热处理节能减排技术

前言
第1章绪论1
1.1我国热处理用能与环境状况1
1.2我国热处理生产节能的必要性3
1.3我国热处理生产节能的潜力5
1.4热处理生产的污染类型及对环境的影响5
1.4.1热处理污染原因6
1.4.2热处理污染物种类及对环境的影响6
1.5热处理生产节能的主要途径8
1.6热处理污染的预防和治理10
1.6.1对现有热处理污染源进行治理11
1.6.2研发和推广应用清洁热处理技术12
1.6.3进行清洁热处理生产13
第2章节能热处理工艺17
2.1概论17
2.2缩短热处理加热时间方法18
2.2.1“零”保温热处理工艺及其应用实例19
2.2.2减小加热时间计算系数方法及其应用实例21
2.2.3缩短加热时间的“369节能法则”24
2.2.4提高炉温的快速加热方法及其应用实例25
2.2.5高温快速化学热处理及其应用实例27
2.2.6真空化学热处理及其应用实例31
2.2.7微波渗碳技术及其应用33
2.2.8离子化学热处理及其应用实例34
2.2.9热处理催渗技术及其应用实例37
2.2.10快速回火方法及其应用实例49
2.2.11工模具钢、高速钢快速退火工艺及其应用实例52
2.2.12增压快速渗碳、渗氮（氮碳共渗）工艺及其应用实例54
2.2.13低真空变压快速渗氮、氮碳共渗技术及其应用实例56
2.2.14快速深层离子渗氮工艺及其应用实例58
2.2.15加压脉冲快速气体渗氮工艺及其应用实例59
2.2.16流态粒子热处理技术及其应用实例61
2.2.17低碳钢短时加热马氏体淬火技术及其应用实例64
2.2.18感应穿透快速加热热处理技术及其应用实例66
2.2.19通电快速加热热处理技术及其应用实例70
2.3降低加热温度方法71
2.3.1亚温热处理工艺及其应用实例73
2.3.2用碳氮共渗代替薄层渗碳及其应用实例76
2.3.3铁素体状态下的化学热处理及其应用实例77
2.3.4QPQ盐浴复合处理技术及其应用实例80
2.3.5化学镀NiP合金＋时效和刷镀方法及其应用实例82
2.4以局部加热代替整体加热方法85
2.4.1感应热处理及其应用实例85
2.4.2渗碳后感应淬火和感应渗碳技术及其应用实例89
2.4.3高频感应渗氮工艺91
2.4.4用感应淬火代替渗碳淬火和碳氮共渗及其应用实例91
2.4.5超高频脉冲电流感应淬火及其应用实例95
2.4.6高频感应电阻加热淬火及其应用实例96
2.4.7火焰淬火及其应用实例98
2.4.8激光淬火及其应用实例99
2.4.9电子束淬火及其应用实例102
2.4.10接触电阻加热淬火及其应用实例102
2.5简化或取消热处理工序方法104
2.5.1渗碳后直接淬火及其应用实例105
2.5.2振动时效技术及其应用实例107
2.5.3改变或取消预备热处理及其应用110
2.5.4取消回火工艺及其应用实例111
2.5.5用等温淬火取代淬火、回火及其应用实例115
2.5.6自回火及其应用实例116
2.5.7用感应加热回火取代炉中回火及其应用实例120
2.5.8磨削加热淬火121
2.6前道工序余热利用122
2.6.1锻造余热及其利用实例122
2.6.2铸造余热及其利用实例133
2.6.3轧后余热及其利用实例135
2.7其他节能热处理工艺与方法136
2.7.1节能复合热处理技术及其应用实例136
2.7.2采用计算机控制、计算机模拟、智能化和软件技术节能及其应用实例138
第3章热处理设备的节能与改造141
3.1概述141
3.2热处理能源的合理选择142
3.2.1天然气加热技术及其应用143
3.2.2太阳能加热热处理及其应用实例144
3.3热处理炉型的合理选择145
3.3.1热处理炉型的选择145
3.3.2节能炉型结构的应用147
3.4减少热损失的方法与途径147
3.4.1减少炉壁散热和蓄热方法148
3.4.2工装的轻量化及其材料优化153
3.5热处理炉的节能改造156
3.5.1新型节能炉衬的应用157
3.5.2高温远红外涂料的节能技术及其应用158
3.5.3黑体强化辐射传热节能技术及其应用159
3.6最佳空/燃比与精确控制节能技术160
3.7燃烧废热的利用161
3.7.1燃气废气预热空气节能方法162
3.7.2节能燃烧器及其应用164
3.7.3节能辐射管及其应用166
3.7.4燃烧脱脂炉167
3.8热处理余热回收技术与应用168
3.8.1多次利用废热的连续式渗碳热处理生产线169
3.8.2淬火冷却介质余热回收装置与技术170
3.8.3燃料炉废烟气余热回收装置170
3.8.4渗碳炉废气燃烧余热利用171
3.8.5热处理余热回收技术应用实例172
3.9盐浴炉节能技术与应用174
3.9.1适用于任何盐浴炉的自激快速起动技术175
3.9.2盐浴炉停电保温节能方法176
3.9.3盐浴炉加盖减少辐射热损失的办法176
3.10推广节能的热处理设备177
3.11其他节能热处理设备184
第4章节能的热处理材料188
4.1概论188
4.2热处理节能钢铁材料及其应用189
4.2.1非调质钢及其应用实例189
4.2.2Mn系贝氏体/马氏体复相钢及其应用192
4.2.3高温渗碳钢、快速渗碳钢、快速渗氮钢及其应用194
4.2.4奥贝球墨铸铁（ADI）及其应用实例196
4.3催渗剂及其应用199
4.3.1稀土催渗剂的制备及应用200
4.3.2BH催渗剂及应用实例201
4.4用天然气作为原料气进行热处理202
4.5氮基气氛及其应用实例206
4.6直生式气氛及其应用实例211
4.7聚合物水溶液及其应用实例214
4.8表面成膜淬火油215
4.9应用热处理保护涂料与钢箔包装技术减少钢材损耗方法216
4.9.1热处理保护涂料特点及应用216
4.9.2采用钢铁加热保护剂实现少无氧化加热技术218
4.9.3减少氧化脱碳的钢箔包装热处理技术219
第5章热处理节能的管理措施221
5.1概论221
5.2热处理生产节能的组织与管理方法222
5.3提高热处理质量、减少返修223
5.3.1提高热处理质量、减少返修的措施224
5.3.2节能工艺管理措施224
5.4采用分析和优化能源利用的计算机软件225
5.5实行设备能源计量、数据的记录与分析226
5.6采用合同能源管理(EMC)模式节能228
5.7严格执行热处理能源利用等标准229
5.8热处理节能教育、培训与严格合理的奖惩230
第6章热处理生产的污染源232
6.1概论232
6.2热处理生产中的污染物和来源233
6.3热处理对大气的污染234
6.3.1燃料的燃烧废气234
6.3.2气体化学热处理、保护加热及制备气氛的原料及排放物234
6.3.3淬火油和回火油蒸发油烟235
6.3.4盐浴蒸气235
6.3.5清洗液和碱液的蒸发物236
6.3.6喷砂和喷丸粉尘236
6.3.7酸洗液、发黑液的蒸发物236
6.3.8工件表面油脂的蒸发和燃烧产物236
6.3.9泄漏的氨气和液化气等237
6.3.10热处理排放的温室气体237
6.4热处理对水体的污染237
6.4.1淬火冷却介质的排放238
6.4.2清洗用水的排放238
6.4.3盐浴废水的排放238
6.4.4发黑、磷化液的排放239
6.4.5盐浴废渣的排放239
6.5热处理噪声污染240
6.6热处理电磁辐射污染240
6.7淬火冷却介质的碳和二氧化碳排放量的估算241
第7章热处理污染的预防242
7.1概论242
7.2采用清洁的热处理技术243
7.2.1感应热处理技术243
7.2.2保护气氛热处理技术244
7.2.3可控气氛热处理技术245
7.2.4真空热处理技术246
7.2.5离子化学热处理技术247
7.2.6激光束、电子束、离子束、太阳能热处理技术247
7.2.7金属镀层技术248
7.2.8水空交替双介质淬火冷却技术249
7.2.9强烈淬火技术250
7.2.10热处理质量控制要求251
7.3采用清洁的热处理工艺材料252
7.3.1聚合物水溶液及其应用252
7.3.2生态淬火冷却介质254
7.3.3淬火冷却介质的碳足迹255
7.3.4以高压气淬代替油淬火256
7.3.5使用无氯代烃清洗溶剂257
7.3.6用超临界液体CO2代替氟氯烃清洗工件258
7.3.7用流态粒子代替盐浴258
7.3.8用湿砂代替干砂喷砂259
7.4采用清洁热处理装备259
7.4.1热处理行业节能减排清洁生产先进技术（装备）推荐目录260
7.4.2感应热处理设备263
7.4.3离子热处理设备264
7.4.4真空热处理设备264
7.4.5密封箱式多用炉和连续式渗碳炉265
7.4.6高压气淬密封箱式炉和高压气淬推杆式连续渗碳炉生产线266
7.4.7激光热处理设备267
7.4.8真空及超声波清洗设备267
7.4.9清洁冷却设备268
7.4.10气氛（气体）回收技术系统268
第8章热处理污染的治理270
8.1概论270
8.2热处理有害物排放的限制271
8.2.1废气排放的规定271
8.2.2废水排放的规定274
8.2.3固体废物排放的规定276
8.3热处理盐浴有害固体废物无害化处理277
8.3.1盐浴有害固体废物处理工艺流程277
8.3.2含BaCl2废盐渣的无害化处理278
8.3.3含硝盐和亚硝酸盐废盐渣的无害化处理279
8.3.4氰盐盐渣的无害化处理279
8.4热处理盐浴有害固体物污染管理280
8.4.1盐浴固体有害废物种类和来源281
8.4.2盐浴固体有害废物的管理281
8.5喷砂与喷丸粉尘的处理282
8.6燃烧产物粉尘的处理283
8.7淬火油烟尘的处理283
8.7.1淬火油烟常用处理方法284
8.7.2全封闭车间热处理油烟的收集与净化技术285
8.7.3“碳捕获和利用（CCU）”技术及用天然气燃烧排放的废气制备纯炭黑287
8.8化学热处理及氰盐浴废气的处理方法288
8.8.1碳氮共渗及氮碳共渗废气处理288
8.8.2渗氮炉废气（尾气）的环保排放288
8.8.3氰盐浴废气的处理289
8.9清洗液的油水分离和油的回收289
8.9.1油的回收289
8.9.2含油清洗液处理290
8.10热处理废油的再生处理290
8.11热处理废盐的回收290
8.12电磁环境控制限值291
8.13工业企业厂界环境噪声排放限值292
8.14典型节能减排热处理技术与装备293
8.14.1热处理清洗方法及其环保控制技术293
8.14.2渗氮过程中废氨气排放及热能再利用296
8.14.3采用空气冷却器实现淬火液及冷却水零排放的方法297
8.14.4工艺气体消耗近于零的气体渗碳法298
第9章热处理节能减排法律法规、政策和标准302
9.1国家颁布的环保法律和规定302
9.2热处理相关环保法律法规、政策和标准303
9.3国家颁布的节能法律和规定304
9.4热处理节能标准304
参考文献306