淺談索具行業的綠色鍛造

文／張來星，張熙，谷家駿，許程·山東神力索具有限公司

鍛造生產是機械制造工業中提供機械零件毛坯的主要加工方法之一，是索具產品成形的重要方式。其作為關系國民經濟發展的基礎行業，能耗相對過高，污染相對嚴重成了企業迫切需要解決的問題。綠色鍛造是綜合考慮環境因素和資源利用效率的現代生產模式，要求最大限度地減少對環境的影響，使原材料和能源的利用效率達到最高，同時協調優化企業經濟效益和社會效益。

我公司目前引進了大量的先進生產設備和工藝，改變了以往的生產方法和模式，為鍛造技術的發展和改進提供了良好的發展平臺。本文從改變能源利用結構、廢舊能源二次利用、合理優化生產工藝、協調發展綠色供應鏈四個方面闡述了索具行業中綠色鍛造。

改變能源利用結構

為了應對越來越嚴峻的資源短缺、環境壓力，助推國家“雙碳”目標實現，企業提出了采用綠色鍛造的可持續發展模式。電能作為鍛造工藝中最重要的能源，其產生的費用在生產成本中占據了很大比重。如何降低電費的支出成本，降本增效，是企業需要解決的問題。

可再生能源的迅速發展，給索具行業的能源利用結構帶來了一定程度的改變。索具行業可以合理地利用可再生能源，提高可再生能源在能源利用結構中的比重。在可再生能源中，利用太陽能發電是相對有前景的技術之一。規模以上的索具行業往往具有占地面積大，廠房數量多的特點。廠房頂棚往往處于閑置的狀態，對于光照充足地區廠房頂棚加以利用，建設光伏發電，自產自用，可大幅節約電費支出。

廢舊能源二次利用

鍛造工序中棒料的初始加熱溫度一般可達1000 ～1200℃。直至成形后產品冷卻，整個過程多余的熱量全部被冷卻水及空氣吸收，散發到周圍的環境中。散發的熱量沒有做任何的回收及利用，還會導致生產線周圍的環境溫度升高，存在著相當程度的能源浪費。

針對鍛造車間廢舊能源的回收問題，目前主要的利用方式就是采用預熱器。根據預熱器效率的不同，流出預熱器的煙氣溫度一般在200 ～800℃之間，對這部分熱量再次利用稱為余熱二次回收利用，可把煙氣溫度從200 ～800℃降到約100 ～150℃，回收的余熱進行綜合利用，在寒冷的冬季用于采暖，在過渡季節用來制取生活熱水。廢舊能源的回收利用，減少了污染物的排放，節約了能源，在鍛造工序中起到了重要作用。

合理優化生產工藝

綠色鍛造，除了避免能源的無用浪費，還需要考慮材料的利用率問題。據統計，在材料利用率和鍛件綜合能耗上，我國與發達國家還有一定的差距。發達國家模鍛件的材料利用率為76%～93%，國內模鍛件的材料利用率一般在73%～78%，發達國家每噸鍛件綜合能耗平均為0.6 ～0.8t 標準煤，國內每噸鍛件綜合能耗平均為1.3 ～1.5t 標準煤。可見，提高材料的利用率對于綠色鍛造的發展具有重要意義。

技術人員在設計產品模具結構時，可以考慮合理的增加成形模腔，最大程度的避免材料浪費。在設計初期可以引入有限元分析技術，分析棒料在型腔內的流動情況，有助于合理設計棒料的下料尺寸。此外，在棒料下料階段，可采用高速鋸等下料設備，精確控制棒料的長度尺寸和端面斜度，也有助于提升材料的利用率，減少產品由于棒料端面的缺陷造成的成形問題。

合理規劃、布置產品生產線，盡量減少設備和設備之間的擺放距離，保持短程傳遞，減少熱量損耗。讓設備的生產節拍處于一個最合理的范圍，也有助于提高產品的生產效率，降低能源損耗。

環境的問題在綠色鍛造中也扮演了相當重要的角色。鍛造車間噪聲問題突出，廠房車間采用隔音材料雖然有效阻斷了噪聲的對外傳播，但是對于生產線周圍噪聲的防護也不容忽視。除了常見的給員工配發耳塞外，還可以從設備采購及改造方面采取措施。對于新車間，在安裝設備時，要考慮在設備地基內安裝防振裝置，減少振動的傳播。選用鍛造能量可控的鍛造設備或者對設備進行智能化改造，對于生產的產品合理調節鍛造的打擊能量，避免多余能量的存在造成承擊面發生強烈碰撞，產生巨大噪聲，也能相應延長模具的使用壽命。

協調發展綠色供應鏈

綠色供應鏈是綠色低碳社會的產物，在“雙碳”目標的引導下，國家、政府、企業以及個人對綠色產業的關注度都在不斷提升，國家政策推動綠色供應鏈產業發展、綠色供應鏈推動國家“雙碳”目標實現的良性循環正在形成。

企業協調發展綠色供應鏈，需要企業減少生產過程中的資源浪費、節約能源和減少環境污染；根據企業的預期需求，減少原材料和零部件的庫存量，合理采購，避免庫存積壓；對于有害的材料及時采取更環保的替代方案；合理利用企業內部的閑置資源，實現生產設備的利用最大化。

結束語

2021 年，國務院印發的《2030 年前碳達峰行動方案》中提出，推進碳達峰的重點任務之一在于實施綠色低碳科技創新行動。索具行業的綠色鍛造改革創新也緊跟腳步，改變能源利用結構、廢舊能源二次利用、合理優化生產工藝、協調發展綠色供應鏈需要企業結合自身實際合理布局，為國家“雙碳”目標實現貢獻自己的一份力量！