《熱處理能耗限值及評價方法》行業標準編制說明（征求意見稿）1工作簡況任務來源本項目是根據工業和信息化部行業標準制修訂計劃（工信廳科[2019]年245號文），計劃編號2019-1300T-JB，項目名稱“熱處理能耗限值及評價方法”進行制定，主要起草單位：北京機電研究所有限公用司、廣東世創金屬科技股份有限公司、江蘇豐東熱技術有限公司等，計劃應完成時間2021年。主要工作過程起草階段：1）2019年5月12日，在常州召開首次標準工作會議，成立標準起草工作組，確定標準框架及主要內容，完成標準草案稿。2）2019年5月27日，向中國機械工業聯合會提交標準申請計劃。3）2019年9月10日通過答辯，11月14日下達標準計劃。4）2020年5月22日，在常州召開本標準第二次工作會議，修改草案稿。5）2020年8月16日，在廣東佛山召開本標準第三次工作會議，完成征求意見稿。征求意見階段：1）2020年8月28日發布征求意見稿。2）2020年9月1-10月20日處理意見。審查階段：報批階段：主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標準由北京機電研究所有限公司、廣東世創金屬科技股份有限公司、江蘇豐東熱技術有限公司、常州新區河海熱處理工程有限公司等共同起草。主要成員：徐躍明、李俏、董小虹、史有森、殷和平等。北京機電研究所有限公司徐躍明、李俏負責制定標準框架及內容編寫；廣東世創金屬科技股份有限公司董小虹、江蘇豐東熱技術有限公司史有森、常州新區河海熱處理工程有限公司殷和平負責提供相關資料及數據采集等。2標準編制原則和主要內容標準編制原則本標準的制定遵循“面向市場、服務行業、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則，與技術創新、知識產權處置、試驗驗證、產業推進、應用推廣相結合，統籌推進。按照GB/T1.1-2020的規定進行編寫。2.2標準主要內容本標準規定了各種熱處理工藝的能耗等級、能耗限值及測試方法。本標準適用于采用電加熱的熱處理設備，采用燃料加熱的熱處理設備可通過換算參照執行。2.3解決的主要問題熱處理是機械行業的耗能大戶，其能源使用量（電、燃氣、水、油）約占機械行業的30%以上。近30年來，通過開發、推廣應用節能熱處理工藝和設備技術，不斷完善熱處理廠（車間）的生產組織和管理以及堅持不懈地在全行業推廣專業化生產，我國熱處理行業的節能降耗工作取得明顯成效，熱處理平均單耗已從20世紀70年代末的1500kW·h/t以上下降到目前的接近500kW·h/t，但仍然是日本等歐美發達國家的1.6～2.5倍。隨著我國汽車、機械制造、航空航天、電力、船舶行業的快速發展，為清潔節能熱處理工藝尤其是工藝裝備帶來了發展機遇和巨大的市場需求，同時對清潔節能熱處理工藝裝備也提出了更高的要求。《熱處理能耗限值及評價方法》標準將從熱處理設備和熱處理工藝能耗的限定值評估設備和工藝等級，開展清潔節能熱處理設備的評價審核，提高熱處理裝備制造清潔節能水平，防止高能耗、低水平熱處理裝備流入市場，從而降低能耗，減少對環境污染，加大行業技術革新和高質量發展的動力，推進我國熱處理行業的節能降耗。3主要試驗（或驗證）情況熱處理工藝根據工件采用不同的工藝，提出熱處理設備有效加熱區溫度均勻性應滿足工藝要求，常用熱處理工藝對熱處理爐爐溫均勻性要求見表1。熱處理工藝和過程控制應符合GB/T32541有關規定。常用熱處理工藝對熱處理爐爐溫均勻性要求熱處理工藝對熱處理爐爐溫均勻性要求/℃淬火≤±10回火≤±10正火≤±15退火≤±15球化退火≤±10均勻化退火≤±10不銹鋼熱處理≤±10高溫合金熱處理≤±10鋁合金熱處理≤±5真空熱處理淬火、回火、時效≤±5，退火、固溶≤±10氣體滲碳≤±10氣體滲氮≤±5熱處理設備1）規定不采用國家明令淘汰的落后工藝裝備，如熱處理鉛浴爐、熱處理氯化鋇鹽浴爐、插入式電極鹽浴爐、重質耐火磚爐襯熱處理爐、中頻發電機感應加熱電源等，提出少無氧化的熱處理加熱設備比例需達到80％以上。2）要重視設備的更新改造，役齡在10年以上的熱處理設備應進行更新改造。3）熱處理加熱設備應滿足以下性能要求：加熱爐控溫系統和系統準確度校驗按GB/T30825和GB/T32541規定執行。各類熱處理爐有效加熱區溫度均勻性及其控溫儀表、記錄儀表的準確度級別應符合GB/T9452和GB/T32541的要求。真空熱處理爐冷態壓升率≤0.67Pa/h,離子熱處理設備壓升率≤7.8Pa/h。4)在額定溫度下工作的熱處理爐表面溫升應滿足表2規定。爐體表面溫升測定按GB/T10066.4的有關規定執行。表面溫升值爐型額定溫度/℃表面溫升/℃爐殼爐門或爐蓋間歇式電阻爐（箱式爐、井式爐、臺車爐、密封箱式多用爐、底裝料立式多用爐、罩式爐、電熱浴爐等）350≤33≤35650≤35≤40950≤40≤551200≤50≤601350≤60≤701500≤70≤80連續式爐（網帶式、鏈帶式、推送式、輥底式等）650≤40≤50950≤45≤601100≤50≤60真空電阻爐內熱式≤1350≤25≤25外熱式≤1000≤40≤406）熱處理爐空爐升溫時間應符合GB/T15318和表3規定。空爐升溫時間測定和計算按GB/T10066.4的有關規定執行。空爐升溫時間爐型額定溫度/℃有效加熱容積/m3升溫時間/h箱式爐950≤0.2≤0.50.2～1.0≤1.01.0～2.5≤1.5箱式爐1200≤0.2≤1.50.2～1.0≤2.01.0～2.5≤2.5臺車爐950≤0.75≤1.20.75～1.50≤1.51.50～3.00≤2.0井式爐750≤0.3≤0.50.3～1.0≤1.01.0～2.5≤1.5井式爐950≤0.2≤1.00.2～1.0≤1.01.0～2.5≤2.0底裝料立式多用爐950≤0.2≤1.00.2～1.0≤2.01.0～2.5≤2.57）熱處理爐空爐損耗功率比應符合表4的要求。空爐損耗功率比(R)是空爐損耗功率(P0)與額定功率(Pc)的百分比：R=P0/Pc×100%。空爐損耗功率比測定和計算按GB/T10066.4的有關規定執行。空爐損耗功率比小類名稱系列名稱額定功率/kW額定溫度/℃空爐損耗功率比/%間歇式電阻爐箱式爐≤75950≤20＞75950≤18井式爐≤75950≤19＞75950≤18臺車爐≥65950≤20密封箱式多用爐≥75950≤18底裝料立式多用爐≥75950≤17罩式爐≥90950≤20電熱浴爐≥30950≤33連續式電阻爐網帶式、鏈帶式、推送式、輥底式等連續式爐≥60950≤30真空電阻爐真空淬火爐、真空回火爐、真空熱處理和釬焊爐、真空燒結爐、真空滲碳爐、真空退火爐≥40950≤23注1：當額定溫度低于800℃時，空爐損失比乘以系數0.9；當額定溫度高于1050℃時，空爐損失比乘以系數1.15。5）購置新設備應選用綠色熱處理設備產品，如綠色真空熱處理爐、綠色可控氣氛熱處理爐及生產線、綠色離子滲氮爐、綠色感應加熱淬火裝置、綠色真空清洗機等，其性能指標應滿足表5的要求。表5綠色熱處理設備產品性能指標設備名稱試驗項目試驗方法及要求綠色真空熱處理爐指標要求溫度均勻性測量GB/T30825，符合Ⅱ類爐要求；300℃～500℃范圍，≤±5℃；500℃以上，≤±4℃系統精度校驗GB/T30825，符合Ⅱ類爐要求；≤±1.7℃或讀數的0.3％（取最大值）壓升率GB/T10066.1，≤0.4Pa/h爐溫控溫精度GB/T10066.4，≤±1℃儀表系統類型GB/T30825，D型以上爐體表面溫升GB/T10066.4，≤室溫+20℃空爐損耗功率比GB/T15318，一等（≤25％）熱效率GB/Z18718，50％以上全項目符合GB/T22561、JB/T11810和JB/T11809綠色可控氣氛熱處理爐及生產線指標要求溫度均勻性測量GB/T30825，符合ⅢA類爐要求系統精度校驗GB/T30825，符合ⅢA類爐要求±2.2℃或0.4%t儀表系統類型GB/T30825，D型以上熱效率GB/Z18718，50％以上爐體表面溫升GB/T15318，額定溫度為750℃，要求表面溫升≤40℃；額定溫度950℃，要求表面溫升≤50℃；額定溫度1200℃，要求表面溫升≤60℃。空爐損耗GB/T15318，周期式爐≤20%，連續式爐≤30%精密氣體滲氮GB/T32540可控氣氛底裝料立式多用爐JB/T11806網帶爐生產線JB/T10897可控氣氛密封多用爐JB/T10895推桿式可控氣氛滲碳JB/T10896大型可控氣氛井式滲碳爐JB/T11077綠色離子滲氮爐指標要求全項目JB/T6956《鋼鐵件的離子滲氮》電源的轉換效率≥80%；爐壓控制爐壓采用閉環控制，控制精度±1Pa。滲氮介質采用高純氮氣和氫氣作為滲氮介質。綠色感應加熱淬火裝置指標要求全項目JB/T9201加熱電源效率輸出電力與輸入電力的比值≥90%；淬火感應器加熱后產生的煙霧需要有收集凈化裝置符合GB/T30822淬火感應器發生觸碰需有報警并回路保護裝置符合GB15735綠色真空清洗機指標要求全項目JB/T11808，工件干燥采用真空干燥方式，干燥真空度≤6500Pa廢油回收率≥90%壓升率GB/T10066.1，≤10Pa/h清洗周期≤60min熱處理能耗限定值及分等按可比用能單耗，不同工藝熱處理能耗等級按表6分為3級，各種工藝熱處理能耗限定值應不高于能耗等級“三等”的規定。表6熱處理能耗等級熱處理工藝熱處理能耗分等kW·h/t一等二等三等淬火≤220≤250≤280正火≤240≤275≤310退火≤240≤275≤310球化退火≤285≤325≤365去應力退火≤130≤150≤170不銹鋼固溶熱處理≤395≤450≤505鋁合金固溶熱處理≤130≤150≤170高溫回火（＞500℃）≤130≤150≤170中溫回火（250℃～500℃）≤110≤125≤140低溫回火(＜250℃）≤90≤100≤110時效(固溶熱處理后)≤90≤100≤110氣體滲碳淬火(滲層深0.8mm)≤350≤400≤450氣體滲碳淬火(滲層深1.2mm)≤440≤500≤560氣體滲碳淬火(滲層深1.6mm)≤615≤700≤785氣體滲碳(滲層深2.0mm)≤835≤950≤1065真空滲碳(滲層深1.5mm)≤440≤500≤560氣體碳氮共滲(滲層深0.6mm)≤310≤350≤390氣體氮碳共滲≤130≤150≤170氣體滲氮(滲層深0.3mm)≤395≤450≤505離子滲氮≤330≤375≤420感應加熱淬火≤110≤125≤140測試方法測試應在正常熱處理生產運行工況下進行。監測測試時間為一個生產周期。可比用能單耗的測試1）實際生產用能量在一個生產周期內供給熱處理設備本體加熱元件的電能量和直接用于該電爐的附加裝置的耗電量合計為實際消耗能量W（kW·h）。2）產品的實際質量一個生產周期熱處理的各種合格產品（工件）的實際質量mi(kg),其中i=1,2,3,……n,為產品（工件）品種。3）折合質量測試周期的折合質量mZ按公式（1）計算： mZ=…………(SEQ標準自動公式\*ARABIC1)式中：K1——產品（工件）工藝材質系數，按表7確定；K2——熱處理工藝加熱方式系數，按表8確定；K3——熱處理工藝裝載系數，按表9確定。表7產品（工件）工藝材質系數（K1）工件材質低中碳鋼或低中碳合金結構鋼合金工具鋼高合金鋼高速鋼合金元素總含量wt%≤55～10≥10——K11.01.21.63.0表8熱處理工藝加熱方式系數K2加熱方式空氣爐氣氛爐真空淬火爐系數周期爐11.21.5連續爐0.91.081.35表9熱處理工藝裝載系數K3凈裝爐量30%額定裝載量45％額定裝載量60％額定裝載量75％額定裝載量系數1.6（1.8）1.4（1.6）1.2（1.4）1.0（1.2）注：感應加熱淬火按k5＝1計。4）產品可比用電單耗的計算測試周期內的合格產品的可比用電單耗bk按公式（2）計算： bk=W/mZ (SEQ標準自動公式\*ARABIC2)式中：bk—熱處理可比用電單耗，單位kW·h/kg；W--實際消耗能量，單位為kW·h；mZ--折合質量。4標準中涉及專利的情況本標準不涉及專利問題。5預期達到的社會效益、對產業發展的作用等情況本制定標準屬于《戰略型新興產業培育目錄》范圍綠色節能項目，標準的制定將進一步完善熱處理標準體系，補充對熱處理能耗的評價空白。《熱處理能耗限值及評價方法》標準中提出熱處理生產可以采取以下節能措施：通過有效的技術和管理可使熱處理能源獲得最大程度的節約。熱處理加熱設備應連續使用和在接近滿負荷條件下工作。減少加熱設備的熱損失，提高熱效率。回收利用燃燒廢熱、廢氣。燃料在盡可能合理的條件下得到充分燃燒。采用節能的熱處理工藝。企業設專人管理能源，并建立完善的管理制度。達到以下節能量及節能效益：提高熱處理加熱設備的負荷率、利用率、熱效率采用節能熱處理工藝通過加強能源管理標準中強調通過加強能源管理、合理組織生產，對每臺設備的能耗統計數據進行經常性記錄，并計算單位產量能耗、節能指標完成情況以及具體節能措施效果等，將使熱處理企業能源消耗量降低到500kW·h/t以內，熱效率達到50%以上。6與國際、國外對比情況本標準沒有采用國際標準。本標準制定過程中未查到同類國際、國外標準。本標準制定過程中未測試國外