配置存在问题
一是粗灰输送系统为公用式。三座转炉公用一套粗灰输送系统,而该系统存在隐患较多,一旦粗灰公用系统停止运行,则影响三座转炉的正常生产。
二是三台电除尘器公用一套细灰输送装置,一旦细灰公用系统停止运行,则影响三座转炉电除尘器的正常运行,从而导致三座转炉停产。
4.6 煤气回收系统需要改造以满足煤气全部安全回收的需要
一是煤气冷却系统设计能力不够,不能满足三座转炉同时回收时的降温要求。二是回收过程中发生泄爆,可造成系统爆炸并导致系统瘫痪,安全隐患大。
5 采取的工艺对策和措施
5.1 电除尘器泄爆控制技术:
电除尘器泄爆的条件为:(1)电场内气体转炉煤气局部达到爆炸极限18.22%~83.22%;(2)电场内局部氧气含量大于2%;(3)电场内局部点存在电火花。通过分析认为:控制电除尘器内“第一条件和第二个条件不同时存在”即可控制泄爆。
通过分析研究转炉泄爆机理采取了两项措施:一是从转炉操作控制入手开发转炉氧气自动开吹模式控制烟气中氧气含量和一氧化碳含量不同时达到爆炸极限。二是系统增设氮气稀释装置,降低烟气中氧气含量和一氧化碳的比例。以下是采用泄爆控制技术前后的两种曲线对比图(见图1、图2),采用系统防泄爆技术后实现了单座转炉泄爆次数由101次/月降至0次/月以内,基本杜绝了电除尘器泄爆问题。
5.2 设备故障状态下系统快速转换技术
干法除尘系统的安全稳定运行直接影响炼钢生产和环境保护。三座转炉干法除尘系统投入使用一年后,系统的关键设备故障较多,直接影响炼钢生产多次。主要表现为系统静电除尘器、ID风机故障。
研究采用增设备用干法除尘系统、切换阀组以及增加通讯和转换程序控制系统,实现系统主体设备出现故障时可在1小时内快速整体切换到备用系统,保障转炉正常生产。其切换原理如图3所示。
5.3 成套系统备件国产化技术
针对干法除尘关键设备进货周期长、费用高等不利因素,研究ID风机、钟形阀、煤气分析仪等设备,实现关键备件全部国产化,解决了备件供应难、费用高的问题。在关键备件全部国产化和研究、消化系统控制技术的基础上,研制了整套国产120吨转炉干法除尘系统且运行稳定。
5.4 煤气低含尘量控制及回收利用技术
5.4.1 电场稳定技术研究
5.4.1.1 气流分配板系统改造:
将原翻边方孔分布板更换为上部1/2为原设计,下部为1/2当量面积的圆孔板,减少堵灰现象,并将振打锤重量增加1.0kg,振打制度调整为冶炼期连续振打,冶炼结束2分种后,分时振打,直到下一个冶炼周期的开始。振打传动部分不变,彻底改善气流分布不均匀的现象。
5.4.1.2 EP电除尘器阴极系统改造: 1#电场阴极丝由2mm厚的不锈钢扁钢芒刺更换成4mm厚的不锈钢B8线,减少因泄爆和燃烧而造成的断丝现象。2#电场阴极丝由2mm厚的扁钢V25线更换为2mm厚不锈钢B8线,已改善2电场的除尘效果。将原电场阴极排框架由φ33.7x3的普通钢管,改造为φ34x3的锅炉管,增强框架的强度。由于阴极振打振打力度不够,本次改造将振打锤重量在原来基础上增加1.0kg,阴极振打砧座的振打面在原来基础上加宽10mm,保证振打接触面积,减少出现振打锤偏磨现象。2#电场前部再增加一套阴极振打系统,由原先的单面振打改为双面振打,改善2#电场的阴极系统振打效果。
5.4.1.3 EP电除尘器阳极系统改造:1#~4#电场阳极板全部更换,极板型式材质不变,极板预先留部分小孔解决电场泄爆而引发的局部压力不平衡造成的极板变形的情况,同时将固定腰带重新设计,减少了变形量。将阳极振打系统的振打锤重量每个增重0.5kg,改变电场清灰能力。2#电场前部再增加一套阳极振打系统,由原先的单面振打改为双面振打,改善2#电场清灰能力。
5.4.1.4 扇形刮灰器系统改造:将扇形刮灰器传动轴承改为剖分轴承,减少了检修时间,提高了轴承使用的可靠性。对扇形刮灰器16个轴瓦改造,将油槽加宽到10mm,增加轴瓦的供油量,减少因不良造成对轴瓦的损坏。
5.4.2 煤气降温研究:
干法除尘煤气回收温度达到1800C,而煤气柜要求的煤气温度应低于650C,原设计煤气冷却器为闭路系统,喷嘴雾化能力差,直接导致煤气降温能力差。经研究,在煤气回收系统上安装一套煤气雾化冷却装置和增设气雾冷却喷嘴,解决了煤气温度降不下来的问题,实现了三座转炉能够同时回收煤气,同时进一步增强了煤气洗涤除尘的效果。
5.4.3 回收系统安装泄爆水封装置:
原设计静电除尘器系统后部无安全设施,如果回收侧煤气管道因泄爆而产生爆炸,会直接危及到整个煤气回收系统的安全。研究在静电除尘器系统后部增设一台DN3600,高25.5m的泄爆水封,如果回收侧煤气管道爆炸,爆炸冲击气流通过泄爆水封瞬间泄压,从而保护回收侧煤气柜的安全。
5.4.4 转炉煤气回收利用技术
通过采用炉口微差压自动控制技术、电场稳定技术、转炉煤气在线连续检测技术、回收快速转换技术、煤气高效洗涤技术、自产自用技术、稳焰燃烧技术、并网综合利用等技术实现了对合格煤气的快速、准确回收利用(见表2、图4),可实现回收热值1700-1900kcal/m3的转炉煤气约102m3/t钢。
5.4.5 喷嘴雾化介质改造:
原设计喷嘴采用蒸汽雾化,由于氮气压力不稳造成桶壁积灰速度快,且喷枪受热膨胀影响寿命,2006年底改为氮气雾化,既达到了减少桶壁积灰多的问题,又延长了喷枪的使用寿命。
5.4.6 粗灰系统改造。
120t转炉EC系统粗灰输送装置为三座转炉蒸发冷底部刮板链输出粗灰进入公用刮板输送机,再进入粗灰料仓;由于输灰装置为三座转炉公用,一旦公用刮板输送机出现故障,就造成三座转炉停产,严重影响型钢生产线的顺行。1#转炉投产前期,由于刮板机故障影响炼钢生产的情况经常发生,多次发生且每一次影响转炉生产的时间均超过2小时。在3座转炉同时生产后,公用刮板输送机一旦出现故障,直接造成三座转炉及连铸机同时停产,对整个炼钢工序造成巨大损失。我厂2005年对EC粗灰输送装置改为一座转炉单独一套粗灰输送装置。三座转炉粗灰系统彻底分离后,去除了公用刮板系统,减少了影响转炉生产的故障点;既使一座粗灰系统出现故障,也不至影响其他转炉的生产,满足正常的生产要求,提高转炉冶炼效率。。另外刮板机由于连续运转,且处于260摄氏度左右的高温区域,备件用量大且费用昂贵,改造后省去一套共用刮板输送机,每年可节约公用刮板机备件费用近30万元。
细灰输送系统改造
原设计细灰输送系统采用单独一条输送机输送三台电除尘器的细灰,出现公用输灰机故障三台电除尘器被迫停止运行。我长2006年安装一台备用西会输送系统,解决了备用问题。
6 生产应用效果
6.1 电除尘器泄爆率降低为0.003%以内:研究先进的抑制泄爆的措施,保障电除尘器安全运行,确保转炉正常生产。
6.2 系统影响转炉故障率降低到零:运用先进的除尘系统整体切换工艺模式,实现检修或系统故障状态下主体设备的快速切换,降低影响转炉生产的时间。
6.3 煤气含尘量稳定在8mg/Nm3以下,达标回收煤气:对系统设备缺陷实现了改造优化并解决,煤气含尘量大大降低达标回收,回收量达到102 m3/t(热值1700-1900kcal/m3);
6.4 设备维护成本降低4元/t:针对进口设备技术含量高转化为国产化的问题提出了相应的解决方案并实现了备件全部国产化,
6.5 在引进、消化、吸收德国技术的基础上,形成了干法除尘系统设计及维护应用工艺技术理论,且自主完成一套国产化干法除尘系统。
篇5
整体厨柜绿色设计的方法:
1整体厨柜绿色材料选择
材料既是实现设计意图的重要手段、也是选择加工方法的重要依据。同时,原材料处于产品生命周期的源头,选择绿色材料是开发绿色产品的前提。由于厨房是一个烹调和贮存食品的地方,因此其材料的使用与一般家具材料不同,易清洗、耐热、防潮、环保是整体厨柜选材的基本原则。由于整体厨柜是分体构成的结构形式,用作整体厨柜的材料也相应的分为几大类:柜体材料、门板材料、台面材料、配件材料等。
厨柜柜体包括地柜及吊柜。一套整体厨柜的柜体材料约占全套产品所耗板材的70%~80%,可以说柜体材料的好坏直接影响厨柜的质量。木材是绿色设计的最佳材料,但对于高温高湿的厨房环境而言,实木材料有其无法克服的缺陷,再加上我国木材资源的严重匮乏,人造板作为木材的替代品成为设计和生产绿色环保厨柜的主要用材。目前用于整体厨柜柜体的人造板基材主要有刨花板、中密度纤维板、多层胶合板、细木工板等材料;表面装饰材料有三聚氰胺浸渍纸、防火板等饰面材料。人造板是森林资源综合利用的产物,应大力提倡使用,但为了使板材更加结实耐用,人造板中需添加胶粘剂和防潮剂,另外在柜体零部件加工的过程中还要大量使用封边条、胶粘剂等原料,这些都是游离甲醛的主要来源,再加上厨房使用明火、温度高,会加速有害物质的挥发,在使用过程中会对人体造成危害、对食品造成污染。因此,在整体厨柜产品设计过程中所选用的人造板质量应符合相关国家标准要求。根据国家强制性标准GB18584-2001《室内装饰装修材料木家具中有害物质限量》规定,木家具中的甲醛释放量必须≤1.5mg/L[6]。为了营造一个健康的厨房环境,必须有效控制厨柜用人造板的甲醛释放量。影响甲醛释放量的因素有:(1)装载度对游离甲醛释放量的影响:装载度是指所用人造板暴露在室内空间的总面积与室内空间容积之比。根据实验数据分析,人造板装载度与室内甲醛浓度的关系如图1所示。针对这种情况,可根据绿色设计的减量原则,建立厨柜人造板装载度的数学模型:即根据所用人造板游离甲醛含量情况,通过试验及计算建立厨柜设计中人造板用量数学模型,给整体厨柜设计提供参考,以有效控制甲醛释放量。(2)材料表面装饰方式对游离甲醛释放量的影响:厨柜制作时使用的各种人造板表面都要进行装饰处理,根据实验结果可知,在相同条件下,不同的表面处理方式对游离甲醛释放量的影响是不同的,如表1所示。有鉴于此,进行厨柜设计时,应选择一些遮盖完整、严密的表面装饰方式。根据各种装饰方法对游离甲醛释放量的影响程度,其优先选择顺序为:PVC真空吸塑、PVC薄膜平面饰面、涂料饰面、三聚氰胺浸渍纸饰面。由于甲醛的散发通道主要是人造板端面而非平面(端面一般至少是平面甲醛释放量的两倍以上),因此用人造板制作厨柜时,所有板件都应进行封边处理,封边材料最好选用PVC封边条,并尽量采用机械封边。另外,人造板甲醛释放量是时间的函数,随着陈放时间延长,甲醛释放量将逐渐降低。通风情况也对甲醛释放有影响。如有可能,厨柜企业应选用出厂时间稍长的板材,同时最好不要在居室现场制作,而是在通风条件较好的场所进行。
门板(含抽屉面板)相当于厨柜的“脸面”,其尺寸稳定性、防潮性,表面耐磨性及环保性等指标决定了门板的质量和使用寿命,门板按其基材和表面装饰方法的不同可分为多个系列。(1)实木门板:是指直接由实木或表面为实木经透明涂饰制成的门板,其天然纹理与质感是自然与传统的良好体现,但制造工艺要求高。(2)油漆门板:整体厨柜中油漆门板特指基材(18mm厚中密度纤维板)机械加工后表面再进行色漆涂饰制成的门板。油漆门板表面光洁平整,色彩也可任意选择,具有很强的装饰性,缺点是耐刮、耐磨性能差,加工工艺复杂、技术要求也较高,油漆工艺污染严重。(3)吸塑门板:是由中密度纤维板(或实木)经铣型、打磨后,采取真空吸塑工艺将聚氯乙烯(PVC)薄膜完全包覆在门板上而成。由于可以多面同时吸塑,完全封闭基材,有效地阻止了水气侵入及有害物质的散发,而且表面也可以镂铣出各种立体图案,因此被认为是最完美的门板材料之一,但这种门板表面耐高温能力较差(一般不超过100℃),加工时需要专门设备,工艺也比较复杂。(4)防火板门板:是在细木工板或刨花板基材表面用防火板饰面,具有耐磨、耐高温、耐污染、耐腐蚀等特性。(5)三聚氰胺板门板:直接将三聚氰胺饰面板经裁切、封边后制成门板,其造价较低,性能良好。(6)水晶板门板:是利用有机玻璃板(俗称亚克力)背面喷油墨后压贴在基材表面制成的。这类门板晶莹剔透,具有很好的美学效果,且价格低廉,制造工艺简单;但缺点是不耐磨、不耐划,且时间久了容易变色并失去光泽,气候干燥容易开裂、脱胶。
料整体厨柜台面主要用于洗涤、准备及烹饪操作,是厨柜构造中和食物接触最为密切的部分,台面材料基本性能要求为防水、耐高温、不渗漏、抗冲击、无污染,同时还要兼顾美观、实用。常用的厨柜台面材料有天然大理石、花岗岩、防火板、瓷砖、不锈钢、人造石等,这些台面材料各有优缺点。天然大理石有着各种美丽的纹理,但其毛孔粗,易渗透,容易成为细菌滋生的温床。花岗岩的密度大、硬度高,表面很耐磨,是抗菌性能好的天然材料,但天然石材的长度有限,在整体台面的接缝处容易隐藏污垢,并且天然石材有放射物质存在,会对人体健康产生危害。防火板台面同样存在长度的限制,无法实现整体完美的无缝拼接。不锈钢台面抗菌性能最好,但一旦被利器划伤就会留下无法弥补的痕迹,这些划痕中也容易隐藏脏东西,并且在它上面重力操作时会产生噪音。人造石材是树脂、各种填充料的聚合体,俗称高分子人造石板,有石材质感但无辐射,而且无毛细孔,不易滋生细菌,可以实现无缝拼接,具有易清洗、易修复、耐热、防潮、防蛀等优点,是整体厨柜台面的首选材料。
用于生产厨柜中盛放物品的框架、拉篮和连接用的铰链滑道等功能配件的主要材料是钢和铝。其优点是强度高,易工业化生产,废弃物可以回收利用,加工及回收利用时耗能不太大;缺点是冶炼时耗能很大,矿藏资源有限、不能再生,冶炼时会产生大量废弃物污染环境,如产生铬酸、氟化氢等有毒气体,含重金属的废污泥等。因此对厨柜功能配件材料的选择要注意其环保性能。
2整体厨柜绿色结构设计
整体厨柜绿色结构设计可从以下几方面进行。
(1)合理设计厨柜内部空间结构,提高其容积利用率
通过对不同地区、不同户型的住户调研,根据厨柜贮物种类、数量,合理地设计物品存放空间,提高厨柜的容积利用率,在满足使用功能的条件下,尽量减少数量,以节省材料和空间,并给用户提供方便。如地柜使用抽屉结构比开门结构更方便储物及拿放,如图2所示。抽屉内侧可设计为弧形,没有死角,易于清洁。搭配分隔组件可实现抽屉储存空间的优化安排,根据需求来分门别类的放置物品,如图3所示。为充分合理地利用拐角空间,增大存储空间,可采用拐角、180度转篮、滚筒转篮等拐角处理方法,如图4所示。在水槽柜内设计垃圾分类存放区域,便于资源的循环利用及对有害物质的集中处理,也让厨房不再有死角,如图5所示。
(2)采用拆装化结构,便于回收利用
板式家具32mm系统结构设计与加工方法为整体厨柜的绿色结构设计提供了很好的设计思路。将整体厨柜按照功能划分采取模块化、拆装化设计,并保证一定的互换性。当产品的板件和五金连接件实现了标准化、系列化、通用化的生产,就很容易实现产品中部件的更换,即用户可以根据要求更换已坏的或不满意的零部件,提高产品的使用寿命,同时也利于厨柜零部件的回收利用[8]。
(3)采用合理的连接结构,减少板件上的孔槽口
目前,人造板制作的厨柜构件,其接合方式大都为板式结构连接,而孔深常常能达到板厚中心部位,从这些孔眼及槽口中常有大量游离甲醛逸出,因为脲醛树脂胶合的人造板,中间层比表层具有更高的甲醛释放能力。厨柜结构设计与制造时必须考虑这些孔槽的影响,合理设计其零部件的连接结构,做到尽量少安排连接孔位,尽量选择不用开槽口的连接件和连接方式。在必要采用孔槽连接时要进行相应的处理。如柜体的后背板通常选用3mm厚的三聚氢胺双饰面板。采用3mm厚的背板一则可以节省成本;二是可以降低厨柜重量,尤其是吊柜的重量;三是利于现场加工,因为厨房是管道纵横之处,经常要在背板上开孔开洞。双饰面板不但可以加强整体厨柜的防潮性能,还可以降低甲醛释放量,更加环保。但3mm厚背板的安装方法一般是在厨柜的侧板、底板上开出槽,然后将背板去。这样即美观又不易脱落,离墙面又有一定距离,减少了背板与墙面长期接触而受潮变形的几率,如图6所示。但由于目前技术的限制,封边机不能在3mm厚的背板上作业,所以背板一直是处于不封边状态,再加上侧板、底板上开出的背板插槽,导致甲醛释放量大幅度增加,如图7所示。为避免因背板插槽而导致的甲醛释放,可采用柜体四周开槽全封闭背板,也就是说将背板顶部的面也藏在了槽内,使柜体背板无一处断面露在外面,尽可能减少甲醛释放量,同时背板的稳定性也有所加强。或者对背板四周进行蜡封处理,最大程度杜绝甲醛的污染。在使用厨柜过程中还存在噪音的污染,要避免这些问题,就要使用高质量的五金件,如安装防撞条及采用带阻尼系统的铰链可以消除柜门关闭时与柜体的冲击力和噪音。
(4)设计合理的安装结构,避免二次污染
整体厨柜作为定制产品,需要现场安装。由于厨房中错宗复杂的管道,在安装过程中,常需要在现场进行裁切组装,而开孔后的部分如果不进行严密的封边,有害物质容易挥发出来,再加上一些企业使用的胶粘剂不环保,从而造成了厨房的“二次污染”。为此厨柜应设计合理的安装结构,尽量减少现场开孔,无法避免的现场开孔可用专用的U型封边带进行封边处理,无论外观还是封闭程度都远比锡箔纸封边的效果要好得多,如图8所示。
3整体厨柜绿色工艺设计
采用绿色工艺是实现绿色产品生产制造的一个重要环节。绿色工艺又称清洁工艺,是一种既能提高经济效益、又能减少环境影响的工艺技术。在原材料加工及制作厨柜过程中尽可能采用新工艺、新设备、新材料,以减少原材料的消耗,尽可能避免和减少粉尘、噪音、有害气体、工业废水以及能源的浪费。如采用无游离甲醛的胶粘剂,进行无毒胶合;采用水性涂料等进行无毒涂饰的工艺;利用常温成型的人造石制作台面以节省能耗等等。另外在排孔工序上以满足柜体结构为主,尽可能少排孔,对于部分层板孔不用时可堵孔盖帽盖住,如图9所示。厨柜板件的封边工艺对于防止甲醛释放有着直接的影响,通常要求板件的非交接面均应进行封边处理,且封边条密封要严密,不露基材。为此,板件的裁切或铣边工艺不能出现崩边及锯路不直的质量缺陷,因为不平整的板材边部无法使封边条很好的契合,可见提高开料质量是提高封边质量的前提。另外,封边作业最好采用精密封边机,并保证热熔胶的充分熔解以及涂胶过程的恒温稳定,确保封边条与板边形成牢固的胶结。铝合金封边则要求先用封边条将板材全部封边后再将铝合金封边条插入槽内,否则铝合金封边压合不严,容易导致板材内部甲醛释放及水分进入导致板材膨胀变形,如图10所示。成型包边也应严密、平整、不允许鼓泡、开裂、脱胶、压痕等缺陷。
4整体厨柜绿色回收设计
要实现整体厨柜的绿色回收,首先要合理设计厨柜的生命周期,当厨柜需更新时,应将废弃的厨柜回收,本着“物尽其用”的原则进行再利用,可以进行零部件翻新,完好的板式部件、玻璃、金属件等经翻新整理后仍可重新图10铝合金封边的双层结构利用;对于没有利用价值的构件可以回收做原材料,像金属构件、木质板材和人造石等均可再生利用,或冶炼铸锻,或粉碎成木片、纤维做人造板原料,或碾碎做人造石原料。当然,厨柜能够拆卸是其回收再生的前提,要想使废弃厨柜的零部件被重新利用,就必须使其能够被方便地拆卸;否则,不仅会造成大量可重复利用材料的浪费,而且因废弃物不好处置,还会严重污染环境。
5整体厨柜节能设计
篇6
关键词:高温烟气;过滤陶瓷;抗热震性
1 引言
高温烟气除尘是指在高温条件下直接对烟气进行气固分离,实现气体净化的一项技术,它可以最有效地利用气体的物理显热、化学潜热和动力能以及最大程度地利用气体中的有用资源。因此,它不仅成为电力、能源和相关加工工业的研究热点,也是过滤行业的重要研究课题。
由于陶瓷材料具有优良的热稳定性和化学稳定性,它的工作温度可高达1000℃,并且在氧化、还原等高温环境下具有很好的抗腐蚀性,因此,陶瓷材料是高温气体除尘的优良选材。
2 国外研究及开发现状
上世纪70年代,国外就开展了对高温气体除尘技术的研究开发工作。早期,美国能源部开展以无机膜过滤介质为主的高温气体过滤除尘技术的开发,德、日、英等发达国家也都开展了类似的研究工作。上世纪90年代中期,高温气体除尘技术取得很大进展。首先,一批先进的高性能无机膜过滤材料的开发为高温气体过滤除尘技术的工业化应用奠定了基础;其次,高温除尘工艺技术的提高,如系统高温密封和过滤元件试片自保护密封技术、过滤元件试片再生技术、气体在线检测技术以及系统自动控制技术等,也都大大推动了高温气体过滤除尘技术的工业化应用[1~2]。
Sawada等[3]对陶瓷过滤材料的抗热震性进行了理论和试验分析研究。他采用以下计算公式对不同材料的抗热震性因子R进行了计算,计算公式为:
R = ■
其中:S为材料强度;ν为泊松比;E和α分别为杨氏模量和热膨胀系数。计算结果如表1所示。从表中可以看出,单相SiC-SiC及两相莫来石SiC多孔陶瓷材料的抗热震性因子R值低,抗热震性能差。堇青石由于热膨胀系数小,抗热震性因子达521。复合陶瓷抗热震性优于单上述陶瓷,CCD复合陶瓷的抗热震性因子高达1652,是两相莫来石-SiC陶瓷的15倍。
近年来,许多国家都开展了对高温陶瓷过滤材料的研究工作,其中包括过滤管材质选择、结构设计、成型和制备工艺、高温性能和高温相结构、过滤管的综合性能测试和技术评价及经济可靠性分析等。
德国Schumacher公司生产的SiC-A12O3双层试管式滤管,表层孔径为10~20 μm,耐温达1000℃[4];美国Buell公司、美国西屋公司以及美国电力研究所等用直径为10~12 μm的陶瓷纤维(由质量分数为62%的Al2O3、24%的SiO2、14%的B2O3组成)编织成过滤袋,该过滤袋在816℃、0.98 MPa的条件下用0.033 m/s的过滤速度进行试验,除尘效率高达99.7%,压力降为176 ~1489 Pa[5];美国Acurex公司采用直径为3 μm的陶瓷纤维编织成毯,两面再蒙上一层陶瓷纤维布或者不锈钢丝网,在800℃、0.98 MPa条件下试验,过滤速度为0.1 m/s,除尘效率可达99.9%,清灰采用脉冲空气反吹,在高温下反吹5×104次,纤维布和毯的强度仍可满足需求[6]。
美国西屋公司开发的交叉流式无机膜过滤器,在加利福尼亚Montebelfo的Texaco汽化炉上做了8000 h的示范实验,该气化炉的工作压力为1.0~3.0MPa,气体温度为650~900℃[7]。结果表明,交叉流式过滤器极易在角部断裂并在过滤体中形成纵向裂缝。此外,日本研制的蜂房式过滤器(一般由多铝红柱石或堇青石制成),除尘效率达99%,耐温400℃。
美国Dupunt Lanxide公司生产的PRD-66型试管式陶瓷过滤器外表面涂有碳化硅砂粒的强化尼龙纤维丝缠绕,内表面是渗透率较高的碳化硅刚性架,除尘效率达99%以上;日本Asahi公司生产的均质堇青石陶瓷滤管,孔径为40~60 μm,耐温达1000℃,抗热冲击性较好[8]。
在这些高温陶瓷过滤材料中,最有影响的是日本Asahi玻璃公司生产的堇青石陶瓷滤管、美国Cera Mem公司开发的堇青石蜂窝块状过滤管以及美国3M公司推出的陶瓷纤维编织过滤管等。美国Cera Mem公司研制的多孔陶瓷膜过滤器,其面积与体积比达到500 m2/m3(布袋除尘器仅为33 m2/m3),可直接安装在烟气道中滤去99%的烟尘[9]。国外研制的主要高温陶瓷过滤材料的性能如表2所示。
3 国内研究及开发现状
我国在高温气体过滤除尘研究应用方面与先进国家相比还有较大差距,基本上处于实验阶段,尤其是在先进的高温过滤材料和制备技术方面更有待于提高。尽管如此,国内一些研究单位围绕着高温气体过滤除尘技术开展了大量的研究工作。其中,北京钢铁研究总院、国家电力公司热工研究院和山西煤化所共同承担了“高温煤气除尘工艺技术与设备的实验研究”,开展了高性能金属过滤材料的研制、高温过滤器的设计与制作、脉冲反吹再生技术的开发以及高温煤气过滤除尘中试实验,除尘效率达99%,实验取得了很好的过滤效果。但金属过滤材料不耐高温,抗腐蚀性能差,实验设计还有待进一步提高。北京市劳动保护科学研究所研制的微孔陶瓷器在实验室进行冷态模拟实验,在工业热态实验中陶瓷管性能稳定,除尘效率高。田贵山等[10]分析了IGCC和PFBC中应用的高温高压煤气和烟气尘粒含量,总结了燃气轮机透平保护标准和环保要求,对较适合的除尘技术进行了综合分析比较,并分析了各除尘技术存在的问题,认为刚性陶瓷过滤器具有广泛的应用前景。并在之后的研究中,对陶瓷过滤器元件内的气体流动按正向和反向两种流动情况,得出了气体在陶瓷过滤器元件的正向与反向流动规律,为今后设计陶瓷过滤器元件的结构等参数奠定了理论基础。
田贵山教授等山东省陶瓷基复合材料研究中心课题组成员,在先进的陶瓷过滤材料的制备和陶瓷过滤器装置化研究方面进行了大量的研究工作[11~13]。该课题组2001年获得了“高温气体净化用陶瓷过滤器的研制”863项目资助,并取得了一系列的研究成果。此项目研制了适合的陶瓷过滤元件结构、多孔陶瓷的制造、成型工艺及性能测试;改进了流动与过滤性能实验平台方案,并进行了实验;完成了处理能力4000 m3/h,过滤精度达到1 μm,最大工作压力1 MPa、工作温度可达500℃的高温陶瓷过滤器的设计、加工和高温应用考核实验。极大的缩短了我国与国外先进国家在高温过滤材料技术领域的差距,也为国内高温陶瓷过滤材料的研究及发展打下了良好的基础。该研究对大力推进和发展我国的洁净煤事业、解决洁净煤技术中高温热气体净化问题以及日益严重的冶炼炉高温含尘气体净化问题都具有极大的促进作用。
4 高温烟气过滤陶瓷的应用现状
目前,多孔陶瓷高温过滤技术已成为分离与净化材料领域中的一个重要分支,在国际上得到广泛的研制、开发和应用,世界陶瓷分离膜市场正以30%以上的年增长速度增长[14]。它不仅解决了高温高压介质、强酸碱介质和化学溶剂介质等难过滤问题,而且还是目前唯一有可能集过滤、催化等功能为一体的一种多功能过滤材料。
高温陶瓷过滤材料用于高温含尘气体的净化不仅可以高效清除高温、高压烟气中的尘粒,同时还可有效去除气体中的有害物质,因而具有其它高温气体净化技术所不具有的优越性,是高温气体过滤材料的最佳选择[15]。据报道,采用孔径为40~60 μm的陶瓷过滤器可以进行高温烟气,如化铁炉、增压流化床循环(PFBC)燃煤锅炉排放烟气除尘净化、整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统的高温煤气净化、石油催化裂解装置中高温气体过滤及催化剂的回收、汽车尾气净化、焚烧炉的高温废气净化、金属工业、电石气炉、核废气处理、高压热气体净化、玻璃陶瓷工业等高温烟气净化等[16~17]。工作温度可达600℃,3 um以上尘埃粒子去除效率≥ 99%,而阻力降< 500 mm 水柱。由于高温工业气体中含有大量的显热或潜热以及可供回收重复利用的物质(如石化工业中的固体催化剂),它的合理利用具有十分巨大的经济价值。各种高温含尘气体的特性如表3所示[18]。
5 高温烟气过滤陶瓷面临的问题
目前,高温陶瓷过滤技术作为二十一世纪的关键技术已被各国公认为最具发展前景的过滤技术。但是,已开发出的均质多孔陶瓷和普通陶瓷分离膜在高温气体净化中均面临孔径分布不易控制、过滤速度低、使用寿命较低及抗热震性不高的问题。均质多孔陶瓷显气孔率低,过滤速度无法满足工业过滤烟气要求的速度;普通陶瓷分离膜层可以做得很薄,过滤阻力大幅度降低,但分离膜的气孔率一般较低(≤45%),其过滤速度虽比同孔径的均质多孔陶瓷大得多,但仍不能满足工业应用的要求,且其抗热震性能最好为900℃至室温8次不裂,难以满足900℃以上高温气体过滤和抵抗频繁脉冲冷空气反吹带来的急冷急热破坏,因此,需要研制抗热震性能更好、显气孔率高、孔径分布可控、过滤速度更高的高温陶瓷过滤材料。
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篇7
关键词:机械设备;拍卖评估;思路
中图分类号:F230 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2014)01-0301-02
企业拟拍卖处置的设备多为不再需用或淘汰的设备,国有企业在处置时多采用公开拍卖的方式。有些设备对委托方而言,已不再需要,对其他企业可能有用;有些设备因经济、技术、环保、市场等原因,不再具有使用价值。机械设备拍卖评估过程中,评估师要与委托方分析评估对象移地继续使用的可能性,分析基准日市场状况和行情,确定不同的评估假设所对应的价值类型,选择不同的评估技术途径。
一、评估对象价值类型的确定
(一)评估对象自身条件的分析
分析评估对象的功能用途、工艺技术、先进程度,是通用设备还是专用设备,了解其已用年限、技术寿命及产品生命周期、经济效能、移地继续使用的可能性。
根据资产评估准则及相关规定,评估对象如是国家产业政策允许继续使用、法律允许转让、符合环境保护及能源政策、不对某一资源或原材料有特殊依赖的机械设备,设备本身尚可移地使用,选择移地续用价值类型进行评估。如果不符合上述条件,选择残余价值类型进行评估。
(二)市场调研分析
评估师应将评估对象放在市场上去衡量。首先,了解委托方处于哪个行业,该行业基本技术工艺、平均装备水平及档次,该行业在国民经济中的地位,是否符合国家产业政策,是否存在产能过剩,该行业在评估对象所在地的地区饱和度。其次,调查有无与评估对象相类似旧设备的二手市场交易信息,交易是否活跃。最后,分析评估对象是否存在经济性贬值。
评估师要分析评估对象二手市场交易信息和行情,潜在买主的数量,可能的购买价格,移地使用成本,交易税费,确认评估对象的可变现能力。
二、评估思路的确定
经过上述评估对象的价值类型分析,才能明确评估思路。
(一)移地续用价值评估思路
移地续用价值评估假设是移地不改变用途继续使用,假设中标人负责拆迁。评估师应依据评估对象特点、价值类型、评估资料的收集情况,以及评估目的所涉及的市场条件,选择适宜的评估方法。如二手设备市场较为发达,可参照二手设备交易行情,考虑各种价格影响因素和差异,采用市场法进行评估;如不具备市场法评估条件,可采用成本法进行评估,基本公式如下:
评估值=评估原值×成新率(或评估值=评估原值-实体性贬值-功能性贬值-经济性贬值)
上式评估值是指原地续用评估值,原地续用评估值=评估原值①×成新率 (公式1)
拍卖评估值(可变现净收益)=移地续用评估值-变现税费=评估原值②×成新率-变现税费 (公式2)
其中(公式1)评估原值①中,当不考虑评估对象在原厂址发生的基础费、运杂费、安装调试费时将变换为(公式2)评估原值②;(公式1)成新率为评估对象假设按原设计用途继续使用条件下的成新率;(公式2)变现税费包括:拆除费用、销售税费、拍卖佣金、变现折扣。
(1)拆除费用的确定:包括拆解费、吊装费、清理费等。根据评估对象的种类、结构、体积、工艺保护等特点,参照《资产评估常用方法与参数手册》、《机械工业建设项目估算编制办法及各项估算指标》,分析确定,如评估对象不需拆除则不考虑拆除费用;(2)销售税费的确定:根据国家相关税收规定估算相关税费;(3)拍卖佣金的确定:根据当地拍卖行业现行收费标准确定;(4)变现折扣的确定:考虑评估对象总标的额大小,有序变现情况下:变现能力强的资产,一般不考虑折扣率,变现能力差的资产,一般考虑5%~10%的折扣率;快速变现情况下:变现能力强的资产,一般考虑10%~15%的折扣率,变现能力差的资产,一般考虑15%~20%的折扣率。
(二)残余价值评估思路
残余价值本文指无使用价值或市场无需求设备的拆零变现价值估计数额,评估假设是不再使用就地拆除变现。涉及拆零变现的设备多为不再继续使用的废旧设备,一般不宜采用市场法和收益法进行评估,可采用下列公式进行评估:
拍卖评估值(可变现净收益)=可变现收入-变现税费=∑(组成评估对象各种材料的重量×各种材料的回收单价)-变现税费
组成评估对象的各种材料一般包括钢、铁、铜、铝、不锈钢等。
变现税费一般包括拆除费用、销售税费、拍卖佣金、变现折扣。
a.拆零变现涉及的第一种情况。当评估对象总评估值即拍卖标的额不大,处置周期不长,买受人需垫付的资金较小,一般不考虑风险报酬。(1)组成评估对象各种材料重量的确定:依据委托方提供的设备技术档案或手册查询,或现场称重,小型设备评估师可和委托方技术人员现场目测确定;(2)各种材料回收单价的确定:根据电话询价或各大废旧物资回收网站价格确定;(3)拆除费用的确定:参照移地续用价值评估中拆除费用确定(无保护拆除应小于有保护拆除);(4)销售税费的确定:根据国家相关税收规定估算相关税费;(5)拍卖佣金的确定:根据当地拍卖行业现行收费标准确定;(6)拍卖折扣的确定:依据国内钢材市场、有色金属材料市场的供求关系,其成品库存情况,废旧物资回收市场景气度,评估对象总标的额大小,行业经验数据等分析确定。有序变现情况下:一般考虑5%~10%的折扣率;快速变现情况下:一般考虑10%~15%的折扣率。容易变现的材料其折扣率取低值,不易变现的材料其折扣率取高值。b.拆零变现涉及的第二种情况。当评估对象总评估值即拍卖标的额较大,处置周期较长,买受人需垫付的资金较大,属大型复杂设备或生产线时,一般应考虑资金成本和资本利得。即在考虑第一种情况(3)~(6)的基础上,还要在变现税费中扣除(7)风险报酬。经验表明,报废设备拍卖的买受人有时不是冶炼厂和废旧物资回收公司,有时是具有设备拆解资质的工程公司,它们都想中标后经过拆除转手倒卖赚取差价。假设我是中标人,现有一批报废设备拟公开拍卖,我将作为一项投资考虑,我愿意出多高的价格来购买它?我明白购买这批设备是有风险的,目的是要通过它赚取利润。我打算从这批设备的处置中获得的利润也不能比将此资金、时间和精力投到其他方面所能取得的正常利润少,否则我还不如将此资金、时间和精力投到其他方面。(7)风险报酬的确定:风险报酬主要体现在安全收益部分(资金机会成本)和风险收益部分(赚得利润),依据基准日有效的存款利率和社会平均资本报酬率综合确定该投资项目的风险报酬率,以买受人实际支付的资金为基数考虑资金平均占用时间确定风险报酬额。
三、经验总结
评估师应就变现方式、价值类型、评估思路与委托方沟通,并在评估报告中披露残余价值拍卖单价是否含税;评估师应就“废弃电器电子产品垃圾”不宜公开拍卖告知委托方;评估师应知悉,特殊情况下某一评估对象的拆零变现价值可能大于其移地续用价值;评估师应多参加拍卖会,关注二手设备网上信息,注意收集评估资料,丰富自已的评估经验。
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