第一篇：節(jié)能熱處理技術(shù)和設(shè)備在軸承行業(yè)的應(yīng)用

節(jié)能熱處理技術(shù)和設(shè)備在軸承行業(yè)的應(yīng)用

一、軸承行業(yè)現(xiàn)狀及熱處理技術(shù)和裝備概況

1.我國軸承行業(yè)持續(xù)快速穩(wěn)定的發(fā)展

我國軸承行業(yè)經(jīng)過建國以來五十多年的建設(shè)和發(fā)展，特別是改革開放以來持續(xù)、快速、穩(wěn)定的發(fā)展，已形成了較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2007年全行業(yè)生產(chǎn)各類軸承90億套，實現(xiàn)銷售收入760億元。軸承產(chǎn)量和銷售收入居世界第三位。

我國軸承進出口貿(mào)易額逐年攀升。2007年軸承出口創(chuàng)匯21億美元，進口用匯21億美元，進出口持平。

“九五”以來，我國軸承行業(yè)經(jīng)濟成分發(fā)生了深刻的變化。至2006年，按銷售額計算，已形成國有：民營：三資＝16:63:21的格局。

我國軸承行業(yè)技術(shù)水平逐步提高，已具有一定的技術(shù)實力。有一所(洛軸所)、一院(中機十院)、一校(河南科大)作為依托。全行業(yè)現(xiàn)有國家級企業(yè)技術(shù)中心5個(萬向、瓦軸、哈軸、洛軸、西北)、博士后科研工作站5個(萬向、龍溪、洛軸所、西北、杭州中心)、國家級實驗室6個(洛軸所、杭州中心、上海所、萬向、龍溪、瓦軸)。全行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力有很大提高，掌握的軸承品種規(guī)格已由1999年的39000種增加到2005年的66000多種。為重大裝備和重點主機的配套率達到80%左右。高端產(chǎn)品開發(fā)有重大突破。以“神五”、“神六”、“嫦娥一號”配套軸承為代表的航天航空軸承及其他國防裝備配套軸承均已立足國內(nèi)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。長期制約為國內(nèi)主機配套和擴大出口的微小型深溝球軸承的振動噪聲和密封性能問題，通過中國軸協(xié)組織的全行業(yè)技術(shù)攻關(guān)，已取得顯著效果，基本上可以滿足國內(nèi)主機配套和擴大出口的要求，部分企業(yè)的產(chǎn)品已達到或者接近國際同類產(chǎn)品的水平。

2.我國軸承熱處理技術(shù)和裝備取得的長足進步

“六五”、“七五”、“八五”經(jīng)濟建設(shè)時期，有二十多家軸承制造企業(yè)先后從日本、英國、美國、瑞士、西德、奧地利、意大利等工業(yè)發(fā)達國家引進設(shè)備的使用、消化吸收，其中的主要類型設(shè)備在“八五”末期基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，有力地促進了我國軸承熱處理裝備的技術(shù)進步和電爐行業(yè)的制造水平。

推桿式等溫球化退火爐在軸承行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，目前該類型設(shè)備是軸承零件退火的主要設(shè)備。軸承零件保護氣氛退火已開始引起重視，并開始在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。

軸承零件淬回火設(shè)備主要有網(wǎng)帶爐、鑄鏈、輥底爐、多用爐、轉(zhuǎn)底爐、滾筒爐生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線是我國軸承行業(yè)熱處理設(shè)備的主力設(shè)備，也代表了我國軸承熱處理裝備水平，這些裝備的推廣應(yīng)用，大大提高了我國軸承零件熱處理質(zhì)量水平，工件淬火后氧化脫碳層由原來的0.06～0.1 mm降到0.03 mm以下，批量硬度差由原來的2HRC降到1.5HRC以下，同件硬度差由原來的1.5HRC降到1HRC以內(nèi)，壓縮磨削留量1/3～1/2，提高磨工效率15%～22%，為我軸承質(zhì)量總體水平的提高做出了貢獻。

滲碳熱處理設(shè)備主要有推桿式、輥底式、網(wǎng)帶式氣體滲碳自動生產(chǎn)線，也有多用爐、真空滲碳爐、井式爐、周期式滲碳爐，滲碳氣氛的碳勢控制大多采用自動控制系統(tǒng)，也有采用流量控制。

3.我國軸承熱處理技術(shù)和裝備的發(fā)展方向

⑴中小型軸承套圈大批量生產(chǎn)熱處理裝備采用無馬弗托輥式可控氣氛網(wǎng)帶爐生產(chǎn)線、可控氣氛鑄鏈爐生產(chǎn)線，取代輸送帶爐、振底爐、箱式爐等落后爐型。

⑵中大型、大型軸承套圈大批量生產(chǎn)熱處理裝備采用可控氣氛輥底爐生產(chǎn)線和多用爐生產(chǎn)線。

⑶特大型軸承套圈熱處理裝備采用可控氣氛周期式熱處理爐或加裝微機碳勢控制裝置的井式爐。

⑷開發(fā)可控氣氛帶硝鹽馬氏體淬火小輥棒爐和輥底爐生產(chǎn)線。

⑸推廣應(yīng)用連續(xù)式可控氣氛滲碳生產(chǎn)線。

⑹開發(fā)汽車輪轂軸承高頻淬回火自動生產(chǎn)線。

⑺軸承滾動體大批量生產(chǎn)熱處理裝備采用滾筒爐生產(chǎn)線，取代仿蘇鼓型爐生產(chǎn)線。

⑻開發(fā)輥底式氮基保護氣氛等溫球化退火爐。

⑼發(fā)展和應(yīng)用下貝氏體等溫淬火工藝裝備。

⑽研制開發(fā)與可控氣氛輥底爐、轉(zhuǎn)底爐配套的自動模壓淬火機床。

⑾加大真空熱處理裝備的比例。

⑿研制開發(fā)與網(wǎng)帶爐、鑄鏈爐生產(chǎn)線配套的量變型分選機。

二、軸承行業(yè)熱處理節(jié)能措施

眾所周知，軸承熱處理是個耗能大戶，軸承熱處理設(shè)備90%以上采用電加熱，俗稱“電老虎”，其電耗占軸承制造業(yè)電耗的25-30%。同時，在熱處理工藝過程中不斷產(chǎn)生熱輻射能、廢煙氣、粉塵和噪音等，對環(huán)境造成一定程度的污染。因此，開發(fā)節(jié)能、環(huán)保型熱處理技術(shù)和裝備是軸承行業(yè)亟待解決的問題。

近些年來，我國軸承行業(yè)從以下幾方面采用措施，提高軸承熱處理的節(jié)能和環(huán)保效果。

1.優(yōu)化工藝節(jié)能

經(jīng)過大量工藝試驗，在保證熱處理質(zhì)量得到提高的前提下，對熱處理工藝進行優(yōu)化簡化，然后合理設(shè)計加熱爐各區(qū)段長度和加工節(jié)拍，充分發(fā)揮熱效能產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。這方面最突出的是北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動工業(yè)爐公司共同開發(fā)研制的多功能輥底可控氣氛熱處理生產(chǎn)線。

2.利用余熱節(jié)能

財政部近期發(fā)布信息說，中央財政將十大重點節(jié)能工程進行獎勵。十大節(jié)能工程包括“余熱余壓利用工程”。

軸承鋼退火是軸承行業(yè)耗能最大的工序之一。多年來，軸承生產(chǎn)企業(yè)在降低軸承鋼退火能耗上下了不少功夫。軸承鋼鍛造余熱退火曾風行一時。但是，這一節(jié)能工藝雖然理論上可行，但實際操作上存在諸多難以解決的問題。最后都以失敗告終。

近年來，一些軸承熱處理設(shè)備制造優(yōu)勢企業(yè)，如杭州金舟電爐有限公司、蘇州工業(yè)園區(qū)勝龍電爐制造有限公司，轉(zhuǎn)而在利用熱處理余熱上做文章，研發(fā)了“熱回收型連續(xù)等溫退火爐”、“雙層輥底式保護氣氛球化退火爐”，取得了高效節(jié)能的效果。

3.智能控制節(jié)能

河北工業(yè)大學材料學院研發(fā)的軸承智能退火控制系統(tǒng)，在充分利用企業(yè)原有退火爐體的情況下，配置的該系統(tǒng)可根據(jù)運行過程中反饋獲得的退火爐熱特性、溫場分布、裝爐量等參量，智能化地調(diào)節(jié)各區(qū)加熱溫度，冷卻速度等參量，自動完成退火的全過程，排除了操作上的人為因素，取得了顯著的節(jié)能效果。

4.減少熱損失節(jié)能

軸承生產(chǎn)企業(yè)和軸承熱處理制造企業(yè)聯(lián)手，在減少軸承熱處理加熱過程中的熱損失下功夫。

一是以輥底爐取代推桿(盤)爐，免除了料盤的熱損失。(一公斤鋼件從室溫升800℃，需吸熱1.03千卡)。

二是優(yōu)化爐膛設(shè)計，同時合理選用高強度輕質(zhì)抗?jié)B碳磚、優(yōu)質(zhì)陶瓷纖維制品等保溫隔熱材料，減少爐襯材料的蓄熱損失和爐壁表面的散熱損失。

三是優(yōu)勢熱處理制造廠家，如金舟電爐有限公司等，在制造熱處理爐構(gòu)件時，采用大型數(shù)控設(shè)備加工，提高加工精度，提高傳動輥的水平精度，提高爐殼剛性和密封性，減少焊縫，從而減少熱損失和氣氛損失。

三、軸承節(jié)能熱處理技術(shù)和裝備典型案例

1.多功能輥底可控氣氛熱處理生產(chǎn)線

由北京天馬軸承有限公司和北京建通盈動工業(yè)爐公司共同研制的多功能輥底式可控氣氛熱處理生產(chǎn)線一種高質(zhì)量、高效率、節(jié)能、環(huán)保型，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平的熱處理裝備。

該生產(chǎn)線由輥底式加熱爐、升降式淬火硝鹽槽、油槽、輥底式清洗爐、烘干機和雙層輥底式等溫回火爐等主要設(shè)備構(gòu)成。

通過編程調(diào)整工藝參數(shù)，在這一條生產(chǎn)線上可以完成四種不同的熱處理工藝：普通馬氏體淬、回火，馬氏體分級淬、回火，貝氏體等溫淬火，貝氏體分級淬火等。

這一生產(chǎn)線是引進消化吸收再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的成果，在以下幾方面在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平：在一條生產(chǎn)線上具有四種不同的功能，不僅可以進行通常的普通馬氏體淬火而且可以進行馬氏體分級淬火和貝氏體分級淬火；以硝鹽淬火介質(zhì)取代油淬火介質(zhì)；用空氣回火爐取代硝鹽槽進行貝氏體等溫處理；淬火采用計算機控制的升降式機構(gòu)；整條生產(chǎn)線高度密封、零排放。

在保證強度、硬度、金相組織和殘留奧氏體量達到標準的前提下，貝氏體分級淬火比普通馬氏體淬火沖擊韌性GCr15提高26.6%，GCr18Mo提高36.8%。軸承在很多應(yīng)用主機，如軋鋼機、風力發(fā)電機、鐵路客車等，需要承受很大的沖擊載荷，因而需要提高的沖擊韌性，普通馬氏體淬火已不能適應(yīng)這一要求。這一生產(chǎn)線的研制成功，就為適應(yīng)高沖擊載荷的軸承制造提供了熱處理設(shè)備。

這條熱處理生產(chǎn)線不僅能保證熱處理質(zhì)量，硬度、金相組織、變形和表面脫貧碳均能達到國家和行業(yè)標準要求，并較之以前有很大提高，而且，由于熱處理工藝的優(yōu)化和設(shè)備密封性能的提高，節(jié)能效果明顯。全國軸承行業(yè)熱處理平均耗電量為730KWh/噸，這條生產(chǎn)線耗電指標達到550KWh/噸。如在全行業(yè)推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。同時由于升降式的入浴方式，大幅度減少淬火變形，因而可以減少加工留量，達到節(jié)材的效果。

2.雙層輥底式保護氣氛球化退火爐

眾所周知，球化退火工件降溫至650℃以下即可出爐空冷，大量退火余熱未加利用。為了實現(xiàn)節(jié)能降耗的最佳效果，2007年5月，杭州金舟電爐有限公司創(chuàng)新開發(fā)了“雙層輥底式保護氣氛球化退火爐”。根據(jù)球化退火工藝的特點，將爐體設(shè)計成雙層輥底爐，上層進料，分設(shè)進料臺、余熱利用室、加熱區(qū)段、保溫區(qū)段、快冷室，下層為出料臺、余熱利用室、緩冷區(qū)段、等溫區(qū)段、快冷室。上下層的余熱利用室為一個貫通室，無隔離，安裝一臺熱循環(huán)風機，加強循環(huán)換熱，利用退火余熱預(yù)熱進爐冷態(tài)工件，使工件從室溫升溫至300～350℃；上下層的快冷室為一個升降通道，內(nèi)設(shè)升降機，使工件從上層轉(zhuǎn)到下層。雙導(dǎo)爐的結(jié)構(gòu)保證了余熱充分利用的節(jié)能退火工藝：進爐→余熱利用升溫→加熱→保溫→快冷→等溫→緩冷→(余熱利用)強冷→出爐。

余熱利用節(jié)能雙層退火爐，耗電下降150～220KWh／噸鋼，與我國軸承行業(yè)球化退火耗電240～290KWh／噸鋼比較，節(jié)電近90KWh／噸鋼，節(jié)電率達到30%以上。并且退火質(zhì)量優(yōu)良：無氧化，脫碳層深度≤0.10mm，鋼材利用率提高3%以上，特別適用于冷輾套圈的退火。球化退火顯微組織為均勻、細小、彌散、圓整分布的球(粒)狀球光體，可穩(wěn)定地控制在2～2.5級(相當于SKF標準的CG2.1～2.3級)范圍內(nèi)。球化退火后，硬度為185～202HBW，單件硬度差±5HBW，整批硬度散差＜15HBW。

3.高效能的的熱回收型連續(xù)等溫退火爐

蘇州工業(yè)園區(qū)勝龍電爐制造有限公司研發(fā)的這種電爐有兩個爐道，兩個爐道平行反向設(shè)置。每個爐道依次排列有預(yù)熱段、加熱保溫段、快冷段、等溫段和冷卻段。兩個爐道中，一個爐道的預(yù)熱段與另一個爐道的冷卻段之間設(shè)置熱交換機構(gòu)，充分利用一個爐道工件冷卻放出的熱量，作為另一個爐道的預(yù)熱用，可以使進爐工件加熱到400℃以上。

這種爐型融節(jié)能型等溫退火爐技術(shù)與熱回收技術(shù)為一體，將工件預(yù)熱作為二次能源開發(fā)，具有明顯的節(jié)能效果。以250KW的SLRTd-250退火爐為例，年產(chǎn)量可達5400噸，年節(jié)電80萬度，與普通節(jié)能型退火爐比較，年節(jié)電費用達55～60萬元。兩年的節(jié)電費用就可以回收整臺設(shè)備投資。

這種爐型加工質(zhì)量穩(wěn)定，軸承零件退火硬度HRB89-92，金相組織2-3級，合格率100%。

4.油電、氣電復(fù)合加熱技術(shù)

⑴油電復(fù)合加熱技術(shù)

上世紀90年代，東南沿海省市缺電少煤，金舟電爐有限公司創(chuàng)新開發(fā)了輥底式油電復(fù)合加熱等溫球化退火爐，成功地將先進的工藝技術(shù)與熱處理設(shè)備集成創(chuàng)新，使軸承鋼球化退火縮短至8～9小時，而球化退火顯微組織達到均勻、細小、彌散、圓整分布的理想目標；先進的燃油技術(shù)使煙塵黑度系列達到林格曼1級，完全符合環(huán)保要求。

⑵氣電復(fù)合加熱技術(shù)

天然氣是優(yōu)質(zhì)的一次能源，金舟電爐有限公司根據(jù)用戶具備的條件，將天然氣控溫加熱和電加熱控溫相結(jié)合，研發(fā)了氣-電復(fù)合加熱輥底式球化退火爐，實現(xiàn)了溫控、電控、過程控制機電一體化，退火質(zhì)量國內(nèi)領(lǐng)先，節(jié)能水平達到了一個新的高度。

5.軸承鋼智能化退火控制系統(tǒng)

河北工業(yè)大學材料學院充分發(fā)揮學校在數(shù)學、計算機、電器、材料、軟件等多學科的優(yōu)勢，研制開發(fā)軸承鋼智能化退火控制系統(tǒng)。在充分利用企業(yè)原有退火爐體的情況下，配置的該系統(tǒng)可根據(jù)運行過程中反饋獲得的加熱爐熱特性、溫場分布、裝爐量等參量，智能化地調(diào)整各區(qū)加熱溫度、冷卻速度等參量，自動控制退火的全過程。無為為操作因素。

該系統(tǒng)的特點是，提高球化退火質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗。

⑴退火質(zhì)量優(yōu)良：應(yīng)用該技術(shù)的退火產(chǎn)品，球化質(zhì)量可穩(wěn)定地獲得2-3級組織?？蛇_到SKF、FAG等世界上最大的軸承公司執(zhí)行的歐洲SEP1520有關(guān)退火的標準。為提高軸承的壽命和可靠性打下良好的基礎(chǔ)。

⑵提高生產(chǎn)率：退火周期在連續(xù)(推桿式)退火爐中可縮短退火周期1/3-1倍；在臺車式、貫通式周期退火爐可由目前一般36小時一周期，降至15小時以內(nèi)。

⑶節(jié)能降耗：用電成本大幅度降低，連續(xù)作業(yè)爐由目前的電耗280-480KWh/噸，降至240KWh/噸以下；周期作業(yè)爐由目前的400-600KWh/噸，降至300 KWh/噸以下。

在保證退火質(zhì)量2-3級的前提下，該技術(shù)已在許多企業(yè)應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，獲得顯著效益。

河北軋機軸承有限公司，由改造前日產(chǎn)量6噸，電耗470KWh/噸；改造后日產(chǎn)量提高到12噸，電耗將至235KWh/噸。

大連龍巖鍛造廠，用540KW臺車式爐處理熱軋軸承鋼球，日產(chǎn)量15噸，耗電300KWh/噸，其中低谷電占總用電量的85%以上，退火成本約130元/噸。

大連冶金軸承股份有限公司連續(xù)四年對三條360KW推桿式退火爐進行改造，套圈耗電≤210KWh/噸，年生產(chǎn)能力已達2.5萬噸；兩條440KW棒料退火爐，日處理Φ20-Φ130棒料20噸，耗電≤270KWh/噸，其中低谷占總用量的90%以上，退火耗電成本＜100元/噸。

山東梁山軸承有限公司比改造前，退火節(jié)能1/3，生產(chǎn)效率提高1/3，不僅如此，由于退火組織細，淬火溫度降低，保溫時間縮短，淬火節(jié)能8%。

廣東韶關(guān)東南軸承有限公司生產(chǎn)汽車轂軸承，改造后的退火質(zhì)量達到FAG執(zhí)行的歐洲SEP1520的標準，成為FAG半成品供應(yīng)商，僅此一項年質(zhì)量效益超過千萬元。

多家企業(yè)長期使用的結(jié)果表明該項技術(shù)成熟可靠。

第二篇：軟化水設(shè)備在洗車行業(yè)的應(yīng)用

軟化水設(shè)備在洗車行業(yè)的應(yīng)用

一般洗車行業(yè)的用水要求比較高,水質(zhì)硬度過高的話會對車子外表造成損害,所以需要用到軟化水設(shè)備.軟化水設(shè)備是一種具有軟化水中硬度功能的設(shè)備, 由于水的硬度主要由鈣、鎂形成，故一般采用陽離子交換樹脂，將水中的Ca2、Mg2（形成水垢的主要成份）置換出來，隨著樹脂內(nèi)Ca2、Mg2 的增加，樹脂去除Ca2、Mg2 的效能逐漸降低。當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子再置換出來，隨再生廢液排出罐外，這時樹脂就又恢復(fù)了軟化交換功能。水流經(jīng)軟化水處理設(shè)備軟化后，把水的物理性質(zhì)給改變了。水的表面的張力變得小了，大水分子團變成小水分子團，把水的活力提高了，溶解度、滲透度增大，碳酸鈣、碳酸鎂的內(nèi)聚力被干擾破壞。PH值朝堿性方向上升0.4-1.0，使弱酸性水質(zhì)變?yōu)槿鯄A性水質(zhì)。

硬水洗車的損害

硬水沖刷車表面會在漆面上形成水垢膜和水漬，對漆面養(yǎng)護產(chǎn)品有阻隔作用，影響打蠟、封

釉、鍍膜的效能。封存的水垢膜對漆面具有腐蝕作用。汽車水箱里加硬水，會在水箱和缸體里產(chǎn)生水垢，影響水箱、發(fā)動機的散熱和使用壽命。所以，水箱里不能直接加注自來水。酸性硬水沖刷車輛表面，對車漆、金屬件、橡膠件有腐蝕作用，洗得越多腐蝕越大，加快漆面光澤退化，金屬氧化、銹蝕。尤其是使鋁毅表面毛糙、光澤暗淡。

軟水洗車的好處

弱酸水質(zhì)變?yōu)槿鯄A水質(zhì)，消除了硬水洗車對車表面的酸腐蝕，延長車漆面和外飾件的使用壽命。水中碳酸鈣、碳酸鎂的消除，避免了硬水洗車對車漆面形成水垢膜，和水漬的影響，增強漆面的光澤度。由于軟水洗車清潔效果好，而且車身表面不留水垢膜和水漬。因此，軟水清洗后做各類車漆和外飾件養(yǎng)護，不但能真正起到養(yǎng)護作用，還能有效延長養(yǎng)護實效。水的活性和滲透力增強，清潔除污效果較硬水更好，洗車更潔凈、不會留下危害的物質(zhì)。

第三篇：國內(nèi)外加熱爐和熱處理爐的現(xiàn)狀和節(jié)能技術(shù)

國內(nèi)外加熱爐和熱處理爐的現(xiàn)狀和節(jié)能技術(shù)

戎宗義

摘 要 綜述了熱軋步進梁式爐、薄板坯連鑄與連軋之間的加熱設(shè)備、輥底式爐、連續(xù)作業(yè)線中的熱處理爐和強對流全氫罩式退火爐的現(xiàn)狀和節(jié)能技術(shù)；介紹了蓄熱式燒嘴和計算機在軋鋼加熱爐上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 加熱爐 熱處理爐 節(jié)能

Present Status and Energy Saving Technology of Reheating Furnace

and Heat Treating Furnace at Home and Abroad

Rong Zongyi(Beijing Central Iron and Steel Design Institute, Beijing 100053)

Abstract The status and energy saving technology of the walking beam furnace and heating equipment for connecting the bar strip continuous caster and continuous rolling mill, the roller hearth furnace, the heat treating furnace for continuous annealing line and the bell type annealing furnace with the forced convection of full hydrogen atmosphere has been summarized in this paper.And the regenerative burner and the application of computer on the reheating furnace are reviewed.Material Index Reheating Furnace, Heat Treating Furnace, Energy Saving

自第1次石油沖擊以來，軋鋼加熱爐和熱處理爐的爐型改變、設(shè)備改造，是圍繞著提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能、環(huán)保、自動化操作進行的。80年代前期，高溫無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)和管理系統(tǒng)開發(fā)成功，連鑄坯熱態(tài)裝爐的熱裝軋制(HCR)已成為現(xiàn)實。以后直接熱裝軋制(DHCR)和直接軋制(DR或CC-HDR)先后實現(xiàn)了大幅度節(jié)能。例如，冷坯方式加熱爐的單耗為1 170 kJ/kg，HCR方式300～400 ℃裝爐時為960 kJ/kg，800～900 ℃裝爐時為335 kJ/kg。隨著連鑄-軋鋼工藝的發(fā)展，推進了加熱爐的進步。80年代后期，薄板坯連鑄連軋工藝的產(chǎn)生，也出現(xiàn)了一些新爐型或新結(jié)構(gòu)。

熱處理爐方面，其技術(shù)內(nèi)容集中在3E熱處理(Efficiency, Environment, Energy)，即追求高效率、保護環(huán)境、低能耗的熱處理設(shè)備。熱軋步進梁式爐的現(xiàn)狀和節(jié)能技術(shù)

1967年第1座步進梁式加熱爐投產(chǎn)。步進梁式爐比推鋼爐具有許多優(yōu)點，因而成為新建軋鋼廠的首選爐型。

熱軋寬帶鋼廠的規(guī)模正向大型化發(fā)展，步進梁式爐的特點之一是爐長不受推鋼長度限制，因而能適應(yīng)軋機的小時產(chǎn)量增長的形勢。

北京鋼鐵設(shè)計研究總院近20年設(shè)計投產(chǎn)的40余座步進爐，已遍及熱連軋、型鋼、棒線材、帶鋼、無縫管、開坯、鍛壓等鋼廠以及鋼帶廠，1994年相繼投產(chǎn)的太鋼、梅山熱連軋廠的步進梁式爐，額定產(chǎn)量分別為180 t/h和280 t/h，重慶鋼鐵設(shè)計研究院為攀鋼1450熱連軋廠設(shè)計的步進梁式爐，額定產(chǎn)量為150 t/h，也在1992年投產(chǎn)。

步進梁式爐在提高坯料加熱質(zhì)量、減少溫度差方面的措施有：(1)下加熱由初期的側(cè)面供熱改成端部供熱；(2)均熱段和加熱段縱向支承梁在爐寬方向錯開一段距離以減少水管黑??；(3)增大縱向支承梁上墊塊(或騎卡件)高度以減少水管對坯料的遮蔽作用，減少墊塊寬度以減少水管對坯料的冷卻作用，從而減少水管黑印。金屬陶瓷墊塊已開始應(yīng)用；(4)步進梁對坯料實現(xiàn)輕抬輕放；(5)細長的方坯側(cè)出料時，配置帶4～5挑桿的托出機，在激光裝置監(jiān)視下將方坯托到懸臂輥上。

節(jié)能設(shè)備上的主要措施：(1)鋼坯熱裝及直接軋制。(2)提高換熱器的溫度效率，同時保持換熱器前煙氣熱量和空氣煤氣預(yù)熱后的顯熱。例如：和歌山熱軋廠新1、2號步進梁式爐空氣預(yù)熱到630 ℃，溫度效率達78%；日本鋼管福山第二熱軋廠空氣預(yù)熱到630 ℃，溫度效率達87%；神戶制鋼加古川厚板廠空氣換熱器溫度效率達90%，同時預(yù)熱煤氣。(3)加強爐膛的嚴密性。例如：爐體向裝料輥道方向延長，步進梁全在爐內(nèi)，爐門和爐門框間有傾斜的金屬接觸面，密閉性大為提高。又如步進梁立柱穿過爐底處的開孔內(nèi)側(cè)設(shè)置遮熱蓋板，以減少輻射熱損失與改善爐壓控制，日本鋼管福山第二大型廠在設(shè)置前后的輻射熱損失由67.49kJ/kg降到45.1 kJ/kg。(4)除爐底、直接受噴出火焰影響的燒嘴前立柱管外其余各段的爐頂、側(cè)墻、爐底管以及爐頂燒嘴通道都采用陶瓷纖維制品。(5)適當延長預(yù)熱段長度或在爐尾設(shè)置以陶瓷纖維為內(nèi)襯的熱回收段(梅山的步進爐)，利用煙氣熱量預(yù)熱入爐坯料。(6)提高輻射和對流傳熱能力：爐襯內(nèi)表面涂輻射率大的涂料，低溫段采用噴流加熱或設(shè)傳熱轉(zhuǎn)換體。(7)熱工控制合理分段，各段由微機控制以保證坯料加熱質(zhì)量、節(jié)能和操作的靈活性。(8)采用汽化冷卻代替水冷卻。

連鑄坯熱裝軋制(HCR)時加熱爐上需要考慮：(1)有可能加熱冷坯。步進爐可以根據(jù)生產(chǎn)需要控制坯料在爐內(nèi)的間距、可以出空爐底上的坯料，為了使熱坯和冷坯在爐內(nèi)以不同速度運行，把步進爐底或步進梁沿爐長分成2～3段：既可分別動作，又可同時動作。周期時間在30 s和45 s間切換。(2)加熱爐的裝料節(jié)奏和軋制節(jié)奏不匹配時要求加熱爐仍能正常操作，為此爐子上要有一段爐長作緩沖用(例如某爐有7 m長的緩沖區(qū)，放7塊板坯)同時配置行程長、平移速度快的裝料機(例如行程3 420 mm，速度750 mm/s)，托出機要求的速度更高。(3)熱坯表面較軟，運送中不能出現(xiàn)缺陷。(4)供熱能力的調(diào)節(jié)范圍擴大，但要求火焰長度變化不大。例如燃料流量降到額定流量的10%時仍可穩(wěn)定燃燒。(5)采用低惰性的陶瓷纖維制品作爐襯，以期加快升溫降溫速度并能及時調(diào)整各段溫度。武鋼從1985年正式實現(xiàn)HDR工藝以來熱送量、熱裝率、熱裝溫度逐年提高，寶鋼1995年已取得平均熱裝溫度550 ℃的好成績。

直接熱裝軋制(DHCR)時連鑄坯生產(chǎn)的序列和裝入加熱爐的序列相同，經(jīng)濟效益更好，爐子燃料用量和煙氣量只有冷坯的三分之一左右。此外，產(chǎn)品組成將由原先的少品種大批量轉(zhuǎn)向多品種小批量生產(chǎn)。

直接軋制(CC-HDR)是指連鑄坯在中心溫度～1 150 ℃的條件下不經(jīng)過加熱爐，在輸送過程中通過邊部加熱保證坯料有足夠高的溫度進行直接軋制。新日鐵土 界廠的直接軋制稱“近距離CC-HDR”、連鑄機端部到立式除鱗機VBS的距離是130 m，用輥道輸送熱坯；新日鐵八幡廠1987年投產(chǎn)的則稱“遠距離CC-HDR”，距離是580 m,采用高速保溫車輸送熱坯(長15.7 m×寬6.5 m×高3.8 m，重128 t，最大速度275 m/min)。日本鋼管福山廠的鑄坯加熱設(shè)備的主要規(guī)格：長32 m，生產(chǎn)能力250 t/h，坯料規(guī)格220 mm×700～1 650 mm×5 900～14 500 mm，燃料是焦爐煤氣，配136個燒嘴，每個能力233 kW。輸送速度0.4～60 m/min(一般2.6 m/min)。這類加熱設(shè)備實際上就是輥底式爐。薄板坯連鑄與連軋之間的加熱設(shè)備

連鑄與連軋之間采用的加熱設(shè)備，除了將連鑄坯升溫和均溫到軋制溫度外，另一作用是待軋時或事故時儲存3～4塊連鑄坯，確保連鑄機連續(xù)運行。

為了適應(yīng)兩臺連鑄機兩流板坯向同一軋機輸送的要求，粗軋機前與兩流連鑄機對應(yīng)的兩座輥底爐之間要設(shè)置過渡段，目前有水平橫移式和旋轉(zhuǎn)擺動式。過渡段的結(jié)構(gòu)與常規(guī)爐子不同：既需要在電動機驅(qū)動下運動，運動完畢后要求定位準確，還需要鎖定。運動前后要保持密封，各種能源介質(zhì)管道和排煙管的連接不能受影響。粗軋和精軋之間CSP線設(shè)輥底爐或保溫罩，ISP線設(shè)置有5個帶卷位置的卷取和儲存用爐。熱處理爐的發(fā)展與節(jié)能

國外熱處理爐的發(fā)展趨勢：(1)以電能為熱源的爐子增多，油和煤氣為熱源的熱處理爐比例逐漸減少。(2)對產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求更為嚴格，可控氣氛熱處理爐仍占重要地位。(3)爐襯趨向使用輕質(zhì)材料，在電阻爐上應(yīng)用非金屬爐用耐熱構(gòu)件和發(fā)熱元件的比例逐漸增加。(4)微機和可編程序控制器的發(fā)展加速了熱處理自動化，并有與其它工序組成全自動熱處理線的趨勢。1986年9月冶金部特鋼熱處理協(xié)調(diào)組對15個重點特鋼廠的熱處理爐進行過調(diào)查：臺車式爐214臺，罩式爐405臺，井式爐53臺，輥底式爐23臺，連續(xù)式爐49臺，其它爐型43臺，可控氣氛熱處理爐占的比例不多。近10多年來由于從國外引進了許多可控氣氛熱處理爐，如：帶鋼連續(xù)式光亮退火生產(chǎn)線、氣墊式鋁材退火生產(chǎn)線、多用爐聯(lián)合機組、連續(xù)滲碳爐、輥底式爐、網(wǎng)帶式爐、罩式爐等等。3.1 輥底式熱處理爐

軋鋼廠中輥底式熱處理爐的用途很廣，既可用于棒線材、管材，也可用于板材。國內(nèi)多數(shù)是明火加熱，現(xiàn)代化軋鋼廠生產(chǎn)的成品在熱處理過程中不允許氧化和脫碳，必須在可控氣氛下進行，采用輻射管間接加熱或電加熱。1986年以后北京鋼鐵設(shè)計研究總院設(shè)計投產(chǎn)的輥底式爐有15臺，80年代后期大連鋼廠引進的總長約98 m的電熱輥底式爐，內(nèi)寬2 000 mm,用于高速鋼和軸承鋼棒材的退火，用凈化氮作可控氣氛，露點≤-40 ℃，最高溫度950 ℃，產(chǎn)量2 000 kg/h。國外有1臺組成相同的盤卷均勻化及光亮退火輥底式爐，爐子總長95 m,爐膛截面1.7 m×2.2 m，2 t重的盤卷放在托盤上通過爐子，出爐卸料后，這些托盤又回到入口處。爐頂裝有17個再循環(huán)風機。垂直安裝的輻射管以通-斷控制，加熱段分14個控制區(qū)，最高退火溫度850 ℃。在冷卻段，可控氣氛被抽出，送入外冷卻器，然后噴吹到盤卷上。

這類爐子的特點：(1)真空鎖氣室。爐料進入后，抽真空到50～100 Pa，再引入可控氣氛，將壓力提高到約100 kPa，將出口門打開，爐料送到加熱段。減少了爐氣和熱能的消耗，縮短了凈化時間。(2)托盤返回的連續(xù)式爐，將托盤的導(dǎo)軌設(shè)計成上下兩層，上層作為加熱，下層作為返回。3.2 冷軋寬帶鋼連續(xù)退火作業(yè)線

1972年10月新日鐵君津廠的連續(xù)退火精整加工線(CAPL)投產(chǎn)，可處理的最大鋼卷重45 t，生產(chǎn)品種為CQ板、DQ板、DDQ板，帶厚0.4～2 mm，帶寬750～1 240 mm。帶鋼通過爐子的最高線速度為250 m/min，入口與出口段的最高線速度330 m/min，爐子的最大加熱能力128 t/h，用含2% H2的N2基可控氣氛噴吹冷卻。爐子長度137 m,作業(yè)線全長294 m。這是世界上第一條連續(xù)退火作業(yè)線。1971年和1976年日本鋼管在福山廠投產(chǎn)了兩條連續(xù)退火作業(yè)線，稱為CAL法。川崎制鐵千葉廠1980年建成多功能KM-CAL作業(yè)線。處理的最大鋼卷重21 t，生產(chǎn)品種除前面所提到的外，還有硬鍍錫原板和軟鍍錫原板、電工鋼板、雙相鋼板等。連續(xù)退火作業(yè)線，1990年世界上已投產(chǎn)32套，每年處理帶鋼超過2 000 萬t；到1995年底世界上已建和正在建設(shè)的連續(xù)退火作業(yè)線約54條，每年處理的帶鋼已超過3 300萬t，其中80年代末以后建設(shè)的連續(xù)退火作業(yè)線，年產(chǎn)量90萬t以上的有10余條。上海寶鋼引進了新日鐵的CAPL技術(shù)，于1988年投產(chǎn)了一條連續(xù)退火作業(yè)線，可處理的最大鋼卷重45 t，生產(chǎn)品種為CQ板(帶厚0.5～2.0 mm)，DQ板、DDQ板(帶厚0.5～1.6 mm)，帶寬900～1 550 mm。帶鋼通過爐子的最高線速度為250 m/min，入口與出口段的最高線速度320 m/min，爐子的最大加熱能力120 t/h,平均89 t/h,用含5% H2的N2基可控氣氛噴吹冷卻。3.3 連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線

70年代武鋼冷軋廠引進的連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線，原料是冷軋低碳鋼帶，機組頭尾最大速度180 m/min，爐子段最大速度150 m/min，帶鋼厚度0.25～2.5 mm,寬度700～1 530 mm,入口帶卷最大為45 t，出口卷重15 t。鍍層厚度150～600 g/m2，還可以處理酸洗后的熱軋帶鋼。作業(yè)線年產(chǎn)量15萬t，其中80%產(chǎn)品在850 ℃退火，30%在920 ℃退火，20%在710 ℃退火，爐子能力分別為28.5/23/34.5 t/h。用含20%～30% H2的N2基可控氣氛，消耗量約300 m3/h。臥式爐內(nèi)寬1 880 mm，總長146 200 mm，包括無氧化預(yù)熱爐(有的稱MOF，即微氧化爐)長度20 175 mm、還原爐長度62 000 mm,空氣冷卻-電加熱補償段長度60 300 mm；爐子區(qū)設(shè)備寬度為8 m,設(shè)備高度約9.6 m,以混合煤氣為燃料，總耗量10 000 m3/h，無氧化預(yù)熱爐的作用是除去軋制乳化劑，并使帶鋼表面微弱氧化，同時把帶鋼預(yù)熱到550 ℃，爐溫為1 150～1 250 ℃。帶鋼在還原爐退火，將鋼表面氧化層還原成純鐵層為鍍鋅作準備。還原爐以輻射管加熱。冷卻補償段內(nèi)帶鋼溫度冷卻到鍍前溫度460 ℃，配置98根風冷管；燃料單耗是1 610～2 200 kJ/kg。

日本在這類臥式爐上采用了如下節(jié)能措施：(1)帶鋼進入無氧化預(yù)熱爐前先進入對流型廢氣預(yù)熱段(Convection type Waste-gas Preheating section)。再進入后燃段(After Buring section)和輻射型廢氣預(yù)熱段(RWP)；無氧化預(yù)熱爐出來的煙氣以相反方向流動并在后燃段完全燃燒，再經(jīng)過1臺換熱器后排放，預(yù)熱后的空氣分別送往后燃段和預(yù)熱爐助燃。(2)加強入口的密封。(3)改進爐壓控制和空燃比控制。(4)盡量減少水冷輥數(shù)量。(5)爐襯輕量化。(6)采用高動量燒嘴。(7)輻射管上采用高性能燒嘴、配置換熱器、單耗最低可降到585 kJ/kg。

新日鐵君津廠3號鍍鋅線首次使用立式爐。立式爐的優(yōu)點：(1)節(jié)省了大量空間。(2)減少了爐輥用量和消耗。(3)提高了鋅層粘著力。(4)改善鋼帶平整度和表面質(zhì)量。(5)可控氣氛中H2含量可降低到原先的30%，帶鋼對爐氣的攪拌作用使爐氣成分均一，有效促進了還原反應(yīng)。(6)能耗降低15%。缺點是爐內(nèi)檢修困難，斷帶處理費事。德國克虜伯.赫施鋼鐵公司博切姆廠1992年5月投產(chǎn)的熱鍍鋅線，總長度280 m,帶鋼厚度0.5～2.0 mm,寬度800～1 600 mm，爐子段最大速度200 m/min,750 ℃時最大能力為90 t/h。該立式退火爐的特點是：加熱段和冷卻段之間設(shè)有帶鋼張力松弛段；采用噴氣快速冷卻系統(tǒng)；快速冷卻段后面設(shè)立過時效段；采用精密的氣刀系統(tǒng)和3輥式帶鋼運行穩(wěn)定系統(tǒng)，能沿帶鋼寬度范圍內(nèi)生產(chǎn)出鍍層厚度5μm的鋅層；氣刀后面是鍍層厚度測量系統(tǒng)。

近年來，普通熱鍍鋅線還用于鋅鋁合金鍍層(其中約含50%鋁的稱為Galfan,約含55%鋁的稱Galvalume)和鋅-鐵合金。后者在熱鍍后立即進行在線再退火，稱熱鍍退火工藝。

3.4 不銹帶鋼連續(xù)熱處理作業(yè)線

不銹帶鋼連續(xù)退火酸洗線使用輥底式牽引爐和懸索式爐；由太鋼引進的懸索式爐沒有爐內(nèi)輥，帶鋼在爐內(nèi)呈懸垂狀態(tài)通過爐子，進料和出料門外側(cè)各有石棉輥支托帶鋼，日新制鋼周南廠生產(chǎn)SUS300、400系列的不銹帶鋼，厚度3～9 mm,寬度510～1 300 mm，爐內(nèi)寬1 760 mm,在懸索式爐上的節(jié)能措施：(1)將原先各長13 m的3個爐段聯(lián)成整體，增加了預(yù)熱段并調(diào)整各段比例，有效爐長由39 000 mm增加到42 750 mm。(2)由4個排氣口改成煙氣集中在預(yù)熱段末排除，增設(shè)換熱器以預(yù)熱助燃空氣。(3)爐外輥成為爐內(nèi)輥后，輥子用陶瓷纖維制作，爐輥下方設(shè)水冷擋板保護，擋板上敷設(shè)陶瓷纖維。爐子熱效率由41.5%提高到59.1%。近年來帶鋼運行速度從80 m/s以下發(fā)展到≥100 m/s；要求帶鋼表面不能有缺陷，冷卻時不能氧化；要適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)等等。

1992年10月，日本金屬工業(yè)衣浦制造工廠投產(chǎn)的2號連續(xù)退火酸洗線，生產(chǎn)SUS200、300、400、600系列的不銹帶鋼，帶鋼厚度0.2～2.0 mm,寬度600～1 300 mm，機組頭尾速度5～150 m/min，爐子段速度5～100 m/min，帶卷最大為30 t。為了防止爐輥帶來的表面缺陷，退火爐的冷卻段和鹽槽都采用了氣墊技術(shù)。

3.5 不銹帶鋼光亮退火作業(yè)線

光亮退火爐以立式爐為主，即帶鋼在一個垂直行程中完成加熱和冷卻過程；在此過程中帶鋼不與爐輥接觸因而避免了表面劃傷。為了得到光亮表面，必須采用純度高的氫或分解氨氣氛(含氧量≤5×10-6，露點≤-50～-70 ℃)；現(xiàn)代立式爐可以處理帶鋼厚度0.05～3.0 mm，寬度1 550 mm，機組頭尾速度5～100 m/min，爐子段速度5～70 m/min。帶卷最大為28 t。北京鋼鐵設(shè)計研究總院工業(yè)爐試驗室1985年完成了一套立式爐的試驗機組，1987年通過冶金部技術(shù)鑒定。處理帶鋼厚度0.05～0.5 mm，帶鋼寬度≤80 mm，運行速度0.5～5.0 m/min。為長城鋼廠設(shè)計的厚度0.1～1.0 mm,寬度515 mm的立式爐也早已建成。3.6 強對流全氫罩式退火爐

近年來從國外引進了許多強對流全氫罩式退火爐，如本鋼、鞍鋼、攀鋼、海南鵬達公司從LOI公司引進的HPH型罩式爐已有48個外罩、92個爐臺。而大連鋼廠、鞍鋼、上海益昌薄板公司從Ebner公司引進的Hicon/H2型罩式爐約40座。

強對流全氫罩式退火爐的特點：(1)使用100%的氫和爐臺上使用強對流循環(huán)通風機，防止帶鋼表面變色、脫碳和滲氮。(2)采用真空排氣裝置，縮短了放散時間并降低了殘留氧的濃度。(3)爐臺風機有2～3種速度，冷態(tài)啟動用低速，100～150 ℃用中速，150～700 ℃用高速，700～750 ℃用中速，≥750 ℃用低速，可以減少電耗。(4)強制冷卻罩，用水-空氣冷卻或僅用空氣冷卻。(5)采用計算機控制系統(tǒng)。

目前LOI公司和Ebner公司都已建立了全氫罩式爐的定型系列尺寸，料垛外徑≤4 000 mm,料垛高度≤5 200 mm,料垛重量≤180 t。熱耗≤550～630 kJ/kg，3耗氫量≤1.5～3.0 m/t,，電耗≤5.5～6.0 kWh/t。爐臺通風機的額定能力已由55 000 m3/h提高到90 000 m3/h。長城特鋼在90年代初引進了法國 強對流罩式退火爐，以凈化氮加2%～5% H2為可控氣氛，用于熱軋和冷軋盤卷的光亮退火。線徑5～22 mm，盤卷外徑1 300 mm，高250 mm。料垛外徑4 000 mm，高3 900 mm，總裝入量約30 t。燃料是天然氣，用雙層內(nèi)罩。爐臺風機的風量100 000 m3/h。大連鋼廠引進了Ebner技術(shù)的強對流電熱罩式退火爐，以凈化氮加丙烷為可控氣氛，用于熱軋盤卷的光亮退火。線徑8～26 mm，盤卷外徑1 200 mm。料垛外徑3 800 mm,高2 300 mm，總裝入量約30 t。用雙層內(nèi)罩，爐臺風機的轉(zhuǎn)速1 000-750-500 r/min，功率70-35-16 kW。這兩座爐子在國內(nèi)都是首例。蓄熱式燒嘴

蓄熱式燒嘴是80年代初英國的Hot Work公司和英國煤氣公司合作開發(fā)的，稱為RCB型燒嘴(Regenerative Ceramic Burner)。1996年10月已有約1 000套燒嘴在使用，1984年Avesta Sheffild公司用于不銹帶鋼退火爐加熱段的一側(cè)爐墻上，裝了9對，單耗為1.05 GJ/t。雖然是單側(cè)供熱，帶鋼溫度差是±5 ℃。1988年Rotherham Engineering Steels公司在產(chǎn)量175 t/h的大方坯步進梁式爐上裝了32對RCB燒嘴，600 ℃熱裝時單耗0.7 GJ/t，爐內(nèi)溫度差±3 ℃。其

-6缺點是NOX值高達500×10。日本中外爐公司1993年引進此項技術(shù)后，將蓄熱器和燒嘴組成一體并采用兩階段燃燒以期降低NOX值。上述型式的燒嘴其原理與煉鋼平爐相同，需要成對安裝與交替使用；也需要換向設(shè)備(切換閥和控制閥以及定時器)，即每隔20～30 s切換一次。另一家爐子公司開發(fā)了RRX型(Rotary Regenerative Combustion System,即回轉(zhuǎn)蓄熱式燃燒法)燒嘴，燒嘴本身配置高效率熱交換器，可以連續(xù)燃燒。蓄熱式熱交換器有蓄熱體固定式和蓄熱體運動式兩大類，前者是煙氣和空氣(煤氣)交替流過靜止不動的蓄熱體，如RCB型、FDI型；后者是煙氣和空氣的流動狀態(tài)都固定不變而蓄熱體在其間轉(zhuǎn)動或移動，如RRX型。

北科大和常熟市噴嘴廠合作在室式鍛造爐上使用重油蓄熱式燒嘴已獲得成功。1.3 m2的爐子裝了一對蓄熱式燒嘴，冷爐升溫到1 200 ℃需20～25 min，煙氣溫度1 100～1 200 ℃，排煙溫度100～150 ℃，空氣預(yù)熱溫度～1 000 ℃，金屬加熱熱效率42.06%。從冷爐點火至1 250 ℃每噸鍛件單耗88.4 kg油，而一般鍛造爐是350～450 kg/t。天津機械部五院開發(fā)的燒嘴以氧化鋁陶瓷體為蓄熱介質(zhì)，也是成對使用，這兩種燒嘴都已取得國家專利。北島公司的侯長連等開發(fā)的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，在管路上串接五通切換閥，可以實現(xiàn)空氣煤氣同時預(yù)熱。該系統(tǒng)已在包頭、韶關(guān)、撫順等地的加熱爐上應(yīng)用，也取得了國家專利。計算機在軋鋼加熱爐上的應(yīng)用

隨著控制計算機的出現(xiàn)，產(chǎn)生了擬定并保持最佳熱工制度的想法，既對單座爐子進行自動化控制(即所謂基礎(chǔ)自動化)，也對整條生產(chǎn)線進行控制(即過程自動化)?；A(chǔ)自動化的主要項目：(1)坯料的爐內(nèi)跟蹤、自動輸送控制；(2)各種生產(chǎn)工藝操作所必須的熱工參數(shù)檢測；(3)各種經(jīng)濟核算、生產(chǎn)技術(shù)管理所必須的計量儀表；(4)燃燒控制；(5)煙氣殘氧控制；(6)爐膛壓力控制；(7)生產(chǎn)過程的各種順序控制。過程自動化的主要項目(1)過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、報表打印等；(2)滿足生產(chǎn)操作要求的工藝控制數(shù)學模型；(3)鋼坯溫度預(yù)報、加熱節(jié)奏和調(diào)度控制等；(4)與車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)通信和聯(lián)網(wǎng)。

對整條生產(chǎn)線進行控制(即所謂過程自動化)時，步進式加熱爐的過程控制計算機從上位計算機接受各項坯料的信息并對爐子的電控系統(tǒng)和儀表控制系統(tǒng)發(fā)送各種指令。其功能包括坯料爐內(nèi)跟蹤、坯料運行控制、燃燒過程控制、操作監(jiān)控和收集生產(chǎn)實況記錄等。從裝料開始到出料止的坯料運行過程由過程控制計算機控制。坯料跟蹤功能中要重點防止不合格坯料的混入。燃燒過程控制已經(jīng)幾乎完全自動化；操作管理和質(zhì)量管理方面，由過程計算機收集各項實際數(shù)據(jù)，和上位計算機的綜合技術(shù)管理系統(tǒng)聯(lián)系起來；目前加熱爐的最佳控制還處在發(fā)展階段，實踐中有許多問題需要進一步研究解決。

作者簡介：戎宗義，男，66歲，教授。1952年畢業(yè)于東北工學院壓力加工系。從事工業(yè)爐設(shè)計。

作者單位：(北京鋼鐵設(shè)計研究總院工業(yè)爐室，北京 100053)

第四篇：淺談物流技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用

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淺談物流技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用

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摘要：近年來，我國煙草行業(yè)發(fā)展迅速，成績顯著。然而，由于外部競爭環(huán)境的不斷加劇，煙草行業(yè)所面臨的機遇及威脅同樣都有所加大，實現(xiàn)該行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展及不斷突破，行業(yè)的改革與創(chuàng)新勢在必行。煙草行業(yè)與物流產(chǎn)業(yè)之間具有著密切的依賴關(guān)系，實現(xiàn)現(xiàn)代物流在煙草行業(yè)的全面推廣，會對煙草行業(yè)的進一步發(fā)展具有著積極的推動作用。本文將從現(xiàn)代物流方面出發(fā)，簡要分析物流技術(shù)在現(xiàn)代物流中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代物流；技術(shù)；應(yīng)用

一、引言

近年來，煙草行業(yè)的生存環(huán)境不斷發(fā)生著變化，致使行業(yè)在發(fā)展的道路上愈行愈難。一直穩(wěn)坐市場的國內(nèi)煙草行業(yè)來說，如何進行改革和創(chuàng)新發(fā)展，在雙重壓力下保住自己的市場份額，是我們最急需解決的問題。

我國煙草行業(yè)發(fā)展迅速的同時，由于外部競爭環(huán)境的不斷加劇，煙草行業(yè)所面臨的機遇及威脅同樣都有所加大，實現(xiàn)該行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展及不斷突破，行業(yè)的改革與創(chuàng)新勢在必行。在保證卷煙品質(zhì)的條件下，首先要壓縮卷煙銷售成本，提高服務(wù)質(zhì)量，而物流成本是卷煙銷售成本的重要組成部分之一，物流也是直接服務(wù)客戶的部門之一。實現(xiàn)現(xiàn)代物流在煙草行業(yè)的全面推廣，會對煙草行業(yè)的進一步發(fā)展有著積極的推動作用。煙草行業(yè)至今還未建立起覆蓋全行業(yè)的供應(yīng)鏈體系，零售戶、煙草公司、卷煙廠間信息傳遞并不通暢，工業(yè)和商業(yè)的庫存較大，交易成本較高，阻礙了競爭優(yōu)勢的發(fā)揮。發(fā)展煙草現(xiàn)代物流是增強煙草行業(yè)核心競爭力，是煙草行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要，我們要深刻認識發(fā)展現(xiàn)代物流對煙草行業(yè)全局發(fā)展的重要戰(zhàn)略意義。當前煙草行業(yè)的物流只有用現(xiàn)代物流的理念來指導(dǎo)，煙草業(yè)才會做大、做強。在當前專賣體制下，走煙草現(xiàn)代物流之路是我們迎接挑戰(zhàn)的必然選擇。從煙草行業(yè)整體的角度出發(fā)，綜合研究煙草行業(yè)存在阻

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礙創(chuàng)新發(fā)展的主要問題，并在解決方案中創(chuàng)新性地提出了建立“統(tǒng)一庫存區(qū)”的構(gòu)想和建立覆蓋到鄉(xiāng)鎮(zhèn)的銷售信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的建議，對當前的煙草行業(yè)物流工作有著推動發(fā)展的實際意義。

現(xiàn)代物流是一項集信息、運輸、倉儲、庫存、裝卸等功能要素為一體的集成式管理模式，其對于煙草市場的資源配送具有著重要的作用。通過建立煙草物流中心，依靠各先進物流技術(shù)的應(yīng)用，從而能夠更好的實現(xiàn)“小倉儲、快分揀、大配送”的運作理念，在煙草行業(yè)具有著廣闊的發(fā)展前景。當前，物流配送中心對提高煙草流通運行效率，降低物流成本所發(fā)揮的重要作用已經(jīng)被各大煙草企業(yè)所認同，對該系統(tǒng)的優(yōu)化工作也正在逐步進行當中。當前的物流優(yōu)化主要以“倉儲合理化、分揀高效化、配送經(jīng)濟化”為目標，通過在各個環(huán)節(jié)選用適當?shù)募夹g(shù)，從而實現(xiàn)整體的優(yōu)化。物流信息化的程度是衡量物流業(yè)務(wù)水平的重要指標，可以說沒有信息化的物流，便沒有現(xiàn)代化的物流。要發(fā)展現(xiàn)代化物流，物流信息化是必須要經(jīng)歷的一個階段。

二、煙草物流中心現(xiàn)代物流技術(shù)概述

（一）RFID技術(shù)視角下的煙草倉儲合理化建設(shè)

RFID射頻識別技術(shù)通過非接觸式的自動識別技術(shù)，由射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有可識別度高、效率快、操作快捷等優(yōu)點。煙草倉儲與庫存過程主要包括出入庫管理、倉儲管理等環(huán)節(jié)。應(yīng)國家相關(guān)部門要求，煙草行業(yè)需實行“打碼到條、打碼到戶”及“工業(yè)企業(yè)出庫掃碼、商業(yè)企業(yè)入庫掃碼、商業(yè)企業(yè)出庫掃碼”的二打三掃工序，RFID技術(shù)即很好的實現(xiàn)了國家相關(guān)部門的要求，對送貨計劃進行全面優(yōu)化，依托信息技術(shù)、GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實行自動分配送貨線路，以提高車輛滿載率為標準，對運輸工具及線路選擇，送貨日程及出車頻次都進行了全面的優(yōu)化，使車輛配送需求降低、人員勞動強度減輕，以達到提高單車使用效率、降低配送成本的目的。

入庫環(huán)節(jié)中，煙草入庫后，對整批到貨和零散件煙分別實行按垛掃描和單獨掃描，實現(xiàn)煙碼垛和件煙信息的一一對應(yīng)，保證其實際信息與電子標簽信息相一致。若需進行件煙調(diào)整，則要對電子標簽信息進行實時更新。

倉儲管理流程中，技術(shù)的應(yīng)用主要以倉儲的形式和規(guī)模，庫內(nèi)外

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物流銜接為依據(jù)，通過使用平面利用率、空間利用以及存取效率都較高的自動化立體倉庫存儲模式，通過引入半自動化或自動化的倉儲管理系統(tǒng)（WMS），從而以圖形技術(shù)實現(xiàn) “可視化”管理，提高庫房的吞吐能力。倉儲管理系統(tǒng)應(yīng)該滿足對離散數(shù)字倉儲作業(yè)管理的基本要求，因而其必須實現(xiàn)與電子標簽、自動化物流設(shè)備系統(tǒng)相連接的基本要求。

對于出庫環(huán)節(jié)，根據(jù)國家局的相關(guān)要求，應(yīng)實現(xiàn)基本的出庫掃碼操作。通過讀寫器，準確標記出庫時間和發(fā)送地等信息并寫入標簽，為煙草出庫后相關(guān)后續(xù)環(huán)節(jié)中對于補貨、分揀等過程提供更好的支持。

（二）自動分揀高效化的技術(shù)實現(xiàn)

分揀作業(yè)是物流中心操作流程中的核心環(huán)節(jié)，煙草物流中心在該環(huán)節(jié)中需要對倉儲煙草貨品實行分類與集中，以做好配裝送貨的前期工作。該過程主要包括：補貨、分揀、打碼、裝箱等環(huán)節(jié)。其實現(xiàn)方式有人工揀選、臥式通道或半自動揀選以及全自動揀選三種。

人工分揀是指用人力或簡單的器具將件煙分類地派送至指定地點。該種分揀方法勞動強度大，工作效率低，人力及器具的利用效率較低，除異型包裝條煙外，很少使用這種分揀方法。集RFID技術(shù)與自動補貨技術(shù)于一體的臥式通道或半自動揀選、全自動揀選方式可以提高工作效率，更好的發(fā)揮人力及物力的潛在價值，只需在自動分揀線上安排少量人員來控制分揀系統(tǒng)的運行及其維護與管理即可。臥式通道分揀系統(tǒng)由多臺通道推送分揀機和鏈板輸送機等組成，半自動揀選系統(tǒng)則主要由塔型分揀機構(gòu)成。這兩種方式都表現(xiàn)出自動化程度高，系統(tǒng)靈活性能高，單位時間分揀數(shù)量較大等優(yōu)點；臥式通道分揀系統(tǒng)的缺點在于適用于外形尺寸規(guī)范的條煙貨品且同一時間只能分揀同一品牌的件煙，半自動揀選系統(tǒng)更多的適合于訂單多、批量小的卷煙揀選。全自動分揀系統(tǒng)融入了各分揀系統(tǒng)的優(yōu)點，其分揀效率可以達到其它設(shè)備的數(shù)倍之多，適用于分揀效率要求高、分揀數(shù)量巨大的企業(yè)。鑒于我區(qū)現(xiàn)今物流發(fā)展趨勢臥式通道分揀系統(tǒng)及塔型分揀機組合的穩(wěn)定性更能充分的提高分揀工作的整體效率。

對于補貨環(huán)節(jié)，對于異型煙或銷量較小的品牌宜采用人工補貨配置系統(tǒng)。而對

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于數(shù)量較大的補貨行為可使用通道機或塔機實現(xiàn)自動補貨，但需要注意的是該環(huán)節(jié)所涉及傳遞線路中應(yīng)安排少量工作人員進行實時調(diào)配。

打碼環(huán)節(jié)是指通過運用激光防偽技術(shù)，由配備人員在分揀工序結(jié)束時完成的防偽碼標準工序，以實現(xiàn)件煙的獨有身份標記。其后，由自動裝箱線利用通道分揀機、塔式分揀機組成的自動分揀系統(tǒng)按訂單先后順序完成自動裝箱這一工序。

（三）3G技術(shù)下經(jīng)濟化配送的全面實現(xiàn)

3G技術(shù)是指由獲取、處理、管理和分析地理空間數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)即GIS、可以實現(xiàn)地圖查詢、線路優(yōu)化、自動導(dǎo)航的全球定位系統(tǒng)即GPS以及提供移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ梅纸M無線業(yè)務(wù)系統(tǒng)即GPRS組成的組合性職能系統(tǒng)?；?G技術(shù)的卷煙物流車輛調(diào)度系統(tǒng)是以GIS系統(tǒng)為信息平臺，結(jié)合GPS車輛定位導(dǎo)航，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸手段，而形成的便于動態(tài)宏觀調(diào)控系統(tǒng)。物流配送主要包括配貨、配裝、運輸及送達服務(wù)等幾個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的具體實現(xiàn)方式如下：

配貨及配裝環(huán)節(jié)中，通過利用實時數(shù)據(jù)更新的客戶信息平臺系統(tǒng)，將不同用戶所需的貨物根據(jù)運輸車輛的運輸能力進行統(tǒng)籌配裝，以最大限度的避免車輛運載能力的損失。

運輸環(huán)節(jié)中，要充分利用車輛調(diào)度智能系統(tǒng)，不斷優(yōu)化車輛及運輸路徑的優(yōu)化。路徑的最優(yōu)化要以已形成的規(guī)范配送網(wǎng)點為基礎(chǔ)，在對于道路的等級、時段路況、運輸承載能力進行綜合考慮的情況下進行優(yōu)化；車輛配備的優(yōu)化，要根據(jù)以定路線，以縮短到達時間和減少車輛損耗為目標，并合理配置護送人員的工作量來實現(xiàn)優(yōu)化。整個過程都要以上文所提及的GIS系統(tǒng)輸出的優(yōu)化線路為依據(jù)，通過GPS車載電子地圖結(jié)合實際情況來加以實現(xiàn)。另外，整個過程都需要通過GPRS數(shù)據(jù)的無線傳輸使公司實現(xiàn)對于車輛的實時監(jiān)控。

送達服務(wù)這一環(huán)節(jié)中，要盡量通過GPS和GPRS系統(tǒng)以及客戶信息操作平臺實現(xiàn)公司與用戶的實時接觸，也可以運用相關(guān)技術(shù)對配送網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)進行三維建模仿真，掌握實時信息，以更好的了解客戶對于配送服務(wù)的整體滿意程度。

三、煙草行業(yè)現(xiàn)代物流技術(shù)的應(yīng)用前景

現(xiàn)代物流技術(shù)與煙草系統(tǒng)的融合，是全面實現(xiàn)“倉儲數(shù)字化，庫

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存合理化，分揀電子化，線路最優(yōu)化，配載經(jīng)濟化”的直接體現(xiàn)。隨著信息技術(shù)在現(xiàn)代物流建設(shè)中的廣泛應(yīng)用，企業(yè)勢必要加大內(nèi)部資源整合力度，進一步優(yōu)化資源配置，特別是工商一體化的運作，從卷煙的購進、儲存、銷售到配送等各個流程進行重新優(yōu)化，企業(yè)的經(jīng)營管理水平和運營效率將大大提高，企業(yè)發(fā)展也將實現(xiàn)從量的積累到質(zhì)的裂變。以RFID和GPS等為技術(shù)依托的電子標簽的應(yīng)用、自動分揀、職能倉儲管理、客戶信息管理平臺的系統(tǒng)的全面應(yīng)用足以為煙草行業(yè)的物流系統(tǒng)建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)，其發(fā)展必將更加順暢。

物流技術(shù)在煙草物流優(yōu)化中的應(yīng)用將大幅度提升煙草企業(yè)整體的管理水平?，F(xiàn)代物流技術(shù)的發(fā)展有助于煙草企業(yè)的管理系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更好的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化與智能化，倉儲、分揀、配送等各主要環(huán)節(jié)都便于實現(xiàn)數(shù)字化與自動化，整體的工作效率得到了很好的提升，企業(yè)的業(yè)務(wù)水平實現(xiàn)了全面的提高。

物流技術(shù)在煙草物流優(yōu)化中的應(yīng)用將實現(xiàn)企業(yè)運作成本的降低。通過各項先進技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了物流配送路線的優(yōu)化，人力及物力成本將大幅減少，與此同時工作周期將得到大幅的降低，企業(yè)的運營成本勢必能夠?qū)崿F(xiàn)有效的降低，有助于提升企業(yè)的整體競爭力。

總而言之，站在長遠和戰(zhàn)略的觀點思考物流在煙草行業(yè)所起的作用，要將物流從日常管理系統(tǒng)水平升華到經(jīng)營結(jié)構(gòu)層面。而現(xiàn)代物流的先進技術(shù)在煙草行業(yè)的全面應(yīng)用對于企業(yè)成本代化、效率提高以及管理水平的提高將會產(chǎn)生巨大的影響作用，其一定能夠?qū)崿F(xiàn)在該行業(yè)的廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代物流發(fā)展必須依靠物流信息技術(shù)，實現(xiàn)物流的信息化管理，通過網(wǎng)絡(luò)管理為基礎(chǔ)的物流平臺，整合資源，規(guī)范業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)貨物流和資金流的暢通。物流信息化建設(shè)是傳統(tǒng)物流化蛹成蝶的一個必經(jīng)過程，對于推進煙草行業(yè)改革與發(fā)展有著實質(zhì)的重要意義。

參考文獻：

1.孟祥茹.第三方物流企業(yè)中的商務(wù)智能技術(shù)應(yīng)用[J].商業(yè)時代，2005.2.馬選.中國現(xiàn)代郵政物流RFID技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)入策略研究[J].商場現(xiàn)代化，2007.3.柏杰，陸薇，黃志，王輝.神龍汽車有限公司物流技術(shù)應(yīng)用[J].最新【精品】范文 參考文獻

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工業(yè)工程與管理.2000.4.焦?jié)h明.基于RFID技術(shù)的零售業(yè)物流管理的開發(fā)[J].信息與電腦.2009.5.姚卓順，楊富強.安德康藥業(yè)物流信息工程建設(shè)與技術(shù)應(yīng)用[J].物流科技.2010.6.鄧晶.醫(yī)院物流管理領(lǐng)域中的RFID技術(shù)應(yīng)用[J].商場現(xiàn)代化.2008.7.甘衛(wèi)華，張婷婷，朱雨薇.鐵路物流中心的RFID技術(shù)應(yīng)用[J].中國鐵路.2010.（作者單位：巴彥淖爾市煙草專賣局）

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第五篇：CAM技術(shù)在汽車制造行業(yè)應(yīng)用

CAD/CAM技術(shù)在汽車制造

行業(yè)中的應(yīng)用

課程：CAM與自動編程姓名:學號:

日期: 2012年12月

一、CAD/CAM技術(shù)概述

CAD/CAM是先進制造技術(shù)中的重要組成部分。其中，CAD 是Computer Aided Design的英文縮寫，指計算機輔助設(shè)計。狹義的計算機輔助設(shè)計是指采用計算機開展機械產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)，主要應(yīng)用于計算機輔助繪圖（Computer Aided Drafting），廣義的計算機輔助設(shè)計指借助計算機進行設(shè)計、分析、繪圖等工作，包括幾何建模、裝配及干涉分析DFA、制造性分析DM、產(chǎn)品模型的計算機輔助分析CAE等等。CAM即Computer Aided Manufacturing，指計算機輔助制造，狹義上指計算機輔助編程，即一個從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程，主要任務(wù)是計算加工走刀中的刀位點(Cutter Location Point)，包括三個主要階段：首先是工藝處理，即分析零件圖，確定加工方案，設(shè)計走刀路徑等：其次是數(shù)學處理，即處理計算刀具路徑上全部坐標數(shù)據(jù)；最后是自動編制出加工程序，即按數(shù)控機床配置的數(shù)控系統(tǒng)的指令格式編制出全部程序。廣義上的CAM則還包括計算機輔助工藝規(guī)程編制CAPP（Computer Aided Program Planning）和計算機輔助質(zhì)量控制CAQ（Computer Aided Quality）。

二、CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展

CAD/CAM指的是計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造的集成技術(shù)，CAD/CAM將設(shè)計和工藝通過計算機有機結(jié)合起來，直接面向制造，減少中間環(huán)節(jié)。上世紀50年代CAD技術(shù)處于被動式的圖形處理階段。60年代計算機圖形學、交互技術(shù)、分層存儲符號的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等新思想被首次提出，從而為CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。60年代中后期出現(xiàn)了許多商品化的CAD設(shè)備。1970年美國Applicon公司第一個推出完整的CAD系統(tǒng)，出現(xiàn)了面向中小企業(yè)的CAD/CAM商品化系統(tǒng)。到了80年代，CAD/CAM技術(shù)迅猛發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)從大中企業(yè)向小企業(yè)擴展；從發(fā)達國家向發(fā)展中國家擴展；從用于產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展到用于工程設(shè)計和工藝設(shè)計。90年代，CAD/CAM技術(shù)進入了開放式、標準化、集成化和智能化的發(fā)展時期，圖形接口、圖形功能日趨標準化。

我國開展CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用工作在上世紀70年代，并不算晚；通過引進，不少企業(yè)的軟、硬件條件與國外相比也相差不大。但是，國內(nèi)的CAD/CAM應(yīng)用與國外先進水平相比存在較大的差距。由于采用CAD/CAM技術(shù)投資大，有較大風險，效益回報有一定的滯后期，所以在原有經(jīng)濟體制下難以推廣。在過去，由于條塊分割，重復(fù)引進，企業(yè)相互之間缺乏必要的交流和協(xié)作，影響了CAD/CAM技術(shù)效益的發(fā)揮。另外，人才培養(yǎng)的不足也影響了在我國的發(fā)展，福特等企業(yè)之所以CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用得好，是因為得益于幾十年來一直大力開展CAD/CAM應(yīng)用而積淀下來的寶貴經(jīng)驗以及培養(yǎng)出了一支高水平的技術(shù)隊伍。

三、CAD/CAM技術(shù)在汽車工業(yè)的應(yīng)用狀況

美國福特汽車公司在CAD/CAM技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。早在80年代初，福特公司就著手CAD/CAM系統(tǒng)的規(guī)劃，建成了以工作站為主體的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；1985年已經(jīng)有一半以上的產(chǎn)品設(shè)計工作使用圖形終端實現(xiàn)；1986年新開發(fā)的TAURUS和SABLE轎車，大約70%的外鈑金件使用CAD/CAM;90年代初全面實行產(chǎn)品開發(fā)的CAD/CAM應(yīng)用率可達100%。福特公司1990年工作站已達2000臺，以FGS工作站(約占70%)和CV工作臺(約占18%)為主，其應(yīng)用

軟件主要為自行開發(fā)的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽車公司提出了C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，并決定今后將采用I-DEAS軟件作為其主流核心軟件。德國各大汽車公司普遍采用CATIA作為其CAD/CAM系統(tǒng)的主導(dǎo)軟件。1994年，德國大眾集團決定用CATIA和Pro/Engineer作為其將來開發(fā)新車型的主導(dǎo)CAD系統(tǒng)。法國雷諾汽車公司應(yīng)用Euclid軟件作為CAD/CAM的主導(dǎo)軟件，目前已有95%的設(shè)計工作量用該軟件完成，并開發(fā)出很多適合汽車工業(yè)需求的模塊，如用于干涉檢查的Megavision,用于鈑金成形分析的OPTRIS等。日本三菱汽車公司1960年從沖模的NC數(shù)控加工著手，以CAD/CAE/CAM為動力，對從設(shè)計到制作的各項工程踏踏實實地進行了改革，至今，已形成了從車型款式設(shè)計到車身組裝的新車型開發(fā)的完整的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。

我國的CAD/CAM工作始于70年代，發(fā)展迅速，已取得了良好的經(jīng)經(jīng)濟效益。少數(shù)大型企業(yè)，如一汽、二汽等，已建立起比較完整的CAD/CAM系統(tǒng)，其應(yīng)用水平也接近國際先進水平。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一。汽車車身模具是車身制造技術(shù)的重要組成部分，也是形成汽車自主開發(fā)能力的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在汽車新車型的設(shè)計調(diào)試直至投產(chǎn)的整個周期中，模具設(shè)計和制造約占三分之二的時間，汽車覆蓋件模具作為車身生產(chǎn)的重要工藝裝備，直接制約著汽車的質(zhì)量和新車型的開發(fā)周期。汽車覆蓋件不同于一般的沖壓件，它具有曲面多、尺寸大、材料薄、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、精度要求高等特點，其模具制造技術(shù)難度大、成本高、開發(fā)周期和質(zhì)量都難以控制。CAD/CAM技術(shù)作為一種現(xiàn)代設(shè)計制造方法，把它引入汽車覆蓋件模具生產(chǎn)實際中，可以大大縮短汽車開發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率和市場競爭力。

在上世紀末期，CAD/CAM技術(shù)就在上海汽車公司的汽車開發(fā)方面得到了很好的應(yīng)用。汽車結(jié)構(gòu)的設(shè)計,主要是零部件的設(shè)計及裝配設(shè)計。由于汽車零件不僅多, 而且形狀復(fù)雜,自從CAD技術(shù)引進之后,傳統(tǒng)的手工繪圖已基本過時。三維建模二維出圖的CAD方式,目前在汽車設(shè)計行業(yè)中占絕對主角。CAD軟件一般都具有豐富的建模能力,主要分曲面建模和實體建模兩大類曲面建模就是用曲面表達物體的形狀, 這種建模方式適于車身這類復(fù)雜曲面形狀的鈑金件設(shè)計。實體建模就是過幾何體布爾運算得出物體形狀,這種建模方式適于底盤零部件的設(shè)計一些軟件還應(yīng)用工程概念提供特征建模功能,可直接生成孔,摘、抽薄殼,拔模角等。當然, 現(xiàn)代的CAD軟件一般都兼?zhèn)涠喾N建模方式,只是各自優(yōu)勢不同。模型生成之后,工程師可在計算機屏幕上隨意旋轉(zhuǎn)設(shè)計模型,從各種不同的角度觀察物體,對產(chǎn)品形狀進行分析修改,最終得到形狀、尺寸滿意的零件數(shù)模。三維建模完成后,可以立即轉(zhuǎn)入圖紙生成方式,計算機會自動將三維模型投射成所需的各種視圖,工程師只要選擇圖紙幅面,然后合理安排各視圖。再進行尺寸標注,增加技術(shù)要求,填寫明細欄等圖紙完善工作。即可輸?shù)嚼L圖機上繪制出干凈整潔的工程圖紙。當然，CAD應(yīng)用之初,許多人對CAD的理解為用計算機出圖紙。但對現(xiàn)代的CAD技術(shù)來說,這種看法是片面的。CAD的實質(zhì)是輔助設(shè)計者進行產(chǎn)品設(shè)計,設(shè)計者用三維建模表達出設(shè)計思想后,相當于擁有了一個虛擬的樣品,不僅可觀察其形狀,更可用它做一項重要的工作—盛擬裝配。對于汽車這一復(fù)雜的產(chǎn)品, 教以萬計的零部件要完全正確裝配,除了制造上的要求,設(shè)計的合理也是至關(guān)重要的。零部件的三維建模正是度擬裝配的得力助手,它不僅能帶助設(shè)計者了解零部件的空間位置關(guān)系,還能通過一些機構(gòu)分析軟件,如ADAMS等了解零部件在使用過程中的運動情況,觀察零部件在工作狀態(tài)是否會出現(xiàn)運動干涉。可以說，在產(chǎn)品生產(chǎn)出來之前，設(shè)計者就能了解零部件的情況工作，對設(shè)計很有幫助。

在設(shè)計開發(fā)過程中,為了實際觀察零部件的具體形狀,而不僅僅是在屏幕上看到零件的圖形,往往要試加工出零件,目前在世界上各大汽車廠都還保留著用木頭,塑料等易成型材料手工制作模型的手段但是現(xiàn)在,通過用快速成型及數(shù)控加工等現(xiàn)代技術(shù),盡快加工出零件進行形狀分析及尺寸檢查已越來越普及地得到應(yīng)用。另外,更為重要的是,CAM加工出的模型,今后可以直接用來翻制模具,可節(jié)約模具制作的成本。

除了能夠進行汽車的開發(fā)與設(shè)計工作，CAD/CAM技術(shù)還在汽車覆蓋件模具的設(shè)計制造方

面得到了廣泛的應(yīng)用。一般情況下，一個基本車型全套模具的設(shè)計制造周期長達4年之久，因此汽車覆蓋件模具的開發(fā)生產(chǎn)是汽車新產(chǎn)品開發(fā)的決定性環(huán)節(jié)。應(yīng)用CAD/CAM/CAPP集成技術(shù)是保證模具設(shè)計、加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率最有效的途徑。為適應(yīng)汽車工業(yè)的發(fā)展．國外模具廠已普遍采用CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)進行模具設(shè)計制造。大大縮短了模具設(shè)計制造周期，降低了成本。世界上較著名的汽車制造公司都有自己的模具CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)。如美國AUTODIE公司采用了CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)后。一種車型覆蓋件的模具設(shè)計與制造只需要8個月左右。經(jīng)過幾十年的努力．我國一些大型汽車模具制造廠家已經(jīng)廣泛采用DNC/CAD/CAM等先進制造技術(shù)，取得了長足的發(fā)展。但與國外相比存在很大的差距。各項技術(shù)的相互獨立，造成生產(chǎn)力低下，一些關(guān)鍵的汽車覆蓋件模具仍然依靠國外來設(shè)計制造。因此，汽車覆蓋件模具CAD/CAPP/CAM集成技術(shù)的應(yīng)用已成為國內(nèi)工業(yè)界和學術(shù)界研究的重點。

（1）汽車覆蓋件的要求與特點

汽車覆蓋件是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動機和底盤的薄金屬板料制成的異形體表面和內(nèi)部零件、車身以及駕駛室的全部外部和內(nèi)部形狀都是由汽車覆蓋件組裝而成；由于汽車覆蓋件屬于外觀裝飾性零件，它不僅要滿足結(jié)構(gòu)上的功能要求，更要滿足表面裝飾的美觀要求。因此對表面質(zhì)量要求很高，表面必須光順，不允許有任何皺裂和拉痕等缺陷，任何微小的缺陷都會破壞外形的美觀。這給覆蓋件成形的關(guān)鍵工序--拉延--提出了很高的要求，而傳統(tǒng)的手工設(shè)計制造方法難以保證拉延件的質(zhì)量，這也是車身制造技術(shù)的難點和關(guān)鍵所在。此外，汽車覆蓋件又是封閉薄殼狀的受力零件，當汽車高速行駛時，如果覆蓋件剛性分布不均勻，剛性較差部位受到震動會產(chǎn)生空洞聲，從而產(chǎn)生較大噪音。因此在拉延成形時，我們必須克服由于塑性變形的不均勻性而產(chǎn)生的覆蓋件剛性分布不均勻。除此之外，由于汽車覆蓋件多為空間立體曲面，還具有形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、材料薄等特點，所有這些，都對汽車覆蓋件模具設(shè)計和制造提出了特殊的要求。

（2）CAD/CAPP/CAM技術(shù)在汽車覆蓋件模具設(shè)計制造中的應(yīng)用

CAD/CAPP/CAM技術(shù)以計算機和數(shù)控機床為主要設(shè)備，以覆蓋件的數(shù)學、力學模型為依據(jù)，在模具設(shè)計、成形分析及制造技術(shù)各環(huán)節(jié)中直接發(fā)揮作用。

汽車覆蓋件模具設(shè)計，主要包括工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。工藝設(shè)計主要是指汽車覆蓋件的三維設(shè)計以及工藝補充面的三維設(shè)計，工藝設(shè)計主要解決曲面造型問題，由于汽車覆蓋件空間曲面多、形狀復(fù)雜，因此這個過程技術(shù)難度較高。而結(jié)構(gòu)設(shè)計是依據(jù)工藝設(shè)計的結(jié)果，設(shè)計模具具體部件，對這個過程要求速度快、效率高，要解決上述問題，必須借助先進的計算機輔助設(shè)計CAD技術(shù)。汽車覆蓋件模具的制造過程中，采用計算機輔助制造CAM技術(shù)具有加工精度高、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點。傳統(tǒng)的車身開發(fā)是以實物模型來表示車身表面的幾何信息，這樣，在傳遞過程中，很容易發(fā)生模型變形、數(shù)據(jù)傳遞誤差、誤差積累等諸多問題，嚴重影響車身覆蓋件模具的制造精度。同時延長生產(chǎn)周期，采用CAM技術(shù)制造模具，省略了制造工藝模型這一環(huán)節(jié)，首先是按產(chǎn)品圖或數(shù)據(jù)表把零件的特征點元素輸入計算機，利用軟件提供的曲線-曲面功能建立零件表面的數(shù)學模型，從而生成數(shù)控加工所需的刀具軌跡文件，用來控制數(shù)控機床的運動，加工出所需的零件表面，由于加工過程是基于高準確性的計算機模型，從而減少了產(chǎn)生制造誤差的因素，提高了制造精度。

對于一個已掌握CAD/CAM技術(shù)的廠家，更加關(guān)心的則是沖壓件能否成形，產(chǎn)品質(zhì)量能否合格，但這往往是難以預(yù)知的，由于汽車覆蓋件形狀復(fù)雜，沖壓成形過程中板材成形性難以預(yù)先估計，模具設(shè)計正確與否無法事先知道，模具加工完成以后問題才會暴露出來，這樣給模具調(diào)試帶來很大困難，計算機輔助工程,CAM技術(shù)可以協(xié)助CAD/CAM對沖壓成形過程進行模擬，對實際沖壓件的成形性進行分析，及早發(fā)現(xiàn)問題，并通過計算機模擬改進模具設(shè)計，從而大大縮短模具調(diào)試周期，降低制模成本。

采用CAD/CAM技術(shù)和各種數(shù)控機床及三坐標測量儀相結(jié)合，使汽車覆蓋件模具的開發(fā)制

造呈現(xiàn)前所未有的面貌，模具精度大幅度提高，模具壽命延長，2倍以上，模具開發(fā)周期較原來縮短3倍以上，開發(fā)制造的成功率也大幅度提高。

汽車覆蓋件模具CAD/CAM技術(shù)必然會朝著智能化、專業(yè)化、集成化方向繼續(xù)發(fā)展。為了真正實現(xiàn)汽車覆蓋件模具設(shè)計制造的自動化，必須開展智能化研究工作，把總結(jié)出來的以往設(shè)計、制造中的成功經(jīng)驗應(yīng)用到模具設(shè)計中去，形成計算機里的知識庫和智能庫，并采用檢索、修訂、創(chuàng)成等混合決策技術(shù)和多智能體技術(shù)的綜合智能化，從而形成基于知識的智能化交互式系統(tǒng)框架，真正實現(xiàn)先進性和實用性的要求。在未來幾年里，對國外先進的CAD/CAM軟件進行二次開發(fā)，使之更加專業(yè)化，也將是許多模具廠家的經(jīng)濟可行的選擇。此外，汽車覆蓋件模具設(shè)計制造過程是一個信息處理、交換流通和管理的過程，將CAD/CAM技術(shù)有機地集成在一起，能夠更好對設(shè)計和制造過程中信息的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、存儲、流通管理進行分析和控制，從而實現(xiàn)效益最大化。一些發(fā)達國家在這方面的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相當成熟，我國在這方面的研究也已取得一定的進展，但還未進入實質(zhì)性的應(yīng)用階段，在接下來的時間里CAD/CAM的系統(tǒng)集成技術(shù)也必然在我國得到廣泛應(yīng)用。

結(jié)束語：

CAD/CAM技術(shù)是制造工程技術(shù)與計算機技術(shù)緊密結(jié)合、相互滲透而發(fā)展起來的一項綜合性應(yīng)用技術(shù)，具有知識密集、學科交叉、綜合性強、應(yīng)用范圍廣等特點。CAD/CAM技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分，它的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計、制造內(nèi)容和工作方式等都發(fā)生了根本性的變化。CAD/CAM技術(shù)已成為衡量一個國家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志之一。在汽車覆蓋件模具設(shè)計制造過程中引入CAD/CAM技術(shù)，不僅提高了模具設(shè)計質(zhì)量，而且縮短了模具制造、調(diào)試周期，降低了制模成本。隨著科研人員的不斷努力，許多新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝將陸續(xù)投入到生產(chǎn)實際中，從而縮短與國際先進水平的差距。而汽車覆蓋件模具CAD/CAM技術(shù)的不斷成熟必將推動我國汽車工業(yè)的進一步發(fā)展。

CAD/CAM技術(shù)給制造行業(yè)帶來了巨大變革，使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，在全球范圍內(nèi)受到普遍關(guān)注和重視，在這一時代背景下，我國機械制造業(yè)要想跟上時代的步伐，必須把握好機械CAD/CAM技術(shù)的正確發(fā)展方向，更加深入的應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)。在國家舉措的推動下，我國機械制造企業(yè)要重視CAD/CAM技術(shù)的推廣應(yīng)用，把CAD/CAM技術(shù)視作企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，不惜代價投入資金、引進人才?？蒲袉挝灰o跟世界潮流，跟蹤國際動態(tài)，并結(jié)合我國國情及規(guī)范，面向國內(nèi)生產(chǎn)單位，開發(fā)出具有我國特色的CAD/CAM產(chǎn)品。不斷加大科技創(chuàng)新力度，使我國的CAD/CAM產(chǎn)品更加方便實用，成為世界先進產(chǎn)品。

參考文獻：

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