浅谈铝合金热处理车间的节能管理

中航沈飞民用飞机有限责任公司 陈军 刘建民 肖俊勇 赵家忠

一、热处理的特点

(一)常规热处理的一般特点

热处理是将金属工件采用恰当的方式进行加热、保温、冷却以获得所需要的组织结构与机能的工艺。为此，需要把燃料、电力转化为热能来加热工件，这就使能源在转化为热能和热能在加热工件的过程中，存有能源与热能的有效利用以及损失浪费的情况。热处理在实现产品特性要求的同时，其能源物料的消耗是巨大的，节能降耗就成为企业降低成本、提升效益的关键任务。

(二)本单位铝合金热处理的特点

据了解，目前热处理生产线的耗电量占据了本车间耗电量的近40%，如何将这些热处理设备的耗电量控制到最低水平就显得尤为重要。同时，随着更多民机转包项目的陆续投产，所以，提高生产中的节能意识和管理水平，收集、分析、比较各项目的热处理信息，编制出一套可行的精益生产的工艺管理方法，同时提高生产中的节能意识和管理水平，是目前迫在眉睫的事。

二、产生耗能的原因

热处理产生耗能的来源有很多，热处理企业只有一一找到这些来源，并加以分析，才能有效控制车间的耗电量，节约生产成本，提高经济效益。

(1)热处理设备陈旧，保温材料老化，炉门的密封性差。

(2)设备维护不及时，没有及时更换易损件。

(3)热处理工艺参数选择的随意性，工人在选择工艺参数时，没有原则，没有形成标准化。

(4)热处理工装设计不合理。

(5)热处理生产计划管理生效。

(6)员工的质量意识参差不齐。

三、实施方法

热处理节能的本质就是在执行工艺方法实现产品特性要求的基础上，消耗最少的能源，提高能源利用率，提高工作效率。我们是从以下方面入手的。

(一)设备的选择

应该首选轻质绝热保温材料，减少由于设备原因造成的蓄热，提高电能的利用率；提高炉门的密封性和减少炉膛侧壁的开孔数量，提高炉子的密封效果；减少热处理炉内辅助物（料钩和料筐）的重量，降低热量的损耗。

(二)现场的维护与管理

避免违反工艺文件及设备操作规程作业，制造不合格品本身就是电能浪费。同时，通过TMP活动，一线人员执行了自主维护，仪表工按照各客户规范要求定期鉴定热处理仪表使之符合技术要求外，每日生产前需检查各仪表是否出现异常；热处理工每日对热处理设备进行日检，检查各机械动作是否正常，检查炉门、炉衬、及密封是否良好，出现异常及时通知维护人员进行维修必要时更换，保证设备处于完好状态。

(三)工艺流程优化（零件同炉处理）

结合各个项目的工艺规范要求，运用精益的手段，不同项目零件同炉生产，在满足各项目零件质量的前提下，工人与计划员在进行生产安排时参照各个项目的零件信息，将不同规格、不同材料、不同材料品种甚至是不同项目的零件安排同时进行热处理，避免了分炉处理时，造成的设备消耗、人工和能源浪费。平常要多炉处理的零件，按照此规定处理后，零件可一炉进行热处理，电能可节省几倍。

对于可以选择的工艺，应优先选择，采用能耗低、周期短的工艺代替周期长、能耗低的工艺方法。

(四)热处理工装、夹具的改进

“工欲善其事必先利其器”，工装作为热处理生产时的辅助设备，工装设计的合理，可以确实保证零件质量，合理降低人员工作强度，提高工作效率，间接降低电能消耗。

(五)生产安排的科学性

从管理角度保证加热设备的满负荷即达到额定装炉量连续运转是节约电能的主要手段。为此，热处理的生产就必须有足够的批量，并根据批量合理选择热处理设备，使之实现均衡生产。

由于淬火设备本身由冷态到要求温度的时间较长，耗电量较大，所以应尽量避免多次的重新加热设备，集中安排淬火生产，增加每天的热处理炉次，做到充分利用余热。要求生产计划与生产节奏一致，总结出了各个热处理设备，升温到规定温度范围的时间，同时制定合理的排产方案，以便热处理工人进行生产时更合理的安排时间，避免热处理设备不必要的保温浪费。

所以合理的生产管理是发掘节能技术潜力的前提。对于零件数量较少，远小于整炉装载量的零件批次，在保证工艺要求的前提下，合并处理。

(六)提高员工的节能意识

热处理工序的节能潜力很大，节能的客观载体，实施主体是人。在实际生产中，车间操作工人、技术人员、管理人员是否具有高度的节能意识是实现高效、优质、低能耗热处理的主要因素，同时这些人员也是实现节能生产，提高生产效率的主体。即强调了热处理生产、技术、质量控制的管理人员要具备较强的责任心，要丰富自我的专业理论水平，最终做到掌握本职业业务，掌控工作流程。明确了计划员（生产）、工艺员（技术）以及检验员（质量控制）与节能活动有着密切的联系，有着自己的定位，例如计划员可通过安排热处理计划，合理排产来提高效率；工艺员通过合理规划工艺方法、工艺控制过程来规避质量风险，优化工作流程；检验员通过事前提醒，避免工人犯错，产生返工成本，降低质量成本（零件报废补做），这些都能达到节能的目的。

四、结束语

总之，节能存在于热处理生产的每一个环节，需要我们热处理工作者从设备节能、工艺节能、管理节能等各方面并且在工作中不断去发掘。这对降低企业运行成本，提升企业综合竞争力具有重大意义。

[1]戴圣龙.航空制造工程手册·热处理[M].北京：航空工业出版社，2010