有色金属冶金生产企业节能降耗措施的探讨.pdf

第3o卷第3期 2014年6月 有 色 矿 冶 N0N—FERR0US MINING AND METALLURGY Vo1．30．No3 June 2014 文章编号：1007—967X(2014)03—0041—04 有色金属冶金生产企业节能降耗措施的探讨 包文彬 (沈阳有色冶金设计研究院，辽宁沈阳110003) 摘要：有色金属冶金企业在生产中可以从设备、管理、技术等方面采取适当的措施达到节能降耗 的目的，本文结合生产实际从生产细节人手对组织、管理、技术方面影响能耗的因素进行 了系统分析，并从这三方面分别阐述了相应的解决措施，最后提出多方面因素的共同作用 影响了企业的能耗，应采取综合措施实现节能降耗目的。 关键词：有色金属；冶金；节能降耗；组织；技术；管理 中图分类号：F424．7 文献标识码：A 进人十二五以来，国家对各行业能源消耗重视 力度逐渐加大，冶金行业作为能源消耗的主要行业， 在生产、管理等方面具备一定的节能降耗潜力，如何 降低能耗指标使其转化为企业的利润正逐渐成为生 产企业的关注焦点。有色金属冶金生产企业节能降 耗措施可以分为组织措施、技术措施和管理措施，本 文从生产实践角度简单分析了能源损耗的原因，总 结了一些具体的措施，供探讨。 1 组织措施 1．1提高生产运营均衡性 有色金属冶金生产工艺中采用各式各样的冶金 炉，有金属还原或熔炼用炉、烧结用炉、金属加工中 使用的各种加热炉、退火炉等。金属还原分为一段 或多段，烧结分为低温预烧结、中温烧结、高温烧结， 从加热方式来看分电阻烧结方式和感应烧结方式。 这些类别的冶金炉虽不及钢铁冶炼工艺设备那样庞 大的规模，但是由于问歇性操作和生产能力的限制， 生产流程中炉子的使用数量也不在少数，所以从工 艺角度来看能源消耗比较大。 有色金属产品的熔点一般都比较高，对炉体保 温方式、炉管、舟皿的耐热程度要求都很高。所使用 的材料分轻质保温材料和重质耐火材料两种，重质 耐火材料用于砌筑承担炉管及舟皿物料的承重结 构，轻质保温材料用于炉体保温。还原或烧结炉的 结构一般为外部炉体材料，内部一定厚度的保温材 料包裹炉管，炉管内部舟皿装料、管内走料。感应烧 结炉外部为炉体材料，内衬耐火材料，内部为感应材 料及冷却装置，最内部是发热材料。还原与烧结工 艺温度要求从几百到几千摄氏度的高温，炉子体积 庞大，开、停炉温度升降时热惯性大，需要的时间长， 所以从炉体结构来看耗能也比较大。 企业的生产运营部门承担安排合同生产以及每 项合同的具体生产过程跟踪工作。生产运营安排对 能源消耗起着至关重要的作用，其是：否合理关系着 成本费用的高低。生产运营的关键是提高产品生产 安排均衡性，避免频繁的升温、降温、开炉、停炉等操 作。 根据生产经验，以下措施可用于安排合同生产 以使其保持均衡： (1)考虑不同原料特性的变化，根据合同数量与 产品生产周期，集中安排同一或近似品种产品生产； (2)以月为单位确定产品生产产量和设备启用 数量，避免多次开启设备，尽力使月份生产处于满负 荷状态或者设备运行处于连续状态； (3)根据已经确定的产品年度生产计划和合同情 况，制定季度滚动生产计划，提高生产安排的预见性； (4)加强与销售部门沟通，做好销售部门的潜 在产品合同计划与本部门产品富余生产能力、产品 合同生产连续性的相互沟通。 1．2 降低辅助性材料消耗 有色金属产品生产成本中辅助材料消耗占有一 定的比例，根据产品种类、产量的生产实际消耗数据 对辅助材料消耗进行准确计算是减少辅料消耗、降 低成本的有效手段。辅助性消耗主要有还原气体、 备品备件、辅助材料、劳保用具等。在实际生产过程 中可对如下过程进行管理： (1)按照产品种类及生产工序严格进行分类管 *收稿日期：2014—01—03 作者简介：包文彬(1982)，男，大学本科，助理工程师，主要从事项目管理工作。 42 有 色 矿 冶 第3O卷 理，计算采用单位产量定额法，并提高采购物品保管 的完好性； (2)生产用的工器具能够自制的车间统一提出 用量，企业相关管理部门组织协调内部部门自制； (3)对于大宗用量物品或劳动保护用品可以实 行按照季度计划集中采购以减少运输费用，留有一 定备用量。 2 技术措施 2．1冶金炉炉体保温 炉体保温材料的选择对节能降耗有重要意义， 这些保温材料分很多种，有玻璃纤维保温毡、硅酸铝 保温毡、岩棉保温、多孔保温砖等，用量最大的为硅 酸铝保温毡和岩棉保温毡，这种保温毡厚度1O～15 CIT't，可以多层叠放于炉壳与承重耐火砖之间，摆放 的方式很重要，关键是不能破坏保温毡的原始形状， 选择好的厂家的产品。保温效果好的保温材料与一 般的保温材料相比，其外形规整，表面有一层密实的 硬质层，而且摔过以后不易破碎，效果方面同一设备 高温段运行时炉体外壳表面的温度不同。 炉体砌筑主要是指炉管承重结构的保温砖砌 筑，在炉子初始的组装时炉子设备的生产厂家都会 派专业的组装人员现场进行砌筑组装，但对于老旧 设备的保温砖的砌筑则要结合实际情况由自己的操 作人员进行。最关键的是材料选择和砌筑方式，材 料要选择外形规整、大小尺寸搭配、轻质和高密度搭 配的保温砖材料，选择好的填缝材料；砌筑方式要压 缝、内重外轻、下重上轻，靠炉体边缘全部为保温毡 多层压实填充。 2．2 冶金炉发热材料与线路连接的影响 冶金炉的发热材料与供电线路连接也会对车间 的产品质量、能耗、辅料消耗等产生影响，在实际生 产过程中，发热体及温度测量装置经常因高温发生 线路损坏，尤其在线路与器件的接触处更为明显。 冶金炉属于比较大型的设备，每一台设备选用的发 热体和温度测量装置的数量几个到几十个不等，如 设备线路发生损坏，则可能同时造成发热材料和测 量装置大面积的损坏，进而会问接的造成产品的质 量、成品率下降和能耗、备品备件损耗的增加。 对以上情况应该采取以下措施避免： (1)冶金设备初始的安装阶段通常不会发生发 热体和温度监测装置损坏，当设备使用一定时间以 后才能出现这种情况，对于旧设备的整体改造，应该 在线路整体的安装中采用标准备件，由专业电工进 行安装接线，禁止使用代用件和非专业电工人员安 装接线。 (2)每台设备应该在启动使用前对这些装置进 行检查，并且在停炉后应该对已经损坏或显示不准 确的进行更换。 (3)当发热材料和温度监控装置发生损坏以 后，应该按照工艺操作要求及时断电，通知专业人员 进行安装更换，以免发生更大面积的损坏，车间应该 对于这类易损耗件有一定的备用量。 2．3 提高循环冷却水循环量及降温效果的措施 有色金属产品生产中冷却有无介质冷却(如空 冷)和有介质冷却(如水冷)两种方式，有的是对产品 进行冷却，有的则是对生产设备进行冷却。空冷是 对工艺要求的冷却时间不严格的情况下采用；水冷 是在工序衔接紧密而要求冷却时间比较短的情况下 采用。在有介质冷却的工艺点必须对冷却介质进行 集中收集后循环使用。 有冷却介质的冷却方式以水为例，对循环水冷 却到工艺要求是提高冷却效率的基础，有的采用晾 水塔或换热器，有的采用增加循环水的循环路径，有 的用大面积水池增加循环水的蒸发面积等方式进行 冷却。 冶金生产中循环水的循环量比较大，采用列管 式换热设备是给循环水降温的有效方式，它具有降 温效率高、水介质损失小、占地面积小的特点，而且 在循环过程中不会被污染，无需二次处理，对集中回 收使用具有很大的经济效益。除此之外，有的还采 用将循环水用大面积水池降温收集后与新水或井水 混合进一步降低水温后重新进入工艺流程，也能基 本满足工艺对循环水水温的要求。 2．4提高工艺参数监测装置的精准度，选择合适的 设备 对高温、强酸、强碱工艺操作，应选择合适的量 程范围、耐高温、耐腐蚀材料的监测装置，不能由于 监测装置的材料和温度适用范围选择不合理造成其 测量不准确或者频繁的损坏。对于高压工艺操作选 择合适量程的耐高压、安全系数高的压力监测装置。 产品质量、成品率的提高与工艺参数测量的准 确程度密不可分，在生产中除了人为因素的影响外， 设备因素也占有一定的比例。在工艺参数监测设备 使用初期，应采用国家标准规定的校核方法和标准 的校准设备进行校核，使其具备标准性。在使用中 要禁止一切影响设备测量结果的操作发生，测量结 果发生偏离时及时进行校正。 第3期 包文彬：有色金属冶金生产企业节能降耗措施的探讨 43 3 管理措施 3．1 提高发热体、保温材料维修及时性 发热体是冶金设备中为产品高温提供热源的发 热材料，在高温生产情况下，发热材料经过长时间的 升温、保温、降温等操作循环后会变形或损坏，炉体 的保温材料和炉管、温度测量装置的保护砖等也会 损坏。发热材料变形以后除了会造成发热量降低， 提供的烧结温度不充分外还会在烧结时接触产品， 影响出装操作和产品质量。温度测量装置发生损坏 后使温度参数的监测受到影响，当温度监测不准确 时不及时调整功率会造成温度过高或不足使产品烧 结过熔或不充分影响质量，直接或者间接的造成能 源消耗增加。对于这些材料的损坏主要采用管理措 施来处理，在生产闲暇时间根据生产中的实际运行 情况，对其进行检查维修更换，保证在使用时不会发 生突然损坏影响生产。 还应对温度监测装置的保护性材料的损坏进行 阐述，一般监测装置如各种热电偶的高温保护材料 为带孑L的保温砖和异型保温砖，这些材料由于形状 的特殊性和所处的环境恶劣，在长期的使用过程中 损坏情况经常发生，它的损坏不仅造成其他部位保 温效果下降，更重要的是会造成温度测量装置暴露 于更高温环境中而发生损坏，在这种情况下也应采 用管理措施来解决，应选择保温材料外形规整、强度 高、承重部位补强好的保温材料，必要时由专业人员 提出设计，厂家专门定做；还要定期检查进行更换， 保证在生产运行中处于良好状态。对温度测量装置 放置的外漏部位的密封也很重要，如密封不好这些 部位的能量损失也很大。 3．2 提高成品率，降低原料二次处理次数 产品的成品率对成本的影响很大，当发生原料 成品率不达标，增加二次处理时，导致产品的生产成 本直接增加。提高产品成品率必须提高工艺执行的 准确程度，在实际生产中违规操作、野蛮操作、没有 责任心都会造成产品的成品率降低，有时甚至会发 生安全事故。 在闲暇时间要提高对工艺操作培训的频度，在 全员中深刻认识工艺对产品质量的影响程度。还应 尽量减少人为因素对产品质量的影响，在允许的情 况下，尽可能提高设备的自动化程度，自动化程度高 的企业可大大的减小误操作和责任心差等人为因素 的影响。 除此以外，要考虑原料波动的影响，不同的原料 特性适合不同的工艺参数处理，在实际生产中固定 的工艺参数只能处理固定原料特性的原料，但并不 是所有的原料杂质含量都是一致的．．产地、矿物种 类、先期的处理工作等因素的不同都会造成来料的 元素含量发生变化。通过大量的实际生产数据验证 可以总结出工艺适合的处理物料含量的范围，应建 立严格、准确的质量记录程序，确保产品的可追溯性 和生产数据的可获得，提高产品生产参数数据获得 的自动性和设备自动化程度，保证记录真实。 3．3提高工艺操作规范性 工艺操作是否规范影响能耗指标，生产运行时 水、汽阀门的开启大小，用电升温、保温、降温的工艺 温度数值设定，炉门开启的时间控制等操作的是否规 范都能影响能耗指标。水、电、汽(气)消耗等制定的 作业指导书和操作规程内都有相关的标准操作规定。 除采用标准的计量仪器外，还应针对操作规范 采取以下措施： (1)对操作者进行经常性的培训，使其了解规范 操作对能源消耗的影响，并根据实际消耗指标结果确 实降低的给予奖励以激励操作者提高操作规范性； (2)对气体压缩设备的管理，压缩气体在冶金 生产过程中主要用于提供自动操作的动力、清理管 路内淤积的物料和压力试验等作用，实际生产中应 严格按照设备的使用制度进行操作，在不使用设备 时应立即停止设备，并定期进行压力、冷却装置、安 全阀的检查，保证设备的安全性能； (3)对配料、混批、成型等工序应严格按照工艺 要求操作，配料操作的工艺比例、工艺顺序；混料操 作的添加剂的工艺加入量是否准确、工艺时间的掌 握；成型操作的模具使用与保管、压力参数与加压、 保压工艺时间的掌握都能对产品质量和能源消耗产 生影响。应按要求操作，避免过多或不足而引起的 产品质量下降和水、电、汽、添加剂等能源额外消耗 的增加。 4 结 论 有色金属产品生产具有温度高、流程长、耗能大 的特点，在未来的行业发展中，节能降耗将成为影响 企业生产成本的重要因素，通过以上分析可以从以 下方面采取措施达到节能降耗的目的。 首先，组织上通过多部门合理、及时沟通，合理 安排生产计划，制定准确的物料消耗计划、备品备件 计划、设备启运计划，提高生产运营的均衡性、设备 运行的稳定性和生产安排预测性。 (下转第46页) 46 有 色矿 冶 第3O卷 0 5 结 论 图3 后热处理温控图 H 按照上述工艺最终成功完成了对锻钢 40CrMnMo小齿轮的补焊修复，消除了裂纹缺陷， 经过探伤检查，补焊后没有出现焊接裂纹，保证了产 品质量。经过实践证明，焊接工艺与焊接裂纹的产 生有直接关系，焊接工艺中的各项工序和各项参数 控制对裂纹的产生有很大影响，只有制定合理的焊 接工艺并严格执行焊接工艺，才能减少裂纹倾向，提 高抗裂性，更好的防止裂纹的产生，从而保证焊接质 量。 参考文献： [1] 中国重型机械工业协会．重型机械标准(第5卷)[M]．昆明：云 南科技出版社，2007． [2] 中国机械工程学会焊接学会．焊接手册(第2卷)材料的焊接． [M]．机械工业出版社，2001． [3] 中国重型机械工业协会．重型机械标准(第1卷)[M]．昆明：云 南科技出版社，2O07． The Influence of Welding Technology to CrackResistance of Forged Steel 40CrMnMo Pinion Defects Welding Repair IA Jia—sen，ZHAO Hong—ruing ENFC(Shenyang)Metallurgical Machinery Co．，Ltd．，Shenyang l10141，China] Abstract：The cracks about forged steel 40CrMnMo pinion was introduced，and the weldability of 40CrMnMo was analyzed．Take defects welding repair of forged steel 40CrMnMo Pinion for example，the connection between the welding technology and the crack resistance was expounded．Pointed out that the welding technology has a direct impact tO improve carack resistance，only compiled reasonable welding technology to ensure welding quality． Key words：pinion；defects；weldability；carack resistance 0 、— 、、 0 ． ≯ t> 、0 0pt t t 0} 、／、j t，≯ P 产 、 j ÷； t 产 t 、 、； (上接第43页)其次，在技术方面应对设备的保温方 问接影响工艺操作培训，这一点是最重要的。提高 式、发热元件和温度监测装置的线路连接，高温、高 工艺对原料处理能力、处理技术措施的总结。 压、强酸、强碱设备的材料选择和温度监测装置的量 最后，企业产品成本和能源消耗的降低往往是 程范围选择做到专业、正规，对冷却介质冷却方式做 一项或者几项措施综合作用才能取得的效果，要在 到专业化设计，使用科学，并积极提高工艺设备的自 生产过程中进行准确分析、综合运用，通过不断总结 动化程度。 提高才能达到节能降耗的目的，以上是对有色金属 然后，管理方面提高设备检查维护、监测装置检 冶金生产企业几点节能降耗原因和措施的肤浅分 查更换的经常性和及时性，加强工艺操作对直接能 析，希望能对从事有色金属行业内的相关人员有所 耗影响的培训，加强全员的产品质量、成品率对能耗 启发。 The Discussion on Energy Saving and Consumption Reducing Measures on Production of Nonferrous Metallurgy Enterprise BA()Wen—bin (Shenyang No T1．，’CrrOblS Metallurgy Engineering＆Reserch Institute，Shenyang 110003，China) Abstract：In order to achieve the purpose of energy saving and consumption reducing。nonferrous metallurgy enter— prises can take measures on aspects of equipment、management and technology in production，this article takes the actual production into consideration and makes an systematic analysis on the influential factors of energy consump— t ion of organization、management and technology respects from production details，and puts forward corresponding recommendations and strategies respectively，and clarified energy consumption is affected by the combined actions of many factors finally，enterprises can take synthetical actions to achieve these objectives． Key words：nonferrous metal；metallurgy；cutpollution and consumption；organization；technology；management