年產量3000噸熱處理車間的設計課程-資料下載頁

　　

【正文】 能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負荷生產、充分發揮設備能力是科學管理的目標之一。先進工業國家從能源利用率和生產成本的精打細算出發,在電和燃料的一次和二次能源的調配上做出合理的選擇,在熱處理能源結構、充分利用廢熱、余熱上積累了豐富的經驗 [18]。我國機械工業 95 %以上的熱處理爐用電是很不合理的,在當前天然氣資源已能充分供應的條件下,熱處理的能源結構必須調整和改變。研究、開發和推廣節能的熱處理工藝是投入小、見效快的節能18 / 40措施。熱處理設備的選型、結構和使用上也都有很大的節能潛力 [19]。 設備布置間距（1）爐子后端距離墻柱的距離，一般箱式爐采用 1～2m ；煤氣爐和油爐取～；可控氣氛爐應留出輻射管取出的距離。（2）爐子之間的距離，小型爐 ～；中型爐 ～ ；大型爐 ～2m；間隙式爐組成的生產線 ～；連續式爐 ～ 。（3）井式爐間的距離，小型爐 ～；中型爐 ～ ；大型爐 ～4m。 （4）井式爐爐口距地面距離，滲碳爐 ；正火、回火爐 ～ 。（5）連續式爐的爐前后區空地，鍛件熱處理爐：爐前：6～8m ；爐后 8～12m ；連續氣體滲碳爐：爐前 4～6m；爐后 2～3m；一般連續式爐爐前后 4～6m。（6）爐子安裝高度 即爐口平面到地平的距離，人工操作時，一般為～。 設備區域布置（1）區域規劃圖 (見圖 )19 / 40圖 區域規劃圖（2）熱處理設備布置圖(見圖 )20 / 40圖 熱處理設備布置圖1）井式滲碳爐區（見圖 ）21 / 40圖 井式滲碳爐區2）鹽浴爐區（見圖 ）圖 鹽浴爐區3）深井爐區（見圖 ）圖 深井爐區4）雙室真空熱處理爐區（見圖 ）22 / 40圖 雙室真空熱處理爐區5）表面處理區（見圖 ）圖 表面處理區6）14 米臥式淬火機床區（見圖 ）圖 14 米臥式淬火機床區（3）輔助設備布置圖(見圖 )23 / 40圖 輔助設備布置圖（4）熱處理車間平面布置圖(見附圖)24 / 40（5）熱處理車間設備明細表(見附表)5 熱處理車間建筑物與構筑物 建筑物的設計（1）防火熱處理廠房耐火等級通常為一、二級耐火建筑物，要求墻、地面、頂棚等必須耐火，通常為鋼筋混凝土結構或鋼結構。（2）通風為排出煙塵、熱量，廠房要有一定高度，合理開設天窗，使廠房有良好的自然通風條件。（3）采光 根據需要設天窗和屋面窗以保證良好的采光需要。 廠房建筑參數廠房的跨度與柱距取決于產品工藝的需要和設備選型。在選用井式爐時，可將爐子置于地坑內或采用操作平臺。將爐子置于地坑可降低廠房高度（見圖 ） ，節約造價。廠房的跨度與柱距（見圖 ） 。圖 廠房高度25 / 40圖 廠房的跨度與柱距26 / 40 廠房出入口廠房一般人行出口寬 、 或 ，高 ，主要物流出入口（見表 ）應根據所通過的車輛種類以及所需進入設備的需要確定。表 各類車輛所需大門尺寸寬度（m）高度（ m）適用車輛 寬度（m） 高度（ m）適用車輛 2t 以下電瓶車 中型載重汽車 5～10t 窄軌電動平板車 重型載重汽車 輕型載重汽車 5～10t — — —廠房較長，要兩端開門或中部設出入口。各大門一律往外開或用電動推拉大門。 地面載荷及地面材料熱處理車間的地面載荷取決于生產的對象和性質（詳見表 ） ，試驗輔助部門在～；工具、機修備件熱處理部門在 ～ ；中小件區 ～；大批量流水生產半成品熱處理在 ～；大批量流水線生產的毛坯人處理部門在～。表 熱處理車間地面材料部門名稱 選用地面層材料毛皮熱處理半成品熱處理輔助熱處理噴砂間酸洗間鹽浴爐間高中頻間油冷卻地下室混凝土、塊石、鋼磚、鑄鐵板混凝土、水磨石混凝土、水磨石、馬賽克混凝土、水磨石馬賽克、耐酸水泥水磨石、馬賽克水磨石混凝土 特殊構筑物及附屬建筑物的設計熱處理車間的地下設施和需要安裝在地坑中的設備較多。還有許多地溝，如通風溝、管道溝、煙道等，需處理好走向，以確保無不干擾。而由于生產和工藝的需要，車間內建有各類附屬的小隔間，如變電間、配電間、電容器間、噴砂間。用氰鹽熱處理間、快速實驗室等需要隔斷并封頂的隔間，有一些27 / 40如機修間、鉗工工作間、電工工作間等不需要封頂的隔間，可采用墻體或玻璃隔斷。6 動力消耗及對公用系統設計熱處理車間需消耗的各種動力和輔助材料，包括電力、燃料、壓縮空氣、蒸汽、水、油類、鹽類。活血熱處理滲劑及保護加熱氣體等等。 電力安裝容量熱處理車間電力消耗包括動力用電、工藝用電和照明用電。動力用電，是指熱處理車間各種機械裝置的驅動電動機所消耗的電量。其消耗量按照各設備安裝容量和設備負荷時間計算。由熱處理車間設備明細表，得 用電總量=，加上在熱處理工程中加熱工件和工作介質所消耗的工藝用電和照明用電，取 4500KW。 壓縮空氣熱處理車間壓縮空氣用于連續用氣設備，如噴砂、噴丸設備、風動工具、吹掃噴嘴等。其消耗量的計算是以溫度為 20 攝氏度，壓力為 時的自由空氣為標準的。包括爐溫升降氣缸壓縮空氣的消耗量、各類用途噴嘴壓縮空氣消耗量。 蒸汽蒸汽在熱處理車間主要用于加熱清洗槽、熱水淬火冷卻槽、重油燃燒霧化及預熱、石油液化氣液化、煤氣管路清掃等。熱處理車間使用的蒸汽為飽和蒸汽、常用壓力為200～400KPa。蒸汽的比熱容為 2100KJ/，各類水槽、清洗槽蒸汽加熱，使用蛇形管、排管、水套或直接將蒸汽通入槽內加熱。 氧、乙炔氧氣和乙炔在熱處理車間主要用于表面淬火冷卻和零件矯正。所消耗的量均指在標準狀態下的體積，其消耗量主要取決于淬火方法、淬火層深以及淬火表面積。供應方式有兩種，輸送管網與瓶裝。 生產用水熱處理車間設備用水除個別情況外，對水質無特殊要求，一般生活用水則可以滿足要求。高頻設備用水，要求礦物雜志不能超過 ，電阻率每厘米不大于 400028 / 40歐姆，水壓為 119～196KPa，或蒸餾水，或采用離子交換樹脂軟化水。其它用水量包括：感應加熱設備及淬火冷卻水消耗量：（1）R117 全齒淬火設備電源、R118 單齒淬火設備電源、500kW 中頻電源、350kW 中頻電源循環用水量為 20t/h。20t/h4=80t/h 。（2）R1171GCK11200 淬火機床循環水量為 40t/h，R1172GC13080 淬火機床循環水量為 40t/h，但二者不同時使用；R1181GCK13450 淬火機床循環水量為 20t/h；與 500kW 中頻電源配套的立式淬火機床循環水量 40t/h；與 350kW 中頻電源配套的臥式淬火機床循環用水量為 20t/h。40t/h +20t/h +40t/h +20t/h=120t/h。淬火冷卻水（油）槽水消耗量：淬火油槽循環水量+淬火水槽循環水量：30t/h+20t/h=50t/h。循環總用水量：80t/h+120t/h+50t/h=250t/h 250t/h7240=1810000t=181 萬噸 燃料熱處理車間的燃料消耗量，粗略計算按照單位重量工件消耗燃料指標核燃料爐生產量計算和統計。各燃料爐有確定的最大燃料消耗量，根據常用熱處理工藝周期和爐子平均生產能力，同時要考慮到各爐子的負荷率、連續使用和冷爐升溫需要，以及車間所裝爐子臺數等因素。熱處理工序所耗電能、煤氣、重油量見表 表 熱處理工序所耗電能、煤氣 、重油工序 溫度范圍／℃處理噸數／ t電能/KW 總電能/KW煤氣/m 3 總煤氣/m3重油/m 3 總重油/m3淬火 800~850 826 ~ ~ ~ 淬火 1300 ~ ~ ~ 正火 860~880 ~ ~ ~ 碳氮共滲 840~860 420 ~ ~ 336 ~ 42氣體滲碳 900~920 ~ ~ — —高溫回火 500~600 ~ ~ ~ 低溫回火 180~200 ~ ~ — —時效 100~200 ~ — — — — —總計 =11540 2507=3510 277=33329 / 407 熱處理車間的生產組織與人員 組織為適應熱處理生產管理與調度方便，除一些規模較小的工段、小組和流水線上的熱處理部分，如鑄、鍛車間小型毛坯熱處理工段，機械加工生產線上的感應加熱淬火部分，可分屬各有關車間外，熱處理通常宜作為獨立的車間，以利于生產技術的發展、產品質量的提高和進行成本核算。熱處理車間可由生產部分、輔助部分和技術管理部分組成。管理部分包括計劃、調度、生產技術和行政管理，輔助部分包括機修、電修、管修、儀表運行、工具、材料、輔助材料、實驗室等； 工作人員熱處理車間的生產組織包括生產工人、輔助工人、工程技術人員、管理人員和服務人員（見表 ） 。生產工人是指直接從事熱處理工藝及設備操作的人員。輔助工人是指生產工人以外直接為熱處理生產服務的人，如熱處理準備工、起重運輸工等。工程技術人員是指從事技術工作的人員。設備定員應根據實際需要，盡量多考慮多機臺的管理，減少設備定員，使工人滿負荷工作，提高生產率。表 車間基本生產工人計算指標序號 設備類型 熱處理工序 每臺設備所需的基本生產工人淬火 11 箱式爐（3 臺）正火、退火 12 鹽浴爐（1 臺） 正火、退火 23 井式回火爐（1 臺） 預熱、淬火 14 井式氣體滲碳（氮）爐（5臺）滲碳（氮） 15 井式加熱爐（3 臺） 正火、回火 16 臺車式爐（2 臺） 正火、退火 27 高頻設備（1 臺） 淬火 2（內含電工一名）30 / 408 淬火機床（1 臺） 淬火 19 冷處理設備（1 臺） 冷處理 110 噴砂（丸）機（1 臺） 清理 111 清洗機（1 臺） 清洗 112 校直壓床（1 臺） 校直 113 10 名輔助+3 名工程技術人員+1 名管理人員+1 名服務人員15合計人數 408 熱處理的生產安全與環境保護 生產安全熱處理車間是一個潛在觸電、爆炸、灼傷、火災和毒害危險的車間，因此車間的設計過程中必須認真對待。熱處理生產中危害因素與防止措施a. 觸電：電熱設備與電網安全連接、觸電保護（如防護用品、接地保護等） 、電容放電保護。：靜電及電磁防護如接地、屏蔽等。c. 毒害：產生毒害氣體的工藝設備，應裝設在單獨的隔間內，專設通風系統。d. 燙傷和燒傷：操作人員除應該遵守操作流程，佩戴防護用品外，防止鹽浴噴濺，應配備烘干設備，避免工件將水帶入浴爐；防止氣體燃料，特別是采用可控氣氛時，避免一氧化碳、氫等可燃性氣體泄漏引起爆炸，在爐前應常點燃火炬；出爐熱工件應有秩序堆放，避免灼傷事件。e. 噪聲：采用消聲、隔音措施，或將產生噪聲的設備單獨裝在封閉隔間內。f. 粉塵：對于產生的設備設封閉隔間，裝通風系統。設備投入運行后的檢查、使用維修，通風設施等條件必須不斷的改善，才可以是生產安全的進行。熱處理車間的防火：對燃料爐、可控氣氛爐、淬火油槽設定安全的使用要求。車間內煤氣、乙炔、氧氣等及液體燃料輸送管道，應保證安全可靠，經常檢查管道及閥們是否泄漏。 環境保護熱處理車間存在著對人身和環境有害的物質，如 CO、HCN、NH 3 粉塵以及噪音等31 / 40環境污染源，車間設計過程中必須對防止污染和治理污染進行設計。在預防和治理二者之間應以預防為主。氣體滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲、真空油氣淬火、低壓滲碳高壓氣淬、合成淬火劑等一系列熱處理工藝和材料都是防患于未然的清潔熱處理技術。為防止產生污染源，可采取不產生或少產生污染的工藝，如采用電或氣體燃料為熱源，避免使用煤為燃料；采用氣體化學熱處理工藝，避免使用固體滲碳等產生灰塵污染的工藝；采用五毒鹽浴，避免使用氰化鹽；用濕噴砂取代干噴砂，或用無氣噴砂，以及使用不含氧化硅的顆粒；用噴丸、拋丸取代酸洗。熱處理車間產生的污染在盡可能減少的情況下，對產生的有害氣體、煙氣、粉塵、酸霧、氣溶膠等物質采取治理措施，產生嚴重污染廢氣的設備或生產工藝，應設計成密封操作間、設備單獨通風系統，必要時設除塵、吸收、凈化裝置。燃燒爐的燃燒廢熱時,燃燒器結構的完善和空燃比的嚴格控制,在保證合理燃燒的前提下,能使 NO 和 CO 降到最低限度。劇毒物的應用受到最大程度的限制 ,NO2CY 液體滲氮和氰化鹽浴中的 CN大都被 CNO代替 [20]。CN廢水處理技術已達到相當先進程度。工模具的鹽浴加熱淬火已逐步被真空高壓氣淬技術所代替。主要從現有熱處理生產的現狀，重視對清潔熱處理生產技術的研究，強化對熱處理生產中出現污染環節的管制，支持環保措施的實施，重視設備的更新，采用清潔、不污染環境的設備是熱處理行業貫徹科學發展觀的主要內涵之一 [21]。9 熱處理車間的建設投資及成本 車間基本投資計算在新建的熱處理車間設計中，通過對投資、勞動生產率等主要技術經濟指標的計算分析，評價設計的技術經濟效益，以確定最優設計方案。企業必須不斷的提高產品質量，發展品種，降低材料消耗、節省工時、充分利用設備、提高勞動生產率、降低成本，全面貫徹優質、高產、低消耗的方針。熱處理車間基本建設投資計算是指在車間建設過程中所支出的一切直接用于基本建設的資金。包括土建工程投資、公用系統投資和工藝投資。 熱處理車間的技術經濟指標熱處理車間的技術指標可以綜合表示車間生產或車間設計中的技術經濟概況，以及與類似車間比較所達到的水平。指標的高低