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第1章 绪论 1

1.1 我国热处理用能与环境状况 1

1.2 我国热处理生产节能的必要性 3

1.3 我国热处理生产节能的潜力 5

1.4 热处理生产的污染类型及对环境的影响 5

1.4.1 热处理污染原因 6

1.4.2 热处理污染物种类及对环境的影响 6

1.5 热处理生产节能的主要途径 8

1.6 热处理污染的预防和治理 10

1.6.1 对现有热处理污染源进行治理 11

1.6.2 研发和推广应用清洁热处理技术 12

1.6.3 进行清洁热处理生产 13

第2章 节能热处理工艺 17

2.1 概论 17

2.2 缩短热处理加热时间方法 18

2.2.1 “零”保温热处理工艺及其应用实例 19

2.2.2 减小加热时间计算系数方法及其应用实例 21

2.2.3 缩短加热时间的“369节 能法则” 24

2.2.4 提高炉温的快速加热方法及其应用实例 25

2.2.5 高温快速化学热处理及其应用实例 27

2.2.6 真空化学热处理及其应用实例 31

2.2.7 微波渗碳技术及其应用 33

2.2.8 离子化学热处理及其应用实例 34

2.2.9 热处理催渗技术及其应用实例 37

2.2.10 快速回火方法及其应用实例 49

2.2.11 工模具钢、高速钢快速退火工艺及其应用实例 52

2.2.12 增压快速渗碳、渗氮（氮碳共渗）工艺及其应用实例 54

2.2.13 低真空变压快速渗氮、氮碳共渗技术及其应用实例 56

2.2.14 快速深层离子渗氮工艺及其应用实例 58

2.2.15 加压脉冲快速气体渗氮工艺及其应用实例 59

2.2.16 流态粒子热处理技术及其应用实例 61

2.2.17 低碳钢短时加热马氏体淬火技术及其应用实例 64

2.2.18 感应穿透快速加热热处理技术及其应用实例 66

2.2.19 通电快速加热热处理技术及其应用实例 70

2.3 降低加热温度方法 71

2.3.1 亚温热处理工艺及其应用实例 73

2.3.2 用碳氮共渗代替薄层渗碳及其应用实例 76

2.3.3 铁素体状态下的化学热处理及其应用实例 77

2.3.4 QPQ盐浴复合处理技术及其应用实例 80

2.3.5 化学镀Ni-P合金＋时效和刷镀方法及其应用实例 82

2.4 以局部加热代替整体加热方法 85

2.4.1 感应热处理及其应用实例 85

2.4.2 渗碳后感应淬火和感应渗碳技术及其应用实例 89

2.4.3 高频感应渗氮工艺 91

2.4.4 用感应淬火代替渗碳淬火和碳氮共渗及其应用实例 91

2.4.5 超高频脉冲电流感应淬火及其应用实例 95

2.4.6 高频感应电阻加热淬火及其应用实例 96

2.4.7 火焰淬火及其应用实例 98

2.4.8 激光淬火及其应用实例 99

2.4.9 电子束淬火及其应用实例 102

2.4.10 接触电阻加热淬火及其应用实例 102

2.5 简化或取消热处理工序方法 104

2.5.1 渗碳后直接淬火及其应用实例 105

2.5.2 振动时效技术及其应用实例 107

2.5.3 改变或取消预备热处理及其应用 110

2.5.4 取消回火工艺及其应用实例 111

2.5.5 用等温淬火取代淬火、回火及其应用实例 115

2.5.6 自回火及其应用实例 116

2.5.7 用感应加热回火取代炉中回火及其应用实例 120

2.5.8 磨削加热淬火 121

2.6 前道工序余热利用 122

2.6.1 锻造余热及其利用实例 122

2.6.2 铸造余热及其利用实例 133

2.6.3 轧后余热及其利用实例 135

2.7 其他节能热处理工艺与方法 136

2.7.1 节能复合热处理技术及其应用实例 136

2.7.2 采用计算机控制、计算机模拟、智能化和软件技术节能及其应用实例 138

第3章 热处理设备的节能与改造 141

3.1 概述 141

3.2 热处理能源的合理选择 142

3.2.1 天然气加热技术及其应用 143

3.2.2 太阳能加热热处理及其应用实例 144

3.3 热处理炉型的合理选择 145

3.3.1 热处理炉型的选择 145

3.3.2 节能炉型结构的应用 147

3.4 减少热损失的方法与途径 147

3.4.1 减少炉壁散热和蓄热方法 148

3.4.2 工装的轻量化及其材料优化 153

3.5 热处理炉的节能改造 156

3.5.1 新型节能炉衬的应用 157

3.5.2 高温远红外涂料的节能技术及其应用 158

3.5.3 黑体强化辐射传热节能技术及其应用 159

3.6 最佳空／燃比与精确控制节能技术 160

3.7 燃烧废热的利用 161

3.7.1 燃气废气预热空气节能方法 162

3.7.2 节能燃烧器及其应用 164

3.7.3 节能辐射管及其应用 166

3.7.4 燃烧脱脂炉 167

3.8 热处理余热回收技术与应用 168

3.8.1 多次利用废热的连续式渗碳热处理生产线 169

3.8.2 淬火冷却介质余热回收装置与技术 170

3.8.3 燃料炉废烟气余热回收装置 170

3.8.4 渗碳炉废气燃烧余热利用 171

3.8.5 热处理余热回收技术应用实例 172

3.9 盐浴炉节能技术与应用 174

3.9.1 适用于任何盐浴炉的自激快速起动技术 175

3.9.2 盐浴炉停电保温节能方法 176

3.9.3 盐浴炉加盖减少辐射热损失的办法 176

3.10 推广节能的热处理设备 177

3.11 其他节能热处理设备 184

第4章 节能的热处理材料 188

4.1 概论 188

4.2 热处理节能钢铁材料及其应用 189

4.2.1 非调质钢及其应用实例 189

4.2.2 Mn系贝氏体／马氏体复相钢及其应用 192

4.2.3 高温渗碳钢、快速渗碳钢、快速渗氮钢及其应用 194

4.2.4 奥贝球墨铸铁（ADI）及其应用实例 196

4.3 催渗剂及其应用 199

4.3.1 稀土催渗剂的制备及应用 200

4.3.2 BH催渗剂及应用实例 201

4.4 用天然气作为原料气进行热处理 202

4.5 氮基气氛及其应用实例 206

4.6 直生式气氛及其应用实例 211

4.7 聚合物水溶液及其应用实例 214

4.8 表面成膜淬火油 215

4.9 应用热处理保护涂料与钢箔包装技术减少钢材损耗方法 216

4.9.1 热处理保护涂料特点及应用 216

4.9.2 采用钢铁加热保护剂实现少无氧化加热技术 218

4.9.3 减少氧化脱碳的钢箔包装热处理技术 219

第5章 热处理节能的管理措施 221

5.1 概论 221

5.2 热处理生产节能的组织与管理方法 222

5.3 提高热处理质量、减少返修 223

5.3.1 提高热处理质量、减少返修的措施 224

5.3.2 节能工艺管理措施 224

5.4 采用分析和优化能源利用的计算机软件 225

5.5 实行设备能源计量、数据的记录与分析 226

5.6 采用合同能源管理（EMC）模式节能 228

5.7 严格执行热处理能源利用等标准 229

5.8 热处理节能教育、培训与严格合理的奖惩 230

第6章 热处理生产的污染源 232

6.1 概论 232

6.2 热处理生产中的污染物和来源 233

6.3 热处理对大气的污染 234

6.3.1 燃料的燃烧废气 234

6.3.2 气体化学热处理、保护加热及制备气氛的原料及排放物 234

6.3.3 淬火油和回火油蒸发油烟 235

6.3.4 盐浴蒸气 235

6.3.5 清洗液和碱液的蒸发物 236

6.3.6 喷砂和喷丸粉尘 236

6.3.7 酸洗液、发黑液的蒸发物 236

6.3.8 工件表面油脂的蒸发和燃烧产物 236

6.3.9 泄漏的氨气和液化气等 237

6.3.10 热处理排放的温室气体 237

6.4 热处理对水体的污染 237

6.4.1 淬火冷却介质的排放 238

6.4.2 清洗用水的排放 238

6.4.3 盐浴废水的排放 238

6.4.4 发黑、磷化液的排放 239

6.4.5 盐浴废渣的排放 239

6.5 热处理噪声污染 240

6.6 热处理电磁辐射污染 240

6.7 淬火冷却介质的碳和二氧化碳排放量的估算 241

第7章 热处理污染的预防 242

7.1 概论 242

7.2 采用清洁的热处理技术 243

7.2.1 感应热处理技术 243

7.2.2 保护气氛热处理技术 244

7.2.3 可控气氛热处理技术 245

7.2.4 真空热处理技术 246

7.2.5 离子化学热处理技术 247

7.2.6 激光束、电子束、离子束、太阳能热处理技术 247

7.2.7 金属镀层技术 248

7.2.8 水-空交替双介质淬火冷却技术 249

7.2.9 强烈淬火技术 250

7.2.10 热处理质量控制要求 251

7.3 采用清洁的热处理工艺材料 252

7.3.1 聚合物水溶液及其应用 252

7.3.2 生态淬火冷却介质 254

7.3.3 淬火冷却介质的碳足迹 255

7.3.4 以高压气淬代替油淬火 256

7.3.5 使用无氯代烃清洗溶剂 257

7.3.6 用超临界液体CO2代替氟氯烃清洗工件 258

7.3.7 用流态粒子代替盐浴 258

7.3.8 用湿砂代替干砂喷砂 259

7.4 采用清洁热处理装备 259

7.4.1 热处理行业节能减排清洁生产先进技术（装备）推荐目录 260

7.4.2 感应热处理设备 263

7.4.3 离子热处理设备 264

7.4.4 真空热处理设备 264

7.4.5 密封箱式多用炉和连续式渗碳炉 265

7.4.6 高压气淬密封箱式炉和高压气淬推杆式连续渗碳炉生产线 266

7.4.7 激光热处理设备 267

7.4.8 真空及超声波清洗设备 267

7.4.9 清洁冷却设备 268

7.4.10 气氛（气体）回收技术系统 268

第8章 热处理污染的治理 270

8.1 概论 270

8.2 热处理有害物排放的限制 271

8.2.1 废气排放的规定 271

8.2.2 废水排放的规定 274

8.2.3 固体废物排放的规定 276

8.3 热处理盐浴有害固体废物无害化处理 277

8.3.1 盐浴有害固体废物处理工艺流程 277

8.3.2 含BaCl2废盐渣的无害化处理 278

8.3.3 含硝盐和亚硝酸盐废盐渣的无害化处理 279

8.3.4 氰盐盐渣的无害化处理 279

8.4 热处理盐浴有害固体物污染管理 280

8.4.1 盐浴固体有害废物种类和来源 281

8.4.2 盐浴固体有害废物的管理 281

8.5 喷砂与喷丸粉尘的处理 282

8.6 燃烧产物粉尘的处理 283

8.7 淬火油烟尘的处理 283

8.7.1 淬火油烟常用处理方法 284

8.7.2 全封闭车间热处理油烟的收集与净化技术 285

8.7.3 “碳捕获和利用（CCU）”技术及用天然气燃烧排放的废气制备纯炭黑 287

8.8 化学热处理及氰盐浴废气的处理方法 288

8.8.1 碳氮共渗及氮碳共渗废气处理 288

8.8.2 渗氮炉废气（尾气）的环保排放 288

8.8.3 氰盐浴废气的处理 289

8.9 清洗液的油水分离和油的回收 289

8.9.1 油的回收 289

8.9.2 含油清洗液处理 290

8.10 热处理废油的再生处理 290

8.11 热处理废盐的回收 290

8.12 电磁环境控制限值 291

8.13 工业企业厂界环境噪声排放限值 292

8.14 典型节能减排热处理技术与装备 293

8.14.1 热处理清洗方法及其环保控制技术 293

8.14.2 渗氮过程中废氨气排放及热能再利用 296

8.14.3 采用空气冷却器实现淬火液及冷却水零排放的方法 297

8.14.4 工艺气体消耗近于零的气体渗碳法 298

第9章 热处理节能减排法律法规、政策和标准 302

9.1 国家颁布的环保法律和规定 302

9.2 热处理相关环保法律法规、政策和标准 303

9.3 国家颁布的节能法律和规定 304

9.4 热处理节能标准 304

参考文献 306