基于節(jié)能減排的礦山機(jī)械再制造技術(shù)應(yīng)用

張德權(quán)

（龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司，黑龍江 七臺(tái)河154600）

機(jī)械再制造屬于綠色制造，是機(jī)械維修的高技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，它以廢舊產(chǎn)品零部件作為毛坯進(jìn)行高技術(shù)再加工，充分挖掘廢舊產(chǎn)品中蘊(yùn)涵的附加值，再制造的產(chǎn)品可以減少對(duì)環(huán)境的污染。近年來(lái)，機(jī)械再制造作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)目。一些機(jī)械制造企業(yè)為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，運(yùn)用再制造先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展成果，實(shí)施礦山機(jī)械再制造。機(jī)械設(shè)備再制造要以實(shí)現(xiàn)廢舊裝備性能提升為目標(biāo)，堅(jiān)持優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保，以先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段，修復(fù)、改造廢舊機(jī)械裝備的技術(shù)。廢舊產(chǎn)品的再制造要通過(guò)各種高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)，及時(shí)吸取最新科技成果的關(guān)鍵技術(shù)。一些礦山機(jī)械制造企業(yè)實(shí)施礦山機(jī)械再制造工程，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，使廢舊礦由機(jī)電產(chǎn)品獲得高質(zhì)量再生。機(jī)械再制造與維修不同，它是維修的高層次發(fā)展，是廢舊機(jī)電產(chǎn)品高技術(shù)維修的產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)運(yùn)用高技術(shù)和最新科技成果等優(yōu)勢(shì)對(duì)廢舊礦山機(jī)電產(chǎn)品的核心零部件改造提升，充分挖掘蘊(yùn)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(chǎn)品性能達(dá)到或超過(guò)新品，成本低，創(chuàng)造價(jià)值大。

1 我國(guó)礦山機(jī)械的維修及回收利用的狀況

1.1 我國(guó)礦山機(jī)械的維修及回收利用情況

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

（2）為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新加工裝配，以恢復(fù)原精度；對(duì)不能滿足生產(chǎn)要求的系統(tǒng)進(jìn)行最新的技術(shù)改造。

（3）對(duì)報(bào)廢的礦山機(jī)械設(shè)備，多數(shù)資源如機(jī)械結(jié)構(gòu)件部分作廢鋼鐵回爐處理，回收的原材料的價(jià)值不及原機(jī)價(jià)值的10%，原機(jī)制造時(shí)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(dòng)力，造成環(huán)境污染。

1.2 礦山機(jī)械設(shè)備維修方式存在的問(wèn)題

（1）傳統(tǒng)的礦山機(jī)械維修方式未考慮廢舊礦山機(jī)械設(shè)備隱藏著綠色再制造價(jià)值。相當(dāng)部

分有再制造價(jià)值的零部件一般都作廢品處理，不能得到修復(fù)與再制造，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

（2）屬于單件作坊式工作，普遍存在效率較低、周期較長(zhǎng)，成本較高；受資質(zhì)水平的影響，難以恢復(fù)到原機(jī)的水平，維改后的設(shè)備質(zhì)量不規(guī)范，可靠性不能保證，這種方式不能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要。

（3）新技術(shù)、新工藝在礦山機(jī)械的維修中應(yīng)用較少，一般還采用傳統(tǒng)的修配方式。

2 實(shí)施礦山機(jī)械再制造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

礦山機(jī)械再制造停留在維修、功能性改造階段，已經(jīng)形成了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，某企業(yè)開(kāi)展礦山機(jī)械再制造項(xiàng)目，按目前市場(chǎng)需求及資源狀況進(jìn)行調(diào)研分析確定再制造礦用隔爆電機(jī)、減速器及配件。

2.1 工藝流程

對(duì)原材料即廢舊礦用減速器和隔爆電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行拆解一清洗一檢測(cè)一對(duì)可再制造件進(jìn)行再制造加工一再制造后加工〔車、銑、刨、磨、鏗）一檢驗(yàn)一（直接利用件＋再制造件＋新件）組裝試驗(yàn)一防腐一包裝

在舊件回收來(lái)后，全部完全拆解，進(jìn)行清洗；再進(jìn)行篩選，一些經(jīng)處理能恢復(fù)原狀，如：軸徑磨損、箱體等，另一些不需要修復(fù)的，如螺釘，它在清洗后能夠重新使用。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）納米電刷鍍技術(shù)

電刷鍍技術(shù)屬新型表面技術(shù)，它在失效零部件的修復(fù)和強(qiáng)化上發(fā)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(shù)即納米電刷鍍技術(shù)，由納米電刷鍍技術(shù)制備的涂層耐磨性能優(yōu)異。一般用在修復(fù)箱體軸承孔磨損、軸徑磨損、鍵槽的鍵側(cè)磨損、表面劃傷、腐蝕坑等。

（2）高速電弧噴涂技術(shù)

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(yīng)用在大型貴重零部件的修復(fù)及結(jié)構(gòu)件防腐。采用鋁青銅、黃銅、巴氏合金等噴涂材料能修復(fù)軸承襯套和軸瓦；采用ICr13、2Cr13、3Cr13等噴涂材料能修復(fù)軸類零件和柱塞；采用7Crl3等噴涂材料能修復(fù)磨損件；運(yùn)用"低碳馬氏體＋3Crl3"噴涂材料能進(jìn)行耐磨處理，提高耐磨性，其壽命能成倍增長(zhǎng)；防腐、高溫防腐、防滑。

（3）激光表面熔覆技術(shù)

激光表面熔覆技術(shù)是在被涂覆基體表面上，以不同的填料方式運(yùn)用涂層材料，經(jīng)激光輻照使它和基體表面薄層一起熔化，快速凝固后產(chǎn)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(yùn)行中，通常由于磨損等原因?qū)е鲁叽鐪p小、表面出現(xiàn)深劃痕而失效，軸類零件的修復(fù)與再制造在激光再制造技術(shù)應(yīng)用中市場(chǎng)廣闊，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益客觀。齒輪在運(yùn)行過(guò)程中普通存在齒面磨損、疲勞脫層乃至斷齒的失效現(xiàn)象，堆焊、噴涂等修復(fù)技術(shù)不能滿足齒輪服役性能要求，采用激光再制造技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)失效齒輪零件的修復(fù)與再制造，其效率和成品率均較高，修復(fù)或再制造的齒輪性能良好。

3 實(shí)施礦山機(jī)械再制造節(jié)能措施與評(píng)價(jià)

3.1 節(jié)能措施及效果

產(chǎn)品節(jié)能：某企業(yè)項(xiàng)目屬于礦山機(jī)械設(shè)備的再制造，年利用廢舊礦山機(jī)械核心零部件10000t左右，與生產(chǎn)同等原新品相比，節(jié)約使用新鋼鐵7000t，折合標(biāo)準(zhǔn)煤4200t，同時(shí)減少新鋼鐵的使用，減少排放。設(shè)備節(jié)能：選用符合國(guó)家規(guī)定的節(jié)能型設(shè)備，電器設(shè)備選用新型高效節(jié)能型，采用電容補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，減少電耗。廢舊產(chǎn)品的再制造采用高新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，是及時(shí)吸取最新科技成果的關(guān)鍵技術(shù)，如先進(jìn)表面技術(shù)、微納米涂層及微納米減摩自修復(fù)材料和技術(shù)、修復(fù)熱處理技術(shù)，以及過(guò)時(shí)產(chǎn)品的性能升級(jí)技術(shù)等。

某企業(yè)以廢舊礦山機(jī)械的核心零部件為毛坯進(jìn)行再制造，實(shí)施后每年能利用廢舊礦山機(jī)械核心零部件10000t左右（利用率70%左右）。可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材和環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)節(jié)約和高效利用。產(chǎn)品再生產(chǎn)采用先進(jìn)的再制造技術(shù)和工藝，選擇生產(chǎn)設(shè)備要符合國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采取節(jié)水、節(jié)能、管理等節(jié)能措施。項(xiàng)目節(jié)能能達(dá)到60%，節(jié)材70%，實(shí)現(xiàn)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(chǎn)品的產(chǎn)出，告別能源浪費(fèi)，節(jié)能效果顯著。

3.2 節(jié)能減排綜合評(píng)價(jià)

（1）礦山機(jī)械再制造是節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的需要?？梢员苊獠捎没貭t等方式時(shí)對(duì)環(huán)境的二次污染；對(duì)節(jié)能減排和保護(hù)生態(tài)環(huán)境作用重大。

（2）能挖掘廢舊礦山機(jī)電產(chǎn)品中的高附加值

把礦山機(jī)械設(shè)備原始制造和再制造過(guò)程中的能源消耗、勞動(dòng)力消耗和材料消耗進(jìn)行對(duì)比，再制造因充分利用了廢舊產(chǎn)品中的附加值，能源消耗僅是新品制造中的1/2，勞動(dòng)力消耗僅占60%，原材料消耗僅30%。在一臺(tái)機(jī)電設(shè)備中，各部件的使用壽命不等，由于局部表面失效而導(dǎo)致整臺(tái)設(shè)備報(bào)廢。通過(guò)再制造對(duì)機(jī)器的局部損傷進(jìn)行修復(fù)，可充分挖掘廢舊礦山機(jī)電產(chǎn)品中蘊(yùn)涵的附加值。

（3）可增加企業(yè)效益，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

礦山機(jī)械再制造能充分利用廢舊礦山機(jī)電產(chǎn)品中蘊(yùn)涵的高附加值，投入資金少，生產(chǎn)周期短，而再制造后的機(jī)電產(chǎn)品能達(dá)到原新產(chǎn)品的性能水平。大型機(jī)電設(shè)備再制造，僅是新設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用的1/2，能為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

礦山機(jī)械再制造，從建設(shè)到制造過(guò)程的一系列節(jié)能措施的使用，可以使以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)鏈得到有效增長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排環(huán)保的效果。

[1]徐濱士等：發(fā)展裝備再制造工程促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2006（1）.

[2]蘇宏聲：論機(jī)電產(chǎn)品再制造工程的發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)文化，2008（8）.

[3]朱勝等：激光再制造工藝與技術(shù)，新技術(shù)新工藝，2009（8）.

[4]張鵬遠(yuǎn)等：循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論在機(jī)械零件失效修復(fù)中的運(yùn)用，特鋼技術(shù)，2011（2）.

[5]劉爽等：納米表面工程的應(yīng)用與發(fā)展，內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2006.3.3126.