年產量3000噸熱處理車間的設計課程

64/73題目學院:材料與冶金學院專業(yè):金屬材料工程學號:200402127036學生姓名:唐鄭磊指導教師:從善海副教授日期:2008.6.10摘要熱處理是機械工業(yè)的一項重要基礎技術，通常像軸、軸承、齒輪、連桿等重要的機械零件和工模具差不多上要通過熱處理的。熱處理關于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產品的內在質量，節(jié)約材料，減少能耗，延長產品的使用壽命，提高經濟效益都具有十分重要的意義。正所謂“工欲善其事,必先利其器”，那么也就必須給熱處理一個良好的環(huán)境及先進設備，總的來講確實是一個設計得當的熱處理車間。設計的要緊內容整個熱處理車間的設計過程。從熱處理車間的分類和特性、熱處理車間生產任務、工作制度及年時基數、工藝設計、熱處理設備的選擇與計算、車間設備組織與布置、熱處理車間建筑物與構筑物、車間動力和輔助材料消耗量計算、熱處理的生產安全與環(huán)境愛護、熱處理車間人員定額、熱處理車間的建設投資及技術經濟指標等方面，對熱處理車間進行設計。從熱處理技術的現狀和水平，掌握其進展趨勢，大力進展先進的熱處理新技術、新工藝、新材料、新設備，用高新技術改造傳統(tǒng)的熱處理技術，實現“優(yōu)質、高效、節(jié)能、降耗、無污染、低成本、專業(yè)化生產”的方向上設計熱處理車間。關鍵詞：熱處理車間；熱處理設備；熱處理工藝；設計

AbstractHeattreatmentisanimportantfoundationformechanicalindustrialtechnology,asisusuallyshaft,bearings,gears,mechanicallinkage,andotherimportantpartsandmoldswererequiredtotaketheheattreatment.HeatTreatmentforgivingfullplaytotheperformancepotentialofmetallicmaterials,theintrinsicqualityoftheirproducts,materialsavings,andreducepowerconsumption,extendproductlife,andimprovingeconomicefficiencyareofgreatsignificance.Istheso-called"Perfecttoolsarenecessaryforperfectjobs,"thenitmustbeagoodtheenvironmentandadvancedequipmentforheattreatment,thewholeisdesigningaproperheattreatmentworkshop.Papersarethemaincontentsoftheheattreatmentplantdesignprocess.Fromtheclassificationandcharacteristicsofheattreatmentworkshop,heattreatmentworkshopproductiontasks,thesystemofworkandthebaseyear,processdesign,equipmentselectionandheattreatment,theorganizationandlayoutofworkshopequipment,heattreatmentworkshopbuildingsandstructures,powerplantandauxiliarymaterialsconsumption,heat-treatedproductsafetyandenvironmentalprotection,heattreatmentworkshopstafffixed,heattreatmentplantconstructioninvestmentandtechnicalandeconomicindicators,designstheheattreatmentshop.FromthecurrentsituationandthelevelofHeatTreatmentTechnologycontroltheirdevelopmenttrend,developvigorouslyadvancednewtechnologies,newprocesses,newmaterialsandnewequipment,usehightechnologytotransformtraditionalheattreatmenttechnologytoachieve"high-quality,highefficiency,energysaving,energy,pollution-free,low-cost,specializedproduction"ofthedirectionofheattreatmentplantdesign.Keywords:heattreatmentworkshop,heattreatmentequipment;heattreatmentprocess;design

目錄1緒論 11.1選題背景及設計意義 11.1.1選題背景 11.1.2設計意義 11.2熱處理車間設計概述 11.3設計思路 21.3.1從車間規(guī)模的分析 21.3.2從技術進展與技術改造分析 22熱處理車間設計綱領 22.1車間任務 22.2工作制度和年時基數 43工藝分析及設備選用 53.1工藝分析的差不多原則 53.2工藝路線 53.3工藝方法的選定 63.4熱處理設備選用 83.4.1熱處理爐 83.4.2感應加熱設備 113.4.3淬火冷卻設備 113.4.4可控氣氛發(fā)生裝置的選擇 123.4.5輔助設備 143.4.6起重運輸及機械化，自動化設備 154車間布置 174.1車間在廠區(qū)內的位置 174.2車間面積及面積指標 174.3平面布置設計 184.3.1平面布置設計差不多原則 184.3.2設備布置間距 184.3.3設備區(qū)域布置 195熱處理車間建筑物與構筑物 245.1建筑物的設計 245.2廠房建筑參數 245.3廠房出入口 265.4地面載荷及地面材料 265.5專門構筑物及附屬建筑物的設計 266動力消耗及對公用系統(tǒng)設計 276.1電力安裝容量 276.2壓縮空氣 276.3蒸汽 276.4氧、乙炔 276.5生產用水 276.6燃料 287熱處理車間的生產組織與人員 297.1組織 297.2工作人員 298熱處理的生產安全與環(huán)境愛護 308.1生產安全 308.2環(huán)境愛護 309熱處理車間的建設投資及成本 319.1車間差不多投資計算 319.2熱處理車間的技術經濟指標 319.3熱處理生產的成本分析 3210結論 32參考文獻 33致謝 351緒論1.1選題背景及設計意義1.1.1選題背景新熱處理車間，通常采取“購買一批、自制一批、改造一批、淘汰一批”的調整思路，全面實行設備升級。通過引進先進技術和對引進技術的消化汲取,使熱處理生產技術有突出的變化[1]。引進國外先進技術設備，對熱處理車間進行設計。1.1.2設計意義熱處理生產技術必須迎頭趕上,才能抓住機遇、迎接新的挑戰(zhàn)[2]。從技術專業(yè)化與協作來看，從產品生產專業(yè)化到工藝專業(yè)化，差不多上為了實現生產技術的現代化。組織熱處理生產工藝專業(yè)化協作，建立熱處理專業(yè)工廠，將有力地促進我國熱處理行業(yè)技術的現代化進展。熱處理工藝專業(yè)化生產有利于采納新工藝、新設備，能夠提高設備利用率，提高熱處理質量，提高生產率，節(jié)約能源消耗，降低生產成本。因此，在武漢重型機床廠新建熱處理車間時，必須特不重視并解決專業(yè)化與協作問題，確定車間的專業(yè)化生產特點。 1.2熱處理車間設計概述車間設計的要緊內容，一般熱處理車間的設計，應包括如下要緊內容[3]：（1）車間任務和工作制度；（2）工藝分析和設備選擇；（3）車間布置；（4）車間建筑物及構筑物；（5）對公共系統(tǒng)設計的要求；（6）生產組織與人員；（7）生產安全與環(huán)境愛護；（8）投資概算；（9）工藝設備平面布置圖與設備明晰表；1.3設計思路1.3.1從車間規(guī)模的分析熱處理的規(guī)模，阻礙所采納的工藝方法和先進的工藝設備，因而阻礙其產品質量和生產成本。過去，大小機械廠都各自建立自己獨立的熱處理車間和工段。然而，由于生產規(guī)模通常較小，設備負荷率低，多數是低于合理經濟規(guī)模的情況下進行生產的。有些由于規(guī)模小，不利于選用先進的工藝和高效的設備，為使設備配套增加投資，由于設備負荷率低，白費能源與動力。這些都導致生產成本，經濟效益專門低。熱處理車間的規(guī)模問題中，任何工藝（包括常規(guī)工藝和先進工藝）在本車間都承擔是不現實的，應該以本企業(yè)生產任務為基礎，解決本企業(yè)關鍵的，量大的生產工藝的需要。所設車間，所選要緊設備，應達到一定的生產規(guī)模，有一定的設備負荷率。假如設備負荷率過低，則不應該設立車間或采納某種單項設備。在設計之前，關于車間任務應進行比較深入的分析，衡量其生產規(guī)模，確定建設是否合理。1.3.2從技術進展與技術改造分析科學技術是不斷進展的，決可不能停留在一個水平上。依照我國熱處理行業(yè)現在的水平，今后相當長時刻內的要緊任務，是用先進技術改造現在仍存在的落后技術與生產設備，對現有車間進行技術改造。技術改造，設備更新，不僅能夠擴大再生產，而且能夠增加產品品種，提高質量，節(jié)約能源，降低消耗，改善勞動條件，愛護環(huán)境，全面提高生產經濟效益和綜合社會效益?，F有熱處理車間的技術改造，是我國經濟進展的一個重要措施。因此，在熱處理車間新的設計中，仍然應為今后的技術進展和擴大再生產留有必要的余地。2熱處理車間設計綱領2.1車間任務一個熱處理車間或工段所承擔的生產任務，是設計熱處理車間的基礎。只有明確了車間的任務，所確定的車間生產規(guī)模，所選定的工藝和設備才能符合實際需要。所謂車間任務，首先是所承擔本企業(yè)的生產產品的熱處理零件年產量，也確實是設計綱領。以滿足零件熱處理新的技術要求為前提，“三創(chuàng)新”(即材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新和工裝創(chuàng)新)的結果是行之有效的結果[4]。熱處理工藝設計是熱處理車間設計的中心環(huán)節(jié)，是設備選擇的要緊依據。所確定的熱處理工藝必須先進、可靠、經濟合理，并與車間生產規(guī)模相適應。常規(guī)工藝應力求工藝路線簡化，運輸量最小，工序較小，節(jié)約能源及勞動量。采納先進工藝應通過技術經濟論證或實驗研究，取得可信的試用效果[5]。企業(yè)機械產品熱處理零件生產綱領，包括鑄件，鍛件毛坯的預備熱處理和機械產品零件的最終熱處理。這些確實是依照產品零件圖紙所規(guī)定的技術所決定的。熱處理車間還應該承擔本企業(yè)自制的切削工具、各類模具、機械修理備件、配件的熱處理任務，依照其任務量的大小確定車間的設置。為提高設備負荷率，應盡量結合車間的特點同意對外協作任務，關于比較固定的長期協作任務，也應列入車間生產任務內。然而，關于車間設計生產綱領（見表2.1），必須以進展的眼光對待。機械產品總是不斷改進進展的，對熱處理零件總可能有進一步性能的質量要求，車間生產能力應有一定的富余。有些一次決定車間生產能力的條件，如最大熱處理件的尺寸和重量，最大關鍵設備的要緊規(guī)格尺寸，車間最大起重能力等，應考慮車間進展遠景的需要。表2.1零件熱處理工序生產綱領統(tǒng)計表序號產品名稱年處理量/t退火/t正火/t滲碳/t滲氮/t碳氮共滲/t淬火/t回火表面淬火/t時效/t冷處理/t高溫/t低溫/t1鏜桿217.2217.2107.2110206217.2108.62主軸434.4110108.6206217.2108.63滑枕108.6108.6108.6107.2206108.64齒輪420108.6217.2108.6108.6206108.6108.6108.65刀牌108.6108.6108.6108.66床身217.2108.67主柱362108.6362108.68導軌板217.2108.6108.6217.2206108.6217.29其他1000總重量3085.2434.4434.4434.4434.4434.4826434.4217.2579.2434.4325.8車間中的新型設備，也必須首先確定其所承擔的任務，即所承擔的各類熱處理零件的綱領，保證其負荷率。通過新熱處理車間的設計，將熱處理工藝改進與熱處理設備是熱處理節(jié)能的要緊途徑。熱處理工藝改進與熱處理設備改進節(jié)能差不多思路是,使改進后的熱處理工藝及設備既達到熱處理的目的,又是消耗最少的能源[6]。2.2工作制度和年時基數依照車間生產性質和任務，一般單件小批量生產性質的綜合熱處理車間，應采納兩班工作制。其中個不工藝周期較長應連續(xù)生產的設備或大型設備應考慮三班工作制；安裝在生產流水線上的熱處理設備，應與生產線生產班制相一致。詳細見表2.2。1）設備年時基數為設備在全年內的總工時數，等于在全年日內應工作的的時數減去各種時刻損失，即： (公式2.1)式中—設備年時基數（h）；—設備全年工作日，等于全年日數（365天）-全年假日（10天）-全年星期雙休日（104天）=251天；N—每日工作班數；n—每班工作時數，一般為8小時，關于有害健康的工作，有時為6.5小時；—損失率，時刻損失包括設備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時調度的損失，以及每班下班前設備和場地清潔工作所需的停工損失。2）工人年時基數 (公式2.2)式中—工人年時基數（h）；—工人全年工作日，等于全年日數（365天）-全年假日（10天）-全年星期雙休日（104天）=251天；—時刻損失率，一般取4%，時刻損失包括病假、事假、探親假、產假及哺乳、設備請掃、工作休息等工時損失。

表2.2熱處理車間設備和工人年時基數項目生產性質工作班制全年工作日每班工作時數全年時刻損失（%）年時基數一、設備一般設備連續(xù)工作制3355897722重要設備時期工作制32518164718小型簡易熱處理爐時期工作制3251875571大型復雜熱處理爐連續(xù)工作制33558147326二、工人一般工作條件251881830較差工作條件25181217483工藝分析及設備選用3.1工藝分析的差不多原則熱處理工藝設計是熱處理車間設計的中心環(huán)節(jié)，是設備選擇的要緊依據。所確定的熱處理工藝必須先進、可靠、經濟合理，并與車間生產規(guī)模相適應。常規(guī)工藝應力求工藝路線簡化，運輸量最小，工序較小，節(jié)約能源及勞動量。采納先進工藝應通過技術經濟論證或實驗研究，取得可信的試用效果。3.2工藝路線產品零件從毛坯生產到完成成品，生產路線是確定熱處理車間任務的基礎，具體如下：（1）鑄鐵，鑄鋼，有色金屬一般鑄件的預備熱處理與鑄造之后進行，包括正火、擴散退火、等溫退火、球化退火、可鍛化退火、再結晶退火、消除應力退火、人工時效（穩(wěn)化處理）等。（2）硬度要求在285HB（30HRC)以下的一般鑄件，可在機械加工前熱處理到要求硬度，包括正火、調質（淬火及高溫回火）。加工余量大的鍛件，為保證其熱處理效果，應在粗加工后進行熱處理。（3）表面硬化，化學熱處理零件，硬度要求大于285HB(30HRC)的零件，應在機械加工后進行。一些精度要求高的零件，可使用專門加工刀具的零件，也可在加工前進行熱處理。（4）局部化學熱處理零件，生產批量大時，非處理部分應鍍層愛護，批量小時可采納機械愛護，防滲涂層以及車去滲層等方法。（5）繞制彈簧、冷鐓、冷擠成形零件、應進行去應力退火、再結晶退火、正火等工序。（6）形變熱處理可簡化工藝路線，減少工序，節(jié)約能源。有些鑄、鍛件，特不是鍛件，可充分利用鍛造余熱進行淬火、調質等處理，使鍛造加工與熱處理結合起來。3.3工藝方法的選定（1）常規(guī)熱處理工藝熱處理零件的常規(guī)熱處理工藝，包括毛坯的預備熱處理和零件的最終熱處理，如退火、正火、去應力退火、調質（淬火及高溫回火）、時效及固溶處理等。從提高熱處理質量考慮，如不許在加熱過程中發(fā)生氧化、脫碳，應采納愛護氣氛下加熱。（2）化學熱處理化學熱處理包括奧氏體狀態(tài)下滲碳、碳氮共滲，鐵素體狀態(tài)下的滲氮和氮碳共滲，以及滲硼、滲硅、滲鋁及各種滲金屬和多元共滲工藝?；瘜W熱處理能夠在氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)介質中完成，確定化學熱處理的工藝選用。有化學熱處理后需要淬火的，應依照可能盡量采取滲后直接淬火工藝。（3）調質熱處理調質熱處理技術的進展要緊有以下幾個方面。①爐型。由于振底爐長期使用中存在振底板變形零件在爐內布料、加熱不均淬火質量散差大同時振動噪聲大、環(huán)境差，振底爐已逐漸退出生產線，網帶爐、鑄鏈爐得到普遍應用。②碳勢操縱技術的應用。碳勢操縱技術在愛護氣氛調質生產線得到普遍應用。有效的操縱爐內碳勢操縱精度，保證了零件淬火后的表面質量。③計算機技術的應用。通過應用計算機能夠按照工藝設定自動完成工件的生產全過程記錄、保存工件生產中的各種工藝參數具有完善的故障診斷、安全警示及連鎖功能。④快速淬火油和水基淬火介質的應用。快速淬火油的應用保證了高強度螺栓件的熱處理內在質量。水基淬火介質的應用解決了零件淬油不硬、淬水開裂及零件淬火變形的質量問題。（4）感應加熱淬火感應加熱可使用高頻、中頻、工頻、超音頻，以及雙頻及脈沖加熱工藝，依照零件鋼種、尺寸特點、要求硬化層深度、零件批量等確定工藝。感應加熱淬火后可依照可能采納自然回火。感應熱處理技術的應用感應熱處理具有以下特點。①依照產品性能要求只對零件表面或局部加熱實施表面或局部強化，因此是一種節(jié)能熱處理。②感應加熱時刻短、速度快有利于淬火組織的細化，獲得耐磨性抗扭轉彎曲疲勞性能俱佳的強化效果。③感應淬火裝置能夠方便地安裝在流水生產線上便于生產治理，減少了物流成本。④感應淬火生產節(jié)拍快效率高能夠實現完全自動化。感應淬火機床正朝柔性化、自動化、智能化操縱的方向進展。具有零件識不、能量操縱、工藝參數顯示及故障診斷、顯示、報警的感應淬火裝置在生產中逐步得到應用[7]。（5）火焰表面淬火火焰表面淬火技術的進展，如采納先進溫度檢測技術與自動化操縱與操作，淬火質量可保證。在單件小批量生產中部分采納火焰淬火工藝，生產靈活有用。（6）高密度能量表面處理高密度能量表面處理包括激光表面處理，電子束表面處理和物理及化學氣相沉積。一般適用某些特定的零件，選用這種工藝必須先進行工藝實驗，試生產使用，用從熱處理質量和經濟效益考慮。（7）特種工藝方法任何新技術，新工藝都有其專門性，有其專門性，有其優(yōu)缺點，可能只適用于某些特定的零件，并不斷進展、深入、完善。采納新技術，新工藝必須建立在調查研究和生產實驗的基礎上，同時它與適應設備的進展緊密相關，因此，也必須建立在完善的設備基礎上。如真空熱處理、離子轟擊熱處理、流臺床熱處理所適應的熱處理工藝方法和零件品種不斷增加，工藝逐漸深入。真空熱處理已可實現淬火油冷、水冷、氣冷、回火、退火、并已用于真空滲碳、真空碳氮共滲?？偟膩碇v，一方面是自動優(yōu)選工藝、提高產品質量;另一方面是充分保證穩(wěn)定的優(yōu)化工藝條件,獲得分散度專門小的均一的產品質量。這確實是美國熱處理2020年遠景設想[8]中的形象目標:熱處理畸變?yōu)榱愫唾|量分散度為零的要緊動身點。當前熱處理生產的質量操縱除了依靠生產過程的自動化(消除阻礙質量的人為因素)、工藝參數的嚴格在線操縱和工藝效果的計算機模擬來實現,還力求實現過程操縱的自適應化和智能化。這確實是質量操縱技術進展的要緊方向。由于計算機技術的迅速進展，在最近幾十年中，難以與大型計算已被克服。通過模擬和衡量社會財產安全，成本，并在規(guī)定期間內經熱處理后，它并不難，優(yōu)化熱處理工藝[9]。3.4熱處理設備選用選用適當的熱處理設備依據是熱處理工藝的類型，產品零件的特性，即零件形狀、尺寸、質量和材料，產品技術要求和精度，產品生產量和勞動量，所用的能源、氣氛及淬火介質的物質條件。3.4.1熱處理爐熱處理爐是通過爐內燃燒裝置將燃料燃燒產生的熱量或通過爐內電熱元件將電能轉化的熱量對金屬工件進行加熱的設備[10]。熱處理爐種類多，應用廣泛。常用的箱式爐、臺車爐、井式爐、罩式爐各有特點，分不應用于不同領域，一般都已形成系列化的標準定型產品[11]。(1)爐型選擇井式爐多用于細長工件的加熱，爐膛較深，多置于地坑中。罩式爐的特點是有一個體積較大的爐罩，多應用于特大工件的熱處理。一些企業(yè)從裝爐量、耗電量、車間配電容量、車間場地配置等角度動身，選擇傳統(tǒng)的標準型熱處理爐并不中意。依照實際需求，生產上設計非標準型熱處理爐已專門普遍?；谶@些情況，先后設計了3種規(guī)格的經濟有用型普式熱處理電阻爐，要緊用于連鑄輥、熱軋輸送輥、型材軋輥等冶金輥道的堆焊生產[12]。燃氣井式熱處理爐是用于長軸類件和桿件的熱處理設備，該類設備自身狀況的好壞將直接阻礙到最終產品質量、設備生產效率、生產成本和環(huán)境污染等。依照熱處理產品的質量要求，在整個爐膛內溫度和氣氛的均勻性都必須是在產品質量或熱處理工藝要求的規(guī)定范圍內，只有如此才能確保熱處理產品質量達到所規(guī)定的技術質量指標[13]。對原中溫箱式爐在使用過程中存在耗能高、結構狀況不舍理、生產效率低等問題，結合實際生產所需，本著經濟效能的原則，通過臺車制作、爐殼改造、爐襯結構優(yōu)化、操縱系統(tǒng)的改進、電熱元件的正確選用與合理分布將其改造為臺車式電爐，取得了中意效果[14]。在滲碳爐上要從溫度的操縱方式、碳勢的操縱方式及氮-甲醇氣氛在深層滲碳中的應用等三個方面介紹深層滲碳對熱處理設備的要求[15]。真空熱處理的普及應用會得到迅猛進展真空熱處理具有無氧化、脫碳、脫氣、脫脂、變形小、熱處理零件壽命長、無污染等特點。真空熱處理(滲碳、氣淬)具有無氧化、脫碳、脫氣、脫脂、變形小、熱處理零件壽命長、無污染等特點，因此近年來，在我國獲得了快速進展，其應用范圍也在逐步擴大。詳細分析設備選擇的依據條件，選擇熱處理爐：a.汽車齒輪等滲碳零件，大批量生產時，常用推桿式滲碳爐及其組成的生產線；中批量時，選用轉底式爐并與推桿式爐或密封箱式爐及其組成的組成生產線；小批量時，選用井式滲碳爐。b.軸承零件，大批量時選用輥底式爐及其組成的生產線；中批量時選用振底式爐、網帶式爐并組成生產線；小批量時以往我國常選用鹽浴爐；滾珠多選用鼓形爐及其組成的生產線，或間隙式滾筒爐。c.長軸件，大批量時選用步進式爐及其組成的生產線；小批量時選井式爐。d.大件及長板件，選用步進式爐或臺車式爐。e.中小零件和標準件，選用鑄鏈爐、網帶式爐、振底爐、真空爐、鹽浴爐、箱式爐。f.鋼絲，選用牽引式爐及其組成的生產線。g.模具及刃具，選用真空爐、鹽浴爐、流態(tài)化爐。h.鋼帶等退火件，選用罩式爐、井式爐和箱式爐。i.鋁合金，選用強風循環(huán)箱式爐（帶機械傳動）。j.可鍛鑄鐵退火件，選用推桿式爐生產線、隧道式爐生產線、升降底式爐。(2)燃料與節(jié)能a.燃料的選擇熱處理使用熱源一般有電及燃料，燃料多為氣體燃料。電爐由于溫度均勻，容易操縱，熱效率高，便于操作，一般采納電爐，大型鑄鍛件采納氣體燃料爐。b.節(jié)能熱處理車間設計時應執(zhí)行專業(yè)化協作的原則，要緊耗能設備的負荷率不應低于40%，并應通過專業(yè)化協作方式使之達到70%以上。采納合理用能的新技術、新工藝、新設備和新材料。熱處理車間電爐操縱系統(tǒng)改造是應用現代測控技術，提高工藝裝備水平，達到精確操縱，提高產品質量，節(jié)約能源，減輕工人勞動強度的目的[16]。c.確定熱處理爐生產率熱處理爐在單位時刻內可完成一定熱處理工序零件的重量即為生產率，以Kg/h或件/h計。為使不同規(guī)格和爐型熱處理爐進行比較，生產率還能夠單位爐底面積或單位爐膛面積在單位時刻內的產量計算。平均生產率是指熱處理爐在一般正常使用條件下所達到的生產率，是熱處理爐處理各類不同零件完成一定工序，在較長時刻穩(wěn)定使用后，統(tǒng)計生產數據所計算出來的生產率（如表3.1）。表3.1單位爐底面積的平均生產率參考指標爐子類型退火正火淬火回火氣體滲碳固體滲碳箱式爐推桿式爐輸送帶式爐立式旋轉爐臺車式爐雙臺車式爐振底式爐40～6060～70——35~5060~80—100～120120～160120～160100～12060～80120～140140～18080～100100～125100～12580～10050～70100～120100～120—35～45—————3～10———8～1212～15—d.熱處理爐的計算依照熱處理零件分工的年處理量，分不采納各工序的平均生產率，能夠計算得出某項設備所承擔熱處理任務的年負荷數，再依照該項設備的工作制度所確定的年時基數，即可計算得出該項設備的負荷率并確定臺數。設備需要量可依照熱處理工序生產任務和設備生產能力計算出設備年負荷基數，再計算設備需要量。具體計算見表3.2和3.4。設備年負荷基數設備年負荷基數G為：(公式3.1)式中-設備年需完成的生產量（Kg/年）-設備生產率（Kg/h）設備數量計算(公式3.2)式中-設備年時基數（h）表3.2熱處理設備計算表序號設備名稱用途生產率(Kg/h)年處理量/t=生產率×設備年時基數（7240h）1井式燃氣爐調質、正火、退火、穩(wěn)定等30217.22井式電爐回火、穩(wěn)定、時效30217.23井式氣體氮化爐氮化292104井式氣體氮化爐氮化292105燃氣式臺車爐正火、調質、退火、回火等60434.46臺車式電阻爐正火、調質、退火、回火等80579.27氣體滲碳爐滲碳30217.28氣體滲碳爐滲碳30217.29高溫回火爐回火30217.210低溫時效爐時效30217.211雙室真空油淬氣冷爐淬火30217.212離子氮化爐氮化1072.413全齒淬火機齒輪表面淬火3827514立式淬火機表面淬火3827515臥式淬火機表面淬火3827516鹽浴爐鹽浴3928217井式回火爐回火30217.2合計56340763.4.2感應加熱設備(1)頻率的選定感應加熱所需電流頻率，取決于產品零件對淬硬層深度的要求，由于車間產品零件的規(guī)格如下:表3.3加工零件的規(guī)格、型號名稱直徑熱處理深度（mm）軸類零件φ100～500表面感應淬火2.5～8齒輪導軌類滑枕類φ100～50014000×2000500×500×5000表面感應淬火表面感應淬火表面感應淬火2.5～52.5～52.5～5(2)淬火機床的選擇淬硬層深度：整體淬火5～8mm，連續(xù)淬火2.5～5mm。淬火方式描述：一個電源，帶動兩個變壓器輸出接口；其中一個變壓器隨機床動作完成在水平方向2000×14000的導軌上的相應平面淬火，淬火最大寬度350mm；另一變壓器輸出接口完成立式方向的淬火，軸類￠500，滑枕類最大面500×500四方面同時加熱。功率：600KW，頻率2.5～8KHZ連續(xù)可調，能夠連接不同類型的感應線圈。加熱周期中，變頻電源依據感應線圈、材料和工藝參數的變化引起的阻抗變化自動進行調節(jié)，實現頻率自動跟蹤。功率因素≥±0.90，輸出功率可連續(xù)自動調節(jié)，如與數控機床聯機可由機床數控系統(tǒng)在額定功率下任意設定功率。3.4.3淬火冷卻設備(1)淬火冷卻槽購置爐子要考慮工藝的通用性，即淬火+回火使用應用靈敏性、周密定位、自動操縱能力，工件定位準確，運行平穩(wěn)可靠。由全固態(tài)晶體管感應加熱電源和數控淬火機床組成的高頻淬火系統(tǒng)具有專門高的柔性，通過程序的編制，在淬火過程中變更程序的指令，能專門容易自動調節(jié)電源的輸出功率、通電和斷電時刻、噴液開始結束時刻、工件加熱冷卻長度、工件的移動速度、延時加熱冷卻時刻、提早噴液時刻，如此對同一工件的不同部位(尺寸、位置)要求不同淬硬層深度的可用同一個感應器，采納一次裝夾連續(xù)淬火的方式就能專門容易達到技術要求．且可使硬化層連續(xù)過渡分布。該技術和熱處理工藝結合，可完成盤類、齒輪類、套管類、軸類零件的內孔外表面的高頻淬火，可實現連續(xù)淬火、同時淬火、同軸分段連續(xù)淬火、同軸分段同時淬火和同軸分段同時連續(xù)淬火工藝。該技術特不適用于要求不同的直徑段具有不同硬化層深度，且淬硬層連續(xù)或不連續(xù)的多臺階軸類零件的熱處理，滿足了多臺階軸類件各直徑段的表面淬火硬度及淬硬層深度的專門要求，且淬硬層在臺階處能呈連續(xù)過渡，以減少臺階軸尖角應力和熱應力的阻礙，保證了軸件的強度，解決了汽車制造過程的關鍵技術問題。(2)淬火冷卻介質冷卻系統(tǒng)冷卻形式真空爐的冷卻有油冷和氣冷。目前使用以氣冷為主，因為氣冷對熱處理零件無任何污染和不良阻礙(油冷有表面微滲碳問題，對質量有阻礙)，處理后零件表面潔凈不需要清洗。因此，在滿足冷卻速度的條件下，一般以氣冷淬火作為首選，如此能夠減少熱處理后零件的清洗以及由此產生的污染。冷卻是關鍵環(huán)節(jié)，尤其是氮氣的情況。爐內設置的不同形式氣嘴進行噴冷，氣冷的冷卻速度要緊受氣壓、流速、氣流的形式、分布等阻礙，在進行選擇時要全面考慮。一般情況，氣壓高、流速大、冷卻速度快，即冷卻速度是直同意到氣壓和流速的阻礙。另外，氣冷時換熱器冷卻水流量的大小關于實際冷卻有明顯阻礙。我們在不同爐同樣的氣壓和流量條件下比較表明，冷卻水流量大者冷卻速度明顯加快。冷卻的均勻性十分重要，有一些真空爐噴嘴分布設計考慮不合理，靠爐門一側未設置噴氣嘴，進行小零件處理時不明顯，當處理零件尺寸較大時由于阻擋的作用，氣流流通不暢，冷卻速度有明顯差異，導致局部淬火不足、均勻性變差[17]。3.4.4可控氣氛發(fā)生裝置的選擇爐用可控氣氛發(fā)生裝置及操作要求可控氣氛發(fā)生裝置應設有防回火、熄火和過壓等安全裝置。在可控氣氛管路上和火簾管上應設置安全切斷閥。在爐溫低于700攝氏度可能熄火和壓力過低有可能回火時，都應該自動關閉閥門。安全切斷閥應該與溫度操縱和路門開啟裝置取鎖。在停爐后應打開爐門或發(fā)散管，排除爐內殘存的可控氣氛，或用惰性氣體進行吹掃。開路時，吹掃爐內的空氣應高于著火溫度下進行。當工藝要求在700攝氏度以下時，爐內吹掃應在低溫下進行，或用氮氣吹掃，帶爐內空氣置換完畢，方可升蓋。爐子應嚴格密封，并在正壓下運行。路子還應設防爆裝置。熱處理車間設備需求量見表3.4：3.4.5輔助設備(1)清洗設備隨著熱處理工藝的進展和對環(huán)境衛(wèi)生的要求日益提高零件熱處理前后的清洗更加重要。一些化學熱處理工藝如滲碳、滲氮，操作前要求比較完全的除油，有的利用熱處理爐廢氣燒盡表面油污，以保證熱處理質量。零件的熱處理后除油，可防止回火過程中產生大量的煙霧，污染環(huán)境，同時保持零件表面光亮。目前要緊清洗設備有：室內和輸送帶式、懸掛輸送鏈式、滾筒式清洗機、溶劑清洗及其他超凈清洗設備。(2)清理設備為清理零件熱處理后表面的氧化皮，可采納噴砂機、噴丸機、拋丸機、噴丸清理滾筒、砂輪機、拋光機、酸洗槽等。隨著檢驗設備的進展，過去常用酸洗方式清理氧化皮，現已多采納噴丸清理，并進展了強化噴丸和應力噴丸等先進技術。表3.4熱處理車間設備需求量表序號設備名稱設備年時基數數量(臺)設備電量(KW)備注每臺合計1井式燃氣爐7722150.050.0—2井式電爐77221300.0300.0—3井式氣體氮化爐77221180.0180.0—4井式氣體氮化爐77221350.0350.0—5井式淬火油槽—1———6井式淬火水槽—1———7燃氣式臺車爐7326120.020.0—8臺車式電阻爐73261105.0105.0—9淬火油槽—2———10淬火水槽—2———11氣體滲碳爐77221105.0105.0—12氣體滲碳爐77221170.0170.0—13高溫回火爐7722275.0150.0—14低溫時效爐77222120.0240.0—15雙室真空油淬氣冷爐77221150.0150.0—16離子氮化爐77221150.0150.0—17超音頻電源1200.0200.0—18全齒淬火機471814.04.0—19立式淬火機471815.05.0—20帶電源單齒淬火設備—1160.0160.0—21中頻電源—1500+350850—22臥式淬火機床4718110.010.0—23立式淬火機床4718110.010.0—24鹽浴爐77221100.0100.0—25淬火油槽—2——可移動26淬火水槽—2——可移動27井式回火爐7722175.075.0在鹽爐間28清洗槽—120.020.0—29發(fā)藍設備—1———30酸洗槽—1———31冷水槽—1———32發(fā)藍槽—160.060.0—33冷水槽—1———34熱水槽—160.060.0—35皂化槽—160.060.0—36浸油槽—160.060.0—37空油槽—1———(3)矯正設備常用矯正設備的類型及適用范圍見表3.5：表3.5常用矯正設備及適用范圍設備類型規(guī)格要緊用途手動壓床1～5t單件小批零件矯直壓力機5～25t單件小批零件矯直單柱液壓機10～100t軸類零件矯直及齒輪擴空三輥矯直機—等徑或徑差專門小零件矯直雙輥矯直機—等徑小零件連續(xù)矯直專用矯直機—為專門零件設計的矯直機搓板矯直機—小軸連續(xù)矯直摩擦壓力機—零件熱后矯正依照零件直徑可選用的矯正設備規(guī)格及定額指標見表3.6：表3.6矯正設備的規(guī)格及定額指標零件直徑/mm設備規(guī)格/t定額指標/(件/h)5～101～580～12010～205～1040～8020～301040～6030～4010～2540～6050～7025～4040～60>7063～10030～50齒輪擠孔6360(4)檢查設備為檢查零件熱處理后的硬度，一般采納布式、洛式、肖式硬度計。檢查薄件和淺滲層零件用維氏硬度計，檢查大型零件用手提布式、肖式、大型懸臂式或龍門式布氏硬度計。為了專門需要還需要各式特種硬度計，如里式硬度計。為檢查零件表面裂紋，采納磁粉探傷儀，為檢查零件內部質量，采納超聲波探傷儀、射線探傷儀。(5)其他輔助設備其他輔助設備，包括焊接設備，如對焊機、釬焊機、高頻焊接設備、存放工具夾裝置，如工具架、吊具架、冷卻盤、冷卻坑，切取式樣設備，如鋸床、切割機、磨光式樣設備等。為了正確制定工藝，進行質量檢查和分析廢品，除在企業(yè)中心實驗室外，一般熱處理車間為配合生產還應設小型實驗室，配置差不多的化學分析和金相檢驗設備，以及滲層深度檢測儀，氣氛組分分析裝置等。檢修間應配置必要的機械加工機床，制造必要的設備備件和為感應加熱用感應器制造服務，以及為儀表的檢修校正服務。3.4.6起重運輸及機械化，自動化設備(1)常規(guī)起重運輸設備起重設備依照設備安裝、修理、工藝所需起吊運輸最大零件重量以及工藝平面布置決定，起重設備適用范圍及選擇原則見表3.7。表3.7起重設備適用范圍及選擇原則設備名稱常用規(guī)格要緊適用范圍選用意見橋式起重機5～10t大型設備維修，大型零件運輸、裝卸一般廠房長50米選用一臺梁式起重機1～3t中小型設備維修，中小零件運輸、裝卸每一跨可選一臺電動葫蘆0.25～1t井式爐組，小型熱處理車間表面淬火組、酸洗、發(fā)藍生產線的起重運輸，工序銜接每條生產線可選用一臺懸臂起重機0.25～1工作量較大的局部區(qū)，橋式、梁式起重機達不到的地點為某項設備及工藝專設懸掛運輸鏈———輥道———平板車———電瓶車、叉車、手推車———(2)生產機械化與自動化裝置熱處理設備的機械化與自動化，車間之間及車間內工序之間的機械化運輸裝置及操縱，依照零件的產量和生產過程的具體需要，合理選用與布置，以改善勞動條件，提高生產率。a.輥道輥道可運輸和貯存部分零件，將不同工序聯系起來，有著不同形式布置，如直線型、U型、L型、環(huán)型等。如用輥道將清理、矯直、檢查等工序聯系起來以輥道連接滲碳生產線，以便輸送。b.軌道車依照不同的設備操作和布置選用，如利用傾式軌道和小車為推桿式爐返回底盤和墊板；利用一般軌道車和興奮軌道車聯系滲碳、淬火、清洗、回火等周期作業(yè)爐。c.單軌電動葫蘆單軌葫蘆可將各工序設備聯系起來，可布置成一字型、L型、環(huán)型。d.懸掛運輸鏈用于車間之間或工序之間的運輸，連續(xù)運行，通過與下降段配合，可實現連續(xù)式爐生產線的全過程機械化運輸。e.平板車用于大件的運輸及工件過跨運輸。機械手大量生產熱處理作業(yè)中，機械手運用廣泛如齒輪牙床淬火冷卻專船用機械手。4車間布置4.1車間在廠區(qū)內的位置對熱處理車間在總體布置中要求：（1）熱處理車間散發(fā)大量燃燒廢氣、愛護氣氛廢氣，其他有害氣體及油煙、粉塵等，因此應位于其他廠房下風向，且要有衛(wèi)生防護帶。（2）熱處理車間靠近各類震源時，應該有一定間距或采取相應的隔震措施，震源如鍛錘、空壓機、氧氣機、鐵路等。熱處理車間為綜合性處理車間，為全廠服務，在工廠總體位置中應選擇適中的位置或靠近與其聯系多的車間。4.2車間面積及面積指標車間總面積包括工藝設計中用于差不多生產設備和輔助設備所占用的面積，包括廠房、披屋、露天起重機下的有效面積。（1）生產面積（見表4.1）生產設備、設備之間通道、工人操作、工件存放地所占用的面積，以及清洗、清理、矯正、取樣、運輸設備所占用的面積，占總面積50%～70%。（2）輔助面積變配電間、變頻間、電容期間、檢驗間、快速實驗室、愛護氣氛制備間、機修間、儀表間、通風機室、各類倉庫、要緊通道、露天倉庫等所占用的面積，占總面積30%～50%。表4.1車間面積生產面積指標車間類型規(guī)模生產指標（t/m2×年）鍛件熱處理小型中型大型2～33～4.55～6綜合熱處理小型中型0.8～1.21.0～1.5標準件熱處理—3.0～4.0齒輪熱處理—1.0～2.04.3平面布置設計4.3.1平面布置設計差不多原則大型連續(xù)式設備及機組的布置，依照數量確定是否跨廠房跨度，盡量在同一跨度中，有利于使用起重設備。車間有一端封閉墻體時，大型設備盡量靠在內墻布置，以利用采光和通風。熱處理車間在工藝流程差不多順暢的情況下，可按設備分片布置。設備布置應符合工藝流程的需要，零件的流向應盡量由入料端向出料端，幸免交叉和往返運輸。設備應盡量布置整齊，箱式爐以爐口取齊，井式爐以中心線取齊。需要起重運輸工具的設備，應布置于起重機有效范圍內。需局部通風的設備應靠外墻或靠近柱子布置，以利于通風管的引出。車間內應幸免隔斷，對必須設置隔離間的應集中于車間的一端。噴砂間靠外墻隔斷，有利于砂的儲存和設置除塵裝置。生產區(qū)內應留有零件裝卸及存儲面積或立體倉庫。車間需留出必要的通道，通道的尺寸隨車間使用運輸車型而異。車間預留擴建面積可采取車間內預留設備空地或預留增跨或接長廠房空地。留有計算機操縱治理房地。綜上所敘,科學的生產設計和能源治理是能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負荷生產、充分發(fā)揮設備能力是科學治理的目標之一。先進工業(yè)國家從能源利用率和生產成本的精打細算動身,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、余熱上積存了豐富的經驗[18]。我國機械工業(yè)95%以上的熱處理爐用電是專門不合理的,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(fā)和推廣節(jié)能的熱處理工藝是投入小、見效快的節(jié)能措施。熱處理設備的選型、結構和使用上也都有專門大的節(jié)能潛力[19]。4.3.2設備布置間距（1）爐子后端距離墻柱的距離，一般箱式爐采納1～2m；煤氣爐和油爐取1.5～1.8m；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0.8～1.2m；中型爐1.2～1.5m；大型爐1.5～2m；間隙式爐組成的生產線0.5～0.8m；連續(xù)式爐3.0～4.0m。（3）井式爐間的距離，小型爐0.8～1.2m；中型爐1.2～1.5m；大型爐2.5～4m。（4）井式爐爐口距地面距離，滲碳爐0.3m；正火、回火爐0.7～0.8m。（5）連續(xù)式爐的爐前后區(qū)空地，鍛件熱處理爐：爐前：6～8m；爐后8～12m；連續(xù)氣體滲碳爐：爐前4～6m；爐后2～3m；一般連續(xù)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0.85～0.9m。4.3.3設備區(qū)域布置（1）區(qū)域規(guī)劃圖(見圖4.1)圖4.1區(qū)域規(guī)劃圖（2）熱處理設備布置圖(見圖4.2)圖4.2熱處理設備布置圖1）井式滲碳爐區(qū)（見圖4.3）圖4.3井式滲碳爐區(qū)2）鹽浴爐區(qū)（見圖4.4）圖4.4鹽浴爐區(qū)3）深井爐區(qū)（見圖4.5）圖4.5深井爐區(qū)4）雙室真空熱處理爐區(qū)（見圖4.6）圖4.6雙室真空熱處理爐區(qū)5）表面處理區(qū)（見圖4.7）圖4.7表面處理區(qū)6）14米臥式淬火機床區(qū)（見圖4.8）圖4.814米臥式淬火機床區(qū)（3）輔助設備布置圖(見圖4.9)圖4.9輔助設備布置圖（4）熱處理車間平面布置圖(見附圖)（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5.1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）采光依照需要設天窗和屋面窗以保證良好的采光需要。5.2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納操作平臺。將爐子置于地坑可降低廠房高度（見圖5.1），節(jié)約造價。廠房的跨度與柱距（見圖5.2）。圖5.1廠房高度圖5.2廠房的跨度與柱距5.3廠房出入口廠房一般人行出口寬1.2m、1.5m或1.8m，高2.4m，要緊物流出入口（見表5.1）應依照所通過的車輛種類以及所需進入設備的需要確定。表5.1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2.12.42t以下電瓶車3.03.6中型載重汽車2.42.45～10t窄軌電動平板車3.33.6重型載重汽車3.03.0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。5.4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5.2），試驗輔助部門在0.5～1.0t/m2；工具、機修備件熱處理部門在1.0～2.0t/m2；中小件區(qū)1.5～2.0t/m2；大批量流水生產半成品熱處理在2.0～3.5t/m2；大批量流水線生產的毛坯人處理部門在3.0～3.5t/m2。表5.2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5.5專門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，可采納墻體或玻璃隔斷。6動力消耗及對公用系統(tǒng)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?；钛獰崽幚頋B劑及愛護加熱氣體等等。6.1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刻計算。由熱處理車間設備明細表，得用電總量=3910.8KW，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。6.2壓縮空氣熱處理車間壓縮空氣用于連續(xù)用氣設備，如噴砂、噴丸設備、風動工具、吹掃噴嘴等。其消耗量的計確實是以溫度為20攝氏度，壓力為101.3KPa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。6.3蒸汽蒸汽在熱處理車間要緊用于加熱清洗槽、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/Kg.重油燃燒用蒸汽霧化的蒸汽消耗量，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。6.4氧、乙炔氧氣和乙炔在熱處理車間要緊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(tài)下的體積，其消耗量要緊取決于淬火方法、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。6.5生產用水熱處理車間設備用水除個不情況外，對水質無專門要求，一般生活用水則能夠滿足要求。高頻設備用水，要求礦物雜志不能超過0.017g/L，電阻率每厘米不大于4000歐姆，水壓為119～196KPa，或蒸餾水，或采納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）R1-17全齒淬火設備電源、R1-18單齒淬火設備電源、500kW中頻電源、350kW中頻電源循環(huán)用水量為20t/h。20t/h×4=80t/h。（2）R1-17-1GCK11200淬火機床循環(huán)水量為40t/h，R1-17-2GC13080淬火機床循環(huán)水量為40t/h，但二者不同時使用；R1-18-1GCK13450淬火機床循環(huán)水量為20t/h；與500kW中頻電源配套的立式淬火機床循環(huán)水量40t/h；與350kW中頻電源配套的臥式淬火機床循環(huán)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(huán)水量+淬火水槽循環(huán)水量：30t/h+20t/h=50t/h。循環(huán)總用水量：80t/h+120t/h+50t/h=250t/h250t/h×7240=1810000t=181萬噸6.6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(tǒng)計。各燃料爐有確定的最大燃料消耗量，依照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(xù)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6.1表6.1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/m3總煤氣/m3重油/m3總重油/m3淬火800~8508261.44~1.801486.80.5~0.7578.20.08~0.0974.3淬火1300579.22.16~2.881668.10.7~0.8463.40.1~0.1269.5正火860~880434.41.80~2.16938.30.6~0.8347.50.08~0.0939.1碳氮共滲840~8604202.16~2.521058.40.7~0.83360.09~0.1042氣體滲碳900~920434.42.88~4.321876.61.0~1.2521.3——高溫回火500~600434.40.90~1.08469.20.3~0.5217.20.1~0.1252.1低溫回火180~200217.20.36~0.54117.30.15~0.243.4——時效100~200434.40.14~0.18—————總計7692.9×1.5=115402507×1.4=3510277×1.2=3337熱處理車間的生產組織與人員7.1組織為適應熱處理生產治理與調度方便，除一些規(guī)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，以利于生產技術的進展、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、輔助部分和技術治理部分組成。治理部分包括打算、調度、生產技術和行政治理，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；7.2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、治理人員和服務人員（見表7.1）。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，如熱處理預備工、起重運輸工等。工程技術人員是指從事技術工作的人員。設備定員應依照實際需要，盡量多考慮多機臺的治理，減少設備定員，使工人滿負荷工作，提高生產率。表7.1車間差不多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差不多生產工人1箱式爐（3臺）淬火1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）8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11310名輔助+3名工程技術人員+1名治理人員+1名服務人員15合計人數408熱處理的生產安全與環(huán)境愛護8.1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、觸電愛護（如防護用品、接地愛護等）、電容放電愛護。b.電磁輻射：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(tǒng)。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，幸免工件將水帶入浴爐；防止氣體燃料，特不是采納可控氣氛時，幸免一氧化碳、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，幸免灼傷事件。e.噪聲：采納消聲、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：關于產生的設備設封閉隔間，裝通風系統(tǒng)。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，才能夠是生產安全的進行。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。8.2環(huán)境愛護熱處理車間存在著對人身和環(huán)境有害的物質，如CO、HCN、NH3粉塵以及噪音等環(huán)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差不多上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，如采納電或氣體燃料為熱源，幸免使用煤為燃料；采納氣體化學熱處理工藝，幸免使用固體滲碳等產生灰塵污染的工藝；采納五毒鹽浴，幸免使用氰化鹽；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，產生嚴峻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(tǒng)，必要時設除塵、汲取、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操縱,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。要緊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(huán)節(jié)的管制，支持環(huán)保措施的實施，重視設備的更新，采納清潔、不污染環(huán)境的設備是熱處理行業(yè)貫徹