基于節能減排的礦山機械再制造技術應用

張德權

（龍煤集團七臺河分公司，黑龍江 七臺河154600）

機械再制造屬于綠色制造，是機械維修的高技術的發展和應用，它以廢舊產品零部件作為毛坯進行高技術再加工，充分挖掘廢舊產品中蘊涵的附加值，再制造的產品可以減少對環境的污染。近年來，機械再制造作為循環經濟的重點推進項目。一些機械制造企業為擴大生產規模，提高企業的市場競爭能力，運用再制造先進技術的發展成果，實施礦山機械再制造。機械設備再制造要以實現廢舊裝備性能提升為目標，堅持優質、高效、節能、節材、環保，以先進技術和產業化生產為手段，修復、改造廢舊機械裝備的技術。廢舊產品的再制造要通過各種高新技術實現，及時吸取最新科技成果的關鍵技術。一些礦山機械制造企業實施礦山機械再制造工程，運用先進技術和產業化生產，使廢舊礦由機電產品獲得高質量再生。機械再制造與維修不同，它是維修的高層次發展，是廢舊機電產品高技術維修的產業化。通過運用高技術和最新科技成果等優勢對廢舊礦山機電產品的核心零部件改造提升，充分挖掘蘊涵在成型零部件中的材料、能源和加工附加值，使再制造后的產品性能達到或超過新品，成本低，創造價值大。

1 我國礦山機械的維修及回收利用的狀況

1.1 我國礦山機械的維修及回收利用情況

（1）采用大修或項修的方式恢復舊礦山機械設備的功能，通常僅能恢復到原機性能的70%，維修后的設備功能并未提升。

（2）為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新加工裝配，以恢復原精度；對不能滿足生產要求的系統進行最新的技術改造。

（3）對報廢的礦山機械設備，多數資源如機械結構件部分作廢鋼鐵回爐處理，回收的原材料的價值不及原機價值的10%，原機制造時零部件的附加值全部喪失，在回爐中還消耗大量的能源和勞動力，造成環境污染。

1.2 礦山機械設備維修方式存在的問題

（1）傳統的礦山機械維修方式未考慮廢舊礦山機械設備隱藏著綠色再制造價值。相當部

分有再制造價值的零部件一般都作廢品處理，不能得到修復與再制造，造成資源嚴重浪費。

（2）屬于單件作坊式工作，普遍存在效率較低、周期較長，成本較高；受資質水平的影響，難以恢復到原機的水平，維改后的設備質量不規范，可靠性不能保證，這種方式不能適應產業化發展需要。

（3）新技術、新工藝在礦山機械的維修中應用較少，一般還采用傳統的修配方式。

2 實施礦山機械再制造，實現節能減排

礦山機械再制造停留在維修、功能性改造階段，已經形成了一定的技術基礎，某企業開展礦山機械再制造項目，按目前市場需求及資源狀況進行調研分析確定再制造礦用隔爆電機、減速器及配件。

2.1 工藝流程

對原材料即廢舊礦用減速器和隔爆電動機，進行拆解一清洗一檢測一對可再制造件進行再制造加工一再制造后加工〔車、銑、刨、磨、鏗）一檢驗一（直接利用件＋再制造件＋新件）組裝試驗一防腐一包裝

在舊件回收來后，全部完全拆解，進行清洗；再進行篩選，一些經處理能恢復原狀，如：軸徑磨損、箱體等，另一些不需要修復的，如螺釘，它在清洗后能夠重新使用。

2.2 關鍵技術分析

（1）納米電刷鍍技術

電刷鍍技術屬新型表面技術，它在失效零部件的修復和強化上發揮重要作用。在刷鍍液中添加納米顆粒能提高涂層效果的電刷鍍技術即納米電刷鍍技術，由納米電刷鍍技術制備的涂層耐磨性能優異。一般用在修復箱體軸承孔磨損、軸徑磨損、鍵槽的鍵側磨損、表面劃傷、腐蝕坑等。

（2）高速電弧噴涂技術

它以電弧為熱源，把熔化的金屬絲用高速氣流霧化，以高速噴射到工件表面形成涂層的工藝。應用在大型貴重零部件的修復及結構件防腐。采用鋁青銅、黃銅、巴氏合金等噴涂材料能修復軸承襯套和軸瓦；采用ICr13、2Cr13、3Cr13等噴涂材料能修復軸類零件和柱塞；采用7Crl3等噴涂材料能修復磨損件；運用"低碳馬氏體＋3Crl3"噴涂材料能進行耐磨處理，提高耐磨性，其壽命能成倍增長；防腐、高溫防腐、防滑。

（3）激光表面熔覆技術

激光表面熔覆技術是在被涂覆基體表面上，以不同的填料方式運用涂層材料，經激光輻照使它和基體表面薄層一起熔化，快速凝固后產生稀釋度極低、耐磨、耐熱、抗氧化等性能的方法。各種軸類零件在在運行中，通常由于磨損等原因導致尺寸減小、表面出現深劃痕而失效，軸類零件的修復與再制造在激光再制造技術應用中市場廣闊，經濟效益和社會效益客觀。齒輪在運行過程中普通存在齒面磨損、疲勞脫層乃至斷齒的失效現象，堆焊、噴涂等修復技術不能滿足齒輪服役性能要求，采用激光再制造技術能夠實現失效齒輪零件的修復與再制造，其效率和成品率均較高，修復或再制造的齒輪性能良好。

3 實施礦山機械再制造節能措施與評價

3.1 節能措施及效果

產品節能：某企業項目屬于礦山機械設備的再制造，年利用廢舊礦山機械核心零部件10000t左右，與生產同等原新品相比，節約使用新鋼鐵7000t，折合標準煤4200t，同時減少新鋼鐵的使用，減少排放。設備節能：選用符合國家規定的節能型設備，電器設備選用新型高效節能型，采用電容補償，提高功率因數，減少電耗。廢舊產品的再制造采用高新技術來實現，是及時吸取最新科技成果的關鍵技術，如先進表面技術、微納米涂層及微納米減摩自修復材料和技術、修復熱處理技術，以及過時產品的性能升級技術等。

某企業以廢舊礦山機械的核心零部件為毛坯進行再制造，實施后每年能利用廢舊礦山機械核心零部件10000t左右（利用率70%左右）。可實現節能、節材和環保，可實現循環節約和高效利用。產品再生產采用先進的再制造技術和工藝，選擇生產設備要符合國家節能標準，應采取節水、節能、管理等節能措施。項目節能能達到60%，節材70%，實現降低能耗，減少材料用量，提高資源的利用效率，從原材料的投入到再制造產品的產出，告別能源浪費，節能效果顯著。

3.2 節能減排綜合評價

（1）礦山機械再制造是節能和環境保護的需要。可以避免采用回爐等方式時對環境的二次污染；對節能減排和保護生態環境作用重大。

（2）能挖掘廢舊礦山機電產品中的高附加值

把礦山機械設備原始制造和再制造過程中的能源消耗、勞動力消耗和材料消耗進行對比，再制造因充分利用了廢舊產品中的附加值，能源消耗僅是新品制造中的1/2，勞動力消耗僅占60%，原材料消耗僅30%。在一臺機電設備中，各部件的使用壽命不等，由于局部表面失效而導致整臺設備報廢。通過再制造對機器的局部損傷進行修復，可充分挖掘廢舊礦山機電產品中蘊涵的附加值。

（3）可增加企業效益，提升市場競爭力

礦山機械再制造能充分利用廢舊礦山機電產品中蘊涵的高附加值，投入資金少，生產周期短，而再制造后的機電產品能達到原新產品的性能水平。大型機電設備再制造，僅是新設備購置費用的1/2，能為企業創造可觀的經濟效益，提高企業的競爭能力。

礦山機械再制造，從建設到制造過程的一系列節能措施的使用，可以使以循環經濟為基礎的產業鏈得到有效增長，從而實現節能減排環保的效果。

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