第一篇：节能热处理技术和设备在轴承行业的应用
节能热处理技术和设备在轴承行业的应用
一、轴承行业现状及热处理技术和装备概况
1.我国轴承行业持续快速稳定的发展
我国轴承行业经过建国以来五十多年的建设和发展，特别是改革开放以来持续、快速、稳定的发展，已形成了较大的产业规模。2007年全行业生产各类轴承90亿套，实现销售收入760亿元。轴承产量和销售收入居世界第三位。
我国轴承进出口贸易额逐年攀升。2007年轴承出口创汇21亿美元，进口用汇21亿美元，进出口持平。
“九五”以来，我国轴承行业经济成分发生了深刻的变化。至2006年，按销售额计算，已形成国有：民营：三资＝16:63:21的格局。
我国轴承行业技术水平逐步提高，已具有一定的技术实力。有一所(洛轴所)、一院(中机十院)、一校(河南科大)作为依托。全行业现有国家级企业技术中心5个(万向、瓦轴、哈轴、洛轴、西北)、博士后科研工作站5个(万向、龙溪、洛轴所、西北、杭州中心)、国家级实验室6个(洛轴所、杭州中心、上海所、万向、龙溪、瓦轴)。全行业的产品开发能力有很大提高，掌握的轴承品种规格已由1999年的39000种增加到2005年的66000多种。为重大装备和重点主机的配套率达到80%左右。高端产品开发有重大突破。以“神五”、“神六”、“嫦娥一号”配套轴承为代表的航天航空轴承及其他国防装备配套轴承均已立足国内，具有完全自主知识产权。长期制约为国内主机配套和扩大出口的微小型深沟球轴承的振动噪声和密封性能问题，通过中国轴协组织的全行业技术攻关，已取得显著效果，基本上可以满足国内主机配套和扩大出口的要求，部分企业的产品已达到或者接近国际同类产品的水平。
2.我国轴承热处理技术和装备取得的长足进步
“六五”、“七五”、“八五”经济建设时期，有二十多家轴承制造企业先后从日本、英国、美国、瑞士、西德、奥地利、意大利等工业发达国家引进设备的使用、消化吸收，其中的主要类型设备在“八五”末期基本实现了国产化，有力地促进了我国轴承热处理装备的技术进步和电炉行业的制造水平。
推杆式等温球化退火炉在轴承行业得到广泛应用，目前该类型设备是轴承零件退火的主要设备。轴承零件保护气氛退火已开始引起重视，并开始在生产上广泛应用。
轴承零件淬回火设备主要有网带炉、铸链、辊底炉、多用炉、转底炉、滚筒炉生产线，这些生产线是我国轴承行业热处理设备的主力设备，也代表了我国轴承热处理装备水平，这些装备的推广应用，大大提高了我国轴承零件热处理质量水平，工件淬火后氧化脱碳层由原来的0.06～0.1 mm降到0.03 mm以下，批量硬度差由原来的2HRC降到1.5HRC以下，同件硬度差由原来的1.5HRC降到1HRC以内，压缩磨削留量1/3～1/2，提高磨工效率15%～22%，为我轴承质量总体水平的提高做出了贡献。
渗碳热处理设备主要有推杆式、辊底式、网带式气体渗碳自动生产线，也有多用炉、真空渗碳炉、井式炉、周期式渗碳炉，渗碳气氛的碳势控制大多采用自动控制系统，也有采用流量控制。
3.我国轴承热处理技术和装备的发展方向
⑴中小型轴承套圈大批量生产热处理装备采用无马弗托辊式可控气氛网带炉生产线、可控气氛铸链炉生产线，取代输送带炉、振底炉、箱式炉等落后炉型。
⑵中大型、大型轴承套圈大批量生产热处理装备采用可控气氛辊底炉生产线和多用炉生产线。
⑶特大型轴承套圈热处理装备采用可控气氛周期式热处理炉或加装微机碳势控制装置的井式炉。
⑷开发可控气氛带硝盐马氏体淬火小辊棒炉和辊底炉生产线。
⑸推广应用连续式可控气氛渗碳生产线。
⑹开发汽车轮毂轴承高频淬回火自动生产线。
⑺轴承滚动体大批量生产热处理装备采用滚筒炉生产线，取代仿苏鼓型炉生产线。
⑻开发辊底式氮基保护气氛等温球化退火炉。
⑼发展和应用下贝氏体等温淬火工艺装备。
⑽研制开发与可控气氛辊底炉、转底炉配套的自动模压淬火机床。
⑾加大真空热处理装备的比例。
⑿研制开发与网带炉、铸链炉生产线配套的量变型分选机。
二、轴承行业热处理节能措施
众所周知，轴承热处理是个耗能大户，轴承热处理设备90%以上采用电加热，俗称“电老虎”，其电耗占轴承制造业电耗的25-30%。同时，在热处理工艺过程中不断产生热辐射能、废烟气、粉尘和噪音等，对环境造成一定程度的污染。因此，开发节能、环保型热处理技术和装备是轴承行业亟待解决的问题。
近些年来，我国轴承行业从以下几方面采用措施，提高轴承热处理的节能和环保效果。
1.优化工艺节能
经过大量工艺试验，在保证热处理质量得到提高的前提下，对热处理工艺进行优化简化，然后合理设计加热炉各区段长度和加工节拍，充分发挥热效能产生显著的节能效果。这方面最突出的是北京天马轴承有限公司和北京建通盈动工业炉公司共同开发研制的多功能辊底可控气氛热处理生产线。
2.利用余热节能
财政部近期发布信息说，中央财政将十大重点节能工程进行奖励。十大节能工程包括“余热余压利用工程”。
轴承钢退火是轴承行业耗能最大的工序之一。多年来，轴承生产企业在降低轴承钢退火能耗上下了不少功夫。轴承钢锻造余热退火曾风行一时。但是，这一节能工艺虽然理论上可行，但实际操作上存在诸多难以解决的问题。最后都以失败告终。
近年来，一些轴承热处理设备制造优势企业，如杭州金舟电炉有限公司、苏州工业园区胜龙电炉制造有限公司，转而在利用热处理余热上做文章，研发了“热回收型连续等温退火炉”、“双层辊底式保护气氛球化退火炉”，取得了高效节能的效果。
3.智能控制节能
河北工业大学材料学院研发的轴承智能退火控制系统，在充分利用企业原有退火炉体的情况下，配置的该系统可根据运行过程中反馈获得的退火炉热特性、温场分布、装炉量等参量，智能化地调节各区加热温度，冷却速度等参量，自动完成退火的全过程，排除了操作上的人为因素，取得了显著的节能效果。
4.减少热损失节能
轴承生产企业和轴承热处理制造企业联手，在减少轴承热处理加热过程中的热损失下功夫。
一是以辊底炉取代推杆(盘)炉，免除了料盘的热损失。(一公斤钢件从室温升800℃，需吸热1.03千卡)。
二是优化炉膛设计，同时合理选用高强度轻质抗渗碳砖、优质陶瓷纤维制品等保温隔热材料，减少炉衬材料的蓄热损失和炉壁表面的散热损失。
三是优势热处理制造厂家，如金舟电炉有限公司等，在制造热处理炉构件时，采用大型数控设备加工，提高加工精度，提高传动辊的水平精度，提高炉壳刚性和密封性，减少焊缝，从而减少热损失和气氛损失。
三、轴承节能热处理技术和装备典型案例
1.多功能辊底可控气氛热处理生产线
由北京天马轴承有限公司和北京建通盈动工业炉公司共同研制的多功能辊底式可控气氛热处理生产线一种高质量、高效率、节能、环保型，在国内处于领先水平的热处理装备。
该生产线由辊底式加热炉、升降式淬火硝盐槽、油槽、辊底式清洗炉、烘干机和双层辊底式等温回火炉等主要设备构成。
通过编程调整工艺参数，在这一条生产线上可以完成四种不同的热处理工艺：普通马氏体淬、回火，马氏体分级淬、回火，贝氏体等温淬火，贝氏体分级淬火等。
这一生产线是引进消化吸收再创新和集成创新的成果，在以下几方面在国内处于领先水平：在一条生产线上具有四种不同的功能，不仅可以进行通常的普通马氏体淬火而且可以进行马氏体分级淬火和贝氏体分级淬火；以硝盐淬火介质取代油淬火介质；用空气回火炉取代硝盐槽进行贝氏体等温处理；淬火采用计算机控制的升降式机构；整条生产线高度密封、零排放。
在保证强度、硬度、金相组织和残留奥氏体量达到标准的前提下，贝氏体分级淬火比普通马氏体淬火冲击韧性GCr15提高26.6%，GCr18Mo提高36.8%。轴承在很多应用主机，如轧钢机、风力发电机、铁路客车等，需要承受很大的冲击载荷，因而需要提高的冲击韧性，普通马氏体淬火已不能适应这一要求。这一生产线的研制成功，就为适应高冲击载荷的轴承制造提供了热处理设备。
这条热处理生产线不仅能保证热处理质量，硬度、金相组织、变形和表面脱贫碳均能达到国家和行业标准要求，并较之以前有很大提高，而且，由于热处理工艺的优化和设备密封性能的提高，节能效果明显。全国轴承行业热处理平均耗电量为730KWh/吨，这条生产线耗电指标达到550KWh/吨。如在全行业推广应用，将产生很大的经济效益。同时由于升降式的入浴方式，大幅度减少淬火变形，因而可以减少加工留量，达到节材的效果。
2.双层辊底式保护气氛球化退火炉
众所周知，球化退火工件降温至650℃以下即可出炉空冷，大量退火余热未加利用。为了实现节能降耗的最佳效果，2007年5月，杭州金舟电炉有限公司创新开发了“双层辊底式保护气氛球化退火炉”。根据球化退火工艺的特点，将炉体设计成双层辊底炉，上层进料，分设进料台、余热利用室、加热区段、保温区段、快冷室，下层为出料台、余热利用室、缓冷区段、等温区段、快冷室。上下层的余热利用室为一个贯通室，无隔离，安装一台热循环风机，加强循环换热，利用退火余热预热进炉冷态工件，使工件从室温升温至300～350℃；上下层的快冷室为一个升降通道，内设升降机，使工件从上层转到下层。双导炉的结构保证了余热充分利用的节能退火工艺：进炉→余热利用升温→加热→保温→快冷→等温→缓冷→(余热利用)强冷→出炉。
余热利用节能双层退火炉，耗电下降150～220KWh／吨钢，与我国轴承行业球化退火耗电240～290KWh／吨钢比较，节电近90KWh／吨钢，节电率达到30%以上。并且退火质量优良：无氧化，脱碳层深度≤0.10mm，钢材利用率提高3%以上，特别适用于冷辗套圈的退火。球化退火显微组织为均匀、细小、弥散、圆整分布的球(粒)状球光体，可稳定地控制在2～2.5级(相当于SKF标准的CG2.1～2.3级)范围内。球化退火后，硬度为185～202HBW，单件硬度差±5HBW，整批硬度散差＜15HBW。
3.高效能的的热回收型连续等温退火炉
苏州工业园区胜龙电炉制造有限公司研发的这种电炉有两个炉道，两个炉道平行反向设置。每个炉道依次排列有预热段、加热保温段、快冷段、等温段和冷却段。两个炉道中，一个炉道的预热段与另一个炉道的冷却段之间设置热交换机构，充分利用一个炉道工件冷却放出的热量，作为另一个炉道的预热用，可以使进炉工件加热到400℃以上。
这种炉型融节能型等温退火炉技术与热回收技术为一体，将工件预热作为二次能源开发，具有明显的节能效果。以250KW的SLRTd-250退火炉为例，年产量可达5400吨，年节电80万度，与普通节能型退火炉比较，年节电费用达55～60万元。两年的节电费用就可以回收整台设备投资。
这种炉型加工质量稳定，轴承零件退火硬度HRB89-92，金相组织2-3级，合格率100%。
4.油电、气电复合加热技术
⑴油电复合加热技术
上世纪90年代，东南沿海省市缺电少煤，金舟电炉有限公司创新开发了辊底式油电复合加热等温球化退火炉，成功地将先进的工艺技术与热处理设备集成创新，使轴承钢球化退火缩短至8～9小时，而球化退火显微组织达到均匀、细小、弥散、圆整分布的理想目标；先进的燃油技术使烟尘黑度系列达到林格曼1级，完全符合环保要求。
⑵气电复合加热技术
天然气是优质的一次能源，金舟电炉有限公司根据用户具备的条件，将天然气控温加热和电加热控温相结合，研发了气-电复合加热辊底式球化退火炉，实现了温控、电控、过程控制机电一体化，退火质量国内领先，节能水平达到了一个新的高度。
5.轴承钢智能化退火控制系统
河北工业大学材料学院充分发挥学校在数学、计算机、电器、材料、软件等多学科的优势，研制开发轴承钢智能化退火控制系统。在充分利用企业原有退火炉体的情况下，配置的该系统可根据运行过程中反馈获得的加热炉热特性、温场分布、装炉量等参量，智能化地调整各区加热温度、冷却速度等参量，自动控制退火的全过程。无为为操作因素。
该系统的特点是，提高球化退火质量、提高生产效率、节能降耗。
⑴退火质量优良：应用该技术的退火产品，球化质量可稳定地获得2-3级组织。可达到SKF、FAG等世界上最大的轴承公司执行的欧洲SEP1520有关退火的标准。为提高轴承的寿命和可靠性打下良好的基础。
⑵提高生产率：退火周期在连续(推杆式)退火炉中可缩短退火周期1/3-1倍；在台车式、贯通式周期退火炉可由目前一般36小时一周期，降至15小时以内。
⑶节能降耗：用电成本大幅度降低，连续作业炉由目前的电耗280-480KWh/吨，降至240KWh/吨以下；周期作业炉由目前的400-600KWh/吨，降至300 KWh/吨以下。
在保证退火质量2-3级的前提下，该技术已在许多企业应用于大规模工业生产，获得显著效益。
河北轧机轴承有限公司，由改造前日产量6吨，电耗470KWh/吨；改造后日产量提高到12吨，电耗将至235KWh/吨。
大连龙岩锻造厂，用540KW台车式炉处理热轧轴承钢球，日产量15吨，耗电300KWh/吨，其中低谷电占总用电量的85%以上，退火成本约130元/吨。
大连冶金轴承股份有限公司连续四年对三条360KW推杆式退火炉进行改造，套圈耗电≤210KWh/吨，年生产能力已达2.5万吨；两条440KW棒料退火炉，日处理Φ20-Φ130棒料20吨，耗电≤270KWh/吨，其中低谷占总用量的90%以上，退火耗电成本＜100元/吨。
山东梁山轴承有限公司比改造前，退火节能1/3，生产效率提高1/3，不仅如此，由于退火组织细，淬火温度降低，保温时间缩短，淬火节能8%。
广东韶关东南轴承有限公司生产汽车毂轴承，改造后的退火质量达到FAG执行的欧洲SEP1520的标准，成为FAG半成品供应商，仅此一项年质量效益超过千万元。
多家企业长期使用的结果表明该项技术成熟可靠。
第二篇：软化水设备在洗车行业的应用
软化水设备在洗车行业的应用
一般洗车行业的用水要求比较高,水质硬度过高的话会对车子外表造成损害,所以需要用到软化水设备.软化水设备是一种具有软化水中硬度功能的设备, 由于水的硬度主要由钙、镁形成，故一般采用阳离子交换树脂，将水中的Ca2、Mg2（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2、Mg2 的增加，树脂去除Ca2、Mg2 的效能逐渐降低。当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，这时树脂就又恢复了软化交换功能。水流经软化水处理设备软化后，把水的物理性质给改变了。水的表面的张力变得小了，大水分子团变成小水分子团，把水的活力提高了，溶解度、渗透度增大，碳酸钙、碳酸镁的内聚力被干扰破坏。PH值朝碱性方向上升0.4-1.0，使弱酸性水质变为弱碱性水质。
硬水洗车的损害
硬水冲刷车表面会在漆面上形成水垢膜和水渍，对漆面养护产品有阻隔作用，影响打蜡、封
釉、镀膜的效能。封存的水垢膜对漆面具有腐蚀作用。汽车水箱里加硬水，会在水箱和缸体里产生水垢，影响水箱、发动机的散热和使用寿命。所以，水箱里不能直接加注自来水。酸性硬水冲刷车辆表面，对车漆、金属件、橡胶件有腐蚀作用，洗得越多腐蚀越大，加快漆面光泽退化，金属氧化、锈蚀。尤其是使铝毅表面毛糙、光泽暗淡。
软水洗车的好处
弱酸水质变为弱碱水质，消除了硬水洗车对车表面的酸腐蚀，延长车漆面和外饰件的使用寿命。水中碳酸钙、碳酸镁的消除，避免了硬水洗车对车漆面形成水垢膜，和水渍的影响，增强漆面的光泽度。由于软水洗车清洁效果好，而且车身表面不留水垢膜和水渍。因此，软水清洗后做各类车漆和外饰件养护，不但能真正起到养护作用，还能有效延长养护实效。水的活性和渗透力增强，清洁除污效果较硬水更好，洗车更洁净、不会留下危害的物质。
第三篇：国内外加热炉和热处理炉的现状和节能技术
国内外加热炉和热处理炉的现状和节能技术
戎宗义
摘 要 综述了热轧步进梁式炉、薄板坯连铸与连轧之间的加热设备、辊底式炉、连续作业线中的热处理炉和强对流全氢罩式退火炉的现状和节能技术；介绍了蓄热式烧嘴和计算机在轧钢加热炉上的应用。
关键词 加热炉 热处理炉 节能
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次石油冲击以来，轧钢加热炉和热处理炉的炉型改变、设备改造，是围绕着提高产品质量、节能、环保、自动化操作进行的。80年代前期，高温无缺陷连铸坯的生产技术和管理系统开发成功，连铸坯热态装炉的热装轧制(HCR)已成为现实。以后直接热装轧制(DHCR)和直接轧制(DR或CC-HDR)先后实现了大幅度节能。例如，冷坯方式加热炉的单耗为1 170 kJ/kg，HCR方式300～400 ℃装炉时为960 kJ/kg，800～900 ℃装炉时为335 kJ/kg。随着连铸-轧钢工艺的发展，推进了加热炉的进步。80年代后期，薄板坯连铸连轧工艺的产生，也出现了一些新炉型或新结构。
热处理炉方面，其技术内容集中在3E热处理(Efficiency, Environment, Energy)，即追求高效率、保护环境、低能耗的热处理设备。热轧步进梁式炉的现状和节能技术
1967年第1座步进梁式加热炉投产。步进梁式炉比推钢炉具有许多优点，因而成为新建轧钢厂的首选炉型。
热轧宽带钢厂的规模正向大型化发展，步进梁式炉的特点之一是炉长不受推钢长度限制，因而能适应轧机的小时产量增长的形势。
北京钢铁设计研究总院近20年设计投产的40余座步进炉，已遍及热连轧、型钢、棒线材、带钢、无缝管、开坯、锻压等钢厂以及钢带厂，1994年相继投产的太钢、梅山热连轧厂的步进梁式炉，额定产量分别为180 t/h和280 t/h，重庆钢铁设计研究院为攀钢1450热连轧厂设计的步进梁式炉，额定产量为150 t/h，也在1992年投产。
步进梁式炉在提高坯料加热质量、减少温度差方面的措施有：(1)下加热由初期的侧面供热改成端部供热；(2)均热段和加热段纵向支承梁在炉宽方向错开一段距离以减少水管黑印；(3)增大纵向支承梁上垫块(或骑卡件)高度以减少水管对坯料的遮蔽作用，减少垫块宽度以减少水管对坯料的冷却作用，从而减少水管黑印。金属陶瓷垫块已开始应用；(4)步进梁对坯料实现轻抬轻放；(5)细长的方坯侧出料时，配置带4～5挑杆的托出机，在激光装置监视下将方坯托到悬臂辊上。
节能设备上的主要措施：(1)钢坯热装及直接轧制。(2)提高换热器的温度效率，同时保持换热器前烟气热量和空气煤气预热后的显热。例如：和歌山热轧厂新1、2号步进梁式炉空气预热到630 ℃，温度效率达78%；日本钢管福山第二热轧厂空气预热到630 ℃，温度效率达87%；神户制钢加古川厚板厂空气换热器温度效率达90%，同时预热煤气。(3)加强炉膛的严密性。例如：炉体向装料辊道方向延长，步进梁全在炉内，炉门和炉门框间有倾斜的金属接触面，密闭性大为提高。又如步进梁立柱穿过炉底处的开孔内侧设置遮热盖板，以减少辐射热损失与改善炉压控制，日本钢管福山第二大型厂在设置前后的辐射热损失由67.49kJ/kg降到45.1 kJ/kg。(4)除炉底、直接受喷出火焰影响的烧嘴前立柱管外其余各段的炉顶、侧墙、炉底管以及炉顶烧嘴通道都采用陶瓷纤维制品。(5)适当延长预热段长度或在炉尾设置以陶瓷纤维为内衬的热回收段(梅山的步进炉)，利用烟气热量预热入炉坯料。(6)提高辐射和对流传热能力：炉衬内表面涂辐射率大的涂料，低温段采用喷流加热或设传热转换体。(7)热工控制合理分段，各段由微机控制以保证坯料加热质量、节能和操作的灵活性。(8)采用汽化冷却代替水冷却。
连铸坯热装轧制(HCR)时加热炉上需要考虑：(1)有可能加热冷坯。步进炉可以根据生产需要控制坯料在炉内的间距、可以出空炉底上的坯料，为了使热坯和冷坯在炉内以不同速度运行，把步进炉底或步进梁沿炉长分成2～3段：既可分别动作，又可同时动作。周期时间在30 s和45 s间切换。(2)加热炉的装料节奏和轧制节奏不匹配时要求加热炉仍能正常操作，为此炉子上要有一段炉长作缓冲用(例如某炉有7 m长的缓冲区，放7块板坯)同时配置行程长、平移速度快的装料机(例如行程3 420 mm，速度750 mm/s)，托出机要求的速度更高。(3)热坯表面较软，运送中不能出现缺陷。(4)供热能力的调节范围扩大，但要求火焰长度变化不大。例如燃料流量降到额定流量的10%时仍可稳定燃烧。(5)采用低惰性的陶瓷纤维制品作炉衬，以期加快升温降温速度并能及时调整各段温度。武钢从1985年正式实现HDR工艺以来热送量、热装率、热装温度逐年提高，宝钢1995年已取得平均热装温度550 ℃的好成绩。
直接热装轧制(DHCR)时连铸坯生产的序列和装入加热炉的序列相同，经济效益更好，炉子燃料用量和烟气量只有冷坯的三分之一左右。此外，产品组成将由原先的少品种大批量转向多品种小批量生产。
直接轧制(CC-HDR)是指连铸坯在中心温度～1 150 ℃的条件下不经过加热炉，在输送过程中通过边部加热保证坯料有足够高的温度进行直接轧制。新日铁土 界厂的直接轧制称“近距离CC-HDR”、连铸机端部到立式除鳞机VBS的距离是130 m，用辊道输送热坯；新日铁八幡厂1987年投产的则称“远距离CC-HDR”，距离是580 m,采用高速保温车输送热坯(长15.7 m×宽6.5 m×高3.8 m，重128 t，最大速度275 m/min)。日本钢管福山厂的铸坯加热设备的主要规格：长32 m，生产能力250 t/h，坯料规格220 mm×700～1 650 mm×5 900～14 500 mm，燃料是焦炉煤气，配136个烧嘴，每个能力233 kW。输送速度0.4～60 m/min(一般2.6 m/min)。这类加热设备实际上就是辊底式炉。薄板坯连铸与连轧之间的加热设备
连铸与连轧之间采用的加热设备，除了将连铸坯升温和均温到轧制温度外，另一作用是待轧时或事故时储存3～4块连铸坯，确保连铸机连续运行。
为了适应两台连铸机两流板坯向同一轧机输送的要求，粗轧机前与两流连铸机对应的两座辊底炉之间要设置过渡段，目前有水平横移式和旋转摆动式。过渡段的结构与常规炉子不同：既需要在电动机驱动下运动，运动完毕后要求定位准确，还需要锁定。运动前后要保持密封，各种能源介质管道和排烟管的连接不能受影响。粗轧和精轧之间CSP线设辊底炉或保温罩，ISP线设置有5个带卷位置的卷取和储存用炉。热处理炉的发展与节能
国外热处理炉的发展趋势：(1)以电能为热源的炉子增多，油和煤气为热源的热处理炉比例逐渐减少。(2)对产品表面质量的要求更为严格，可控气氛热处理炉仍占重要地位。(3)炉衬趋向使用轻质材料，在电阻炉上应用非金属炉用耐热构件和发热元件的比例逐渐增加。(4)微机和可编程序控制器的发展加速了热处理自动化，并有与其它工序组成全自动热处理线的趋势。1986年9月冶金部特钢热处理协调组对15个重点特钢厂的热处理炉进行过调查：台车式炉214台，罩式炉405台，井式炉53台，辊底式炉23台，连续式炉49台，其它炉型43台，可控气氛热处理炉占的比例不多。近10多年来由于从国外引进了许多可控气氛热处理炉，如：带钢连续式光亮退火生产线、气垫式铝材退火生产线、多用炉联合机组、连续渗碳炉、辊底式炉、网带式炉、罩式炉等等。3.1 辊底式热处理炉
轧钢厂中辊底式热处理炉的用途很广，既可用于棒线材、管材，也可用于板材。国内多数是明火加热，现代化轧钢厂生产的成品在热处理过程中不允许氧化和脱碳，必须在可控气氛下进行，采用辐射管间接加热或电加热。1986年以后北京钢铁设计研究总院设计投产的辊底式炉有15台，80年代后期大连钢厂引进的总长约98 m的电热辊底式炉，内宽2 000 mm,用于高速钢和轴承钢棒材的退火，用净化氮作可控气氛，露点≤-40 ℃，最高温度950 ℃，产量2 000 kg/h。国外有1台组成相同的盘卷均匀化及光亮退火辊底式炉，炉子总长95 m,炉膛截面1.7 m×2.2 m，2 t重的盘卷放在托盘上通过炉子，出炉卸料后，这些托盘又回到入口处。炉顶装有17个再循环风机。垂直安装的辐射管以通-断控制，加热段分14个控制区，最高退火温度850 ℃。在冷却段，可控气氛被抽出，送入外冷却器，然后喷吹到盘卷上。
这类炉子的特点：(1)真空锁气室。炉料进入后，抽真空到50～100 Pa，再引入可控气氛，将压力提高到约100 kPa，将出口门打开，炉料送到加热段。减少了炉气和热能的消耗，缩短了净化时间。(2)托盘返回的连续式炉，将托盘的导轨设计成上下两层，上层作为加热，下层作为返回。3.2 冷轧宽带钢连续退火作业线
1972年10月新日铁君津厂的连续退火精整加工线(CAPL)投产，可处理的最大钢卷重45 t，生产品种为CQ板、DQ板、DDQ板，带厚0.4～2 mm，带宽750～1 240 mm。带钢通过炉子的最高线速度为250 m/min，入口与出口段的最高线速度330 m/min，炉子的最大加热能力128 t/h，用含2% H2的N2基可控气氛喷吹冷却。炉子长度137 m,作业线全长294 m。这是世界上第一条连续退火作业线。1971年和1976年日本钢管在福山厂投产了两条连续退火作业线，称为CAL法。川崎制铁千叶厂1980年建成多功能KM-CAL作业线。处理的最大钢卷重21 t，生产品种除前面所提到的外，还有硬镀锡原板和软镀锡原板、电工钢板、双相钢板等。连续退火作业线，1990年世界上已投产32套，每年处理带钢超过2 000 万t；到1995年底世界上已建和正在建设的连续退火作业线约54条，每年处理的带钢已超过3 300万t，其中80年代末以后建设的连续退火作业线，年产量90万t以上的有10余条。上海宝钢引进了新日铁的CAPL技术，于1988年投产了一条连续退火作业线，可处理的最大钢卷重45 t，生产品种为CQ板(带厚0.5～2.0 mm)，DQ板、DDQ板(带厚0.5～1.6 mm)，带宽900～1 550 mm。带钢通过炉子的最高线速度为250 m/min，入口与出口段的最高线速度320 m/min，炉子的最大加热能力120 t/h,平均89 t/h,用含5% H2的N2基可控气氛喷吹冷却。3.3 连续热镀锌作业线
70年代武钢冷轧厂引进的连续热镀锌作业线，原料是冷轧低碳钢带，机组头尾最大速度180 m/min，炉子段最大速度150 m/min，带钢厚度0.25～2.5 mm,宽度700～1 530 mm,入口带卷最大为45 t，出口卷重15 t。镀层厚度150～600 g/m2，还可以处理酸洗后的热轧带钢。作业线年产量15万t，其中80%产品在850 ℃退火，30%在920 ℃退火，20%在710 ℃退火，炉子能力分别为28.5/23/34.5 t/h。用含20%～30% H2的N2基可控气氛，消耗量约300 m3/h。卧式炉内宽1 880 mm，总长146 200 mm，包括无氧化预热炉(有的称MOF，即微氧化炉)长度20 175 mm、还原炉长度62 000 mm,空气冷却-电加热补偿段长度60 300 mm；炉子区设备宽度为8 m,设备高度约9.6 m,以混合煤气为燃料，总耗量10 000 m3/h，无氧化预热炉的作用是除去轧制乳化剂，并使带钢表面微弱氧化，同时把带钢预热到550 ℃，炉温为1 150～1 250 ℃。带钢在还原炉退火，将钢表面氧化层还原成纯铁层为镀锌作准备。还原炉以辐射管加热。冷却补偿段内带钢温度冷却到镀前温度460 ℃，配置98根风冷管；燃料单耗是1 610～2 200 kJ/kg。
日本在这类卧式炉上采用了如下节能措施：(1)带钢进入无氧化预热炉前先进入对流型废气预热段(Convection type Waste-gas Preheating section)。再进入后燃段(After Buring section)和辐射型废气预热段(RWP)；无氧化预热炉出来的烟气以相反方向流动并在后燃段完全燃烧，再经过1台换热器后排放，预热后的空气分别送往后燃段和预热炉助燃。(2)加强入口的密封。(3)改进炉压控制和空燃比控制。(4)尽量减少水冷辊数量。(5)炉衬轻量化。(6)采用高动量烧嘴。(7)辐射管上采用高性能烧嘴、配置换热器、单耗最低可降到585 kJ/kg。
新日铁君津厂3号镀锌线首次使用立式炉。立式炉的优点：(1)节省了大量空间。(2)减少了炉辊用量和消耗。(3)提高了锌层粘着力。(4)改善钢带平整度和表面质量。(5)可控气氛中H2含量可降低到原先的30%，带钢对炉气的搅拌作用使炉气成分均一，有效促进了还原反应。(6)能耗降低15%。缺点是炉内检修困难，断带处理费事。德国克虏伯.赫施钢铁公司博切姆厂1992年5月投产的热镀锌线，总长度280 m,带钢厚度0.5～2.0 mm,宽度800～1 600 mm，炉子段最大速度200 m/min,750 ℃时最大能力为90 t/h。该立式退火炉的特点是：加热段和冷却段之间设有带钢张力松弛段；采用喷气快速冷却系统；快速冷却段后面设立过时效段；采用精密的气刀系统和3辊式带钢运行稳定系统，能沿带钢宽度范围内生产出镀层厚度5μm的锌层；气刀后面是镀层厚度测量系统。
近年来，普通热镀锌线还用于锌铝合金镀层(其中约含50%铝的称为Galfan,约含55%铝的称Galvalume)和锌-铁合金。后者在热镀后立即进行在线再退火，称热镀退火工艺。
3.4 不锈带钢连续热处理作业线
不锈带钢连续退火酸洗线使用辊底式牵引炉和悬索式炉；由太钢引进的悬索式炉没有炉内辊，带钢在炉内呈悬垂状态通过炉子，进料和出料门外侧各有石棉辊支托带钢，日新制钢周南厂生产SUS300、400系列的不锈带钢，厚度3～9 mm,宽度510～1 300 mm，炉内宽1 760 mm,在悬索式炉上的节能措施：(1)将原先各长13 m的3个炉段联成整体，增加了预热段并调整各段比例，有效炉长由39 000 mm增加到42 750 mm。(2)由4个排气口改成烟气集中在预热段末排除，增设换热器以预热助燃空气。(3)炉外辊成为炉内辊后，辊子用陶瓷纤维制作，炉辊下方设水冷挡板保护，挡板上敷设陶瓷纤维。炉子热效率由41.5%提高到59.1%。近年来带钢运行速度从80 m/s以下发展到≥100 m/s；要求带钢表面不能有缺陷，冷却时不能氧化；要适应多品种小批量生产等等。
1992年10月，日本金属工业衣浦制造工厂投产的2号连续退火酸洗线，生产SUS200、300、400、600系列的不锈带钢，带钢厚度0.2～2.0 mm,宽度600～1 300 mm，机组头尾速度5～150 m/min，炉子段速度5～100 m/min，带卷最大为30 t。为了防止炉辊带来的表面缺陷，退火炉的冷却段和盐槽都采用了气垫技术。
3.5 不锈带钢光亮退火作业线
光亮退火炉以立式炉为主，即带钢在一个垂直行程中完成加热和冷却过程；在此过程中带钢不与炉辊接触因而避免了表面划伤。为了得到光亮表面，必须采用纯度高的氢或分解氨气氛(含氧量≤5×10-6，露点≤-50～-70 ℃)；现代立式炉可以处理带钢厚度0.05～3.0 mm，宽度1 550 mm，机组头尾速度5～100 m/min，炉子段速度5～70 m/min。带卷最大为28 t。北京钢铁设计研究总院工业炉试验室1985年完成了一套立式炉的试验机组，1987年通过冶金部技术鉴定。处理带钢厚度0.05～0.5 mm，带钢宽度≤80 mm，运行速度0.5～5.0 m/min。为长城钢厂设计的厚度0.1～1.0 mm,宽度515 mm的立式炉也早已建成。3.6 强对流全氢罩式退火炉
近年来从国外引进了许多强对流全氢罩式退火炉，如本钢、鞍钢、攀钢、海南鹏达公司从LOI公司引进的HPH型罩式炉已有48个外罩、92个炉台。而大连钢厂、鞍钢、上海益昌薄板公司从Ebner公司引进的Hicon/H2型罩式炉约40座。
强对流全氢罩式退火炉的特点：(1)使用100%的氢和炉台上使用强对流循环通风机，防止带钢表面变色、脱碳和渗氮。(2)采用真空排气装置，缩短了放散时间并降低了残留氧的浓度。(3)炉台风机有2～3种速度，冷态启动用低速，100～150 ℃用中速，150～700 ℃用高速，700～750 ℃用中速，≥750 ℃用低速，可以减少电耗。(4)强制冷却罩，用水-空气冷却或仅用空气冷却。(5)采用计算机控制系统。
目前LOI公司和Ebner公司都已建立了全氢罩式炉的定型系列尺寸，料垛外径≤4 000 mm,料垛高度≤5 200 mm,料垛重量≤180 t。热耗≤550～630 kJ/kg，3耗氢量≤1.5～3.0 m/t,，电耗≤5.5～6.0 kWh/t。炉台通风机的额定能力已由55 000 m3/h提高到90 000 m3/h。长城特钢在90年代初引进了法国 强对流罩式退火炉，以净化氮加2%～5% H2为可控气氛，用于热轧和冷轧盘卷的光亮退火。线径5～22 mm，盘卷外径1 300 mm，高250 mm。料垛外径4 000 mm，高3 900 mm，总装入量约30 t。燃料是天然气，用双层内罩。炉台风机的风量100 000 m3/h。大连钢厂引进了Ebner技术的强对流电热罩式退火炉，以净化氮加丙烷为可控气氛，用于热轧盘卷的光亮退火。线径8～26 mm，盘卷外径1 200 mm。料垛外径3 800 mm,高2 300 mm，总装入量约30 t。用双层内罩，炉台风机的转速1 000-750-500 r/min，功率70-35-16 kW。这两座炉子在国内都是首例。蓄热式烧嘴
蓄热式烧嘴是80年代初英国的Hot Work公司和英国煤气公司合作开发的，称为RCB型烧嘴(Regenerative Ceramic Burner)。1996年10月已有约1 000套烧嘴在使用，1984年Avesta Sheffild公司用于不锈带钢退火炉加热段的一侧炉墙上，装了9对，单耗为1.05 GJ/t。虽然是单侧供热，带钢温度差是±5 ℃。1988年Rotherham Engineering Steels公司在产量175 t/h的大方坯步进梁式炉上装了32对RCB烧嘴，600 ℃热装时单耗0.7 GJ/t，炉内温度差±3 ℃。其
-6缺点是NOX值高达500×10。日本中外炉公司1993年引进此项技术后，将蓄热器和烧嘴组成一体并采用两阶段燃烧以期降低NOX值。上述型式的烧嘴其原理与炼钢平炉相同，需要成对安装与交替使用；也需要换向设备(切换阀和控制阀以及定时器)，即每隔20～30 s切换一次。另一家炉子公司开发了RRX型(Rotary Regenerative Combustion System,即回转蓄热式燃烧法)烧嘴，烧嘴本身配置高效率热交换器，可以连续燃烧。蓄热式热交换器有蓄热体固定式和蓄热体运动式两大类，前者是烟气和空气(煤气)交替流过静止不动的蓄热体，如RCB型、FDI型；后者是烟气和空气的流动状态都固定不变而蓄热体在其间转动或移动，如RRX型。
北科大和常熟市喷嘴厂合作在室式锻造炉上使用重油蓄热式烧嘴已获得成功。1.3 m2的炉子装了一对蓄热式烧嘴，冷炉升温到1 200 ℃需20～25 min，烟气温度1 100～1 200 ℃，排烟温度100～150 ℃，空气预热温度～1 000 ℃，金属加热热效率42.06%。从冷炉点火至1 250 ℃每吨锻件单耗88.4 kg油，而一般锻造炉是350～450 kg/t。天津机械部五院开发的烧嘴以氧化铝陶瓷体为蓄热介质，也是成对使用，这两种烧嘴都已取得国家专利。北岛公司的侯长连等开发的蓄热式燃烧系统，在管路上串接五通切换阀，可以实现空气煤气同时预热。该系统已在包头、韶关、抚顺等地的加热炉上应用，也取得了国家专利。计算机在轧钢加热炉上的应用
随着控制计算机的出现，产生了拟定并保持最佳热工制度的想法，既对单座炉子进行自动化控制(即所谓基础自动化)，也对整条生产线进行控制(即过程自动化)。基础自动化的主要项目：(1)坯料的炉内跟踪、自动输送控制；(2)各种生产工艺操作所必须的热工参数检测；(3)各种经济核算、生产技术管理所必须的计量仪表；(4)燃烧控制；(5)烟气残氧控制；(6)炉膛压力控制；(7)生产过程的各种顺序控制。过程自动化的主要项目(1)过程监控、数据采集、报表打印等；(2)满足生产操作要求的工艺控制数学模型；(3)钢坯温度预报、加热节奏和调度控制等；(4)与车间生产管理系统通信和联网。
对整条生产线进行控制(即所谓过程自动化)时，步进式加热炉的过程控制计算机从上位计算机接受各项坯料的信息并对炉子的电控系统和仪表控制系统发送各种指令。其功能包括坯料炉内跟踪、坯料运行控制、燃烧过程控制、操作监控和收集生产实况记录等。从装料开始到出料止的坯料运行过程由过程控制计算机控制。坯料跟踪功能中要重点防止不合格坯料的混入。燃烧过程控制已经几乎完全自动化；操作管理和质量管理方面，由过程计算机收集各项实际数据，和上位计算机的综合技术管理系统联系起来；目前加热炉的最佳控制还处在发展阶段，实践中有许多问题需要进一步研究解决。
作者简介：戎宗义，男，66岁，教授。1952年毕业于东北工学院压力加工系。从事工业炉设计。
作者单位：(北京钢铁设计研究总院工业炉室，北京 100053)
第四篇：浅谈物流技术在行业中的应用
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浅谈物流技术在行业中的应用
浅谈物流技术在行业中的应用
摘要：近年来，我国烟草行业发展迅速，成绩显著。然而，由于外部竞争环境的不断加剧，烟草行业所面临的机遇及威胁同样都有所加大，实现该行业的稳步发展及不断突破，行业的改革与创新势在必行。烟草行业与物流产业之间具有着密切的依赖关系，实现现代物流在烟草行业的全面推广，会对烟草行业的进一步发展具有着积极的推动作用。本文将从现代物流方面出发，简要分析物流技术在现代物流中的应用。
关键词：现代物流；技术；应用
一、引言
近年来，烟草行业的生存环境不断发生着变化，致使行业在发展的道路上愈行愈难。一直稳坐市场的国内烟草行业来说，如何进行改革和创新发展，在双重压力下保住自己的市场份额，是我们最急需解决的问题。
我国烟草行业发展迅速的同时，由于外部竞争环境的不断加剧，烟草行业所面临的机遇及威胁同样都有所加大，实现该行业的稳步发展及不断突破，行业的改革与创新势在必行。在保证卷烟品质的条件下，首先要压缩卷烟销售成本，提高服务质量，而物流成本是卷烟销售成本的重要组成部分之一，物流也是直接服务客户的部门之一。实现现代物流在烟草行业的全面推广，会对烟草行业的进一步发展有着积极的推动作用。烟草行业至今还未建立起覆盖全行业的供应链体系，零售户、烟草公司、卷烟厂间信息传递并不通畅，工业和商业的库存较大，交易成本较高，阻碍了竞争优势的发挥。发展烟草现代物流是增强烟草行业核心竞争力，是烟草行业实现可持续发展的需要，我们要深刻认识发展现代物流对烟草行业全局发展的重要战略意义。当前烟草行业的物流只有用现代物流的理念来指导，烟草业才会做大、做强。在当前专卖体制下，走烟草现代物流之路是我们迎接挑战的必然选择。从烟草行业整体的角度出发，综合研究烟草行业存在阻
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碍创新发展的主要问题，并在解决方案中创新性地提出了建立“统一库存区”的构想和建立覆盖到乡镇的销售信息传递网络的建议，对当前的烟草行业物流工作有着推动发展的实际意义。
现代物流是一项集信息、运输、仓储、库存、装卸等功能要素为一体的集成式管理模式，其对于烟草市场的资源配送具有着重要的作用。通过建立烟草物流中心，依靠各先进物流技术的应用，从而能够更好的实现“小仓储、快分拣、大配送”的运作理念，在烟草行业具有着广阔的发展前景。当前，物流配送中心对提高烟草流通运行效率，降低物流成本所发挥的重要作用已经被各大烟草企业所认同，对该系统的优化工作也正在逐步进行当中。当前的物流优化主要以“仓储合理化、分拣高效化、配送经济化”为目标，通过在各个环节选用适当的技术，从而实现整体的优化。物流信息化的程度是衡量物流业务水平的重要指标，可以说没有信息化的物流，便没有现代化的物流。要发展现代化物流，物流信息化是必须要经历的一个阶段。
二、烟草物流中心现代物流技术概述
（一）RFID技术视角下的烟草仓储合理化建设
RFID射频识别技术通过非接触式的自动识别技术，由射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，具有可识别度高、效率快、操作快捷等优点。烟草仓储与库存过程主要包括出入库管理、仓储管理等环节。应国家相关部门要求，烟草行业需实行“打码到条、打码到户”及“工业企业出库扫码、商业企业入库扫码、商业企业出库扫码”的二打三扫工序，RFID技术即很好的实现了国家相关部门的要求，对送货计划进行全面优化，依托信息技术、GPS全球卫星定位系统实行自动分配送货线路，以提高车辆满载率为标准，对运输工具及线路选择，送货日程及出车频次都进行了全面的优化，使车辆配送需求降低、人员劳动强度减轻，以达到提高单车使用效率、降低配送成本的目的。
入库环节中，烟草入库后，对整批到货和零散件烟分别实行按垛扫描和单独扫描，实现烟码垛和件烟信息的一一对应，保证其实际信息与电子标签信息相一致。若需进行件烟调整，则要对电子标签信息进行实时更新。
仓储管理流程中，技术的应用主要以仓储的形式和规模，库内外
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物流衔接为依据，通过使用平面利用率、空间利用以及存取效率都较高的自动化立体仓库存储模式，通过引入半自动化或自动化的仓储管理系统（WMS），从而以图形技术实现 “可视化”管理，提高库房的吞吐能力。仓储管理系统应该满足对离散数字仓储作业管理的基本要求，因而其必须实现与电子标签、自动化物流设备系统相连接的基本要求。
对于出库环节，根据国家局的相关要求，应实现基本的出库扫码操作。通过读写器，准确标记出库时间和发送地等信息并写入标签，为烟草出库后相关后续环节中对于补货、分拣等过程提供更好的支持。
（二）自动分拣高效化的技术实现
分拣作业是物流中心操作流程中的核心环节，烟草物流中心在该环节中需要对仓储烟草货品实行分类与集中，以做好配装送货的前期工作。该过程主要包括：补货、分拣、打码、装箱等环节。其实现方式有人工拣选、卧式通道或半自动拣选以及全自动拣选三种。
人工分拣是指用人力或简单的器具将件烟分类地派送至指定地点。该种分拣方法劳动强度大，工作效率低，人力及器具的利用效率较低，除异型包装条烟外，很少使用这种分拣方法。集RFID技术与自动补货技术于一体的卧式通道或半自动拣选、全自动拣选方式可以提高工作效率，更好的发挥人力及物力的潜在价值，只需在自动分拣线上安排少量人员来控制分拣系统的运行及其维护与管理即可。卧式通道分拣系统由多台通道推送分拣机和链板输送机等组成，半自动拣选系统则主要由塔型分拣机构成。这两种方式都表现出自动化程度高，系统灵活性能高，单位时间分拣数量较大等优点；卧式通道分拣系统的缺点在于适用于外形尺寸规范的条烟货品且同一时间只能分拣同一品牌的件烟，半自动拣选系统更多的适合于订单多、批量小的卷烟拣选。全自动分拣系统融入了各分拣系统的优点，其分拣效率可以达到其它设备的数倍之多，适用于分拣效率要求高、分拣数量巨大的企业。鉴于我区现今物流发展趋势卧式通道分拣系统及塔型分拣机组合的稳定性更能充分的提高分拣工作的整体效率。
对于补货环节，对于异型烟或销量较小的品牌宜采用人工补货配置系统。而对
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于数量较大的补货行为可使用通道机或塔机实现自动补货，但需要注意的是该环节所涉及传递线路中应安排少量工作人员进行实时调配。
打码环节是指通过运用激光防伪技术，由配备人员在分拣工序结束时完成的防伪码标准工序，以实现件烟的独有身份标记。其后，由自动装箱线利用通道分拣机、塔式分拣机组成的自动分拣系统按订单先后顺序完成自动装箱这一工序。
（三）3G技术下经济化配送的全面实现
3G技术是指由获取、处理、管理和分析地理空间数据的地理信息系统即GIS、可以实现地图查询、线路优化、自动导航的全球定位系统即GPS以及提供移动数据传输的通用分组无线业务系统即GPRS组成的组合性职能系统。基于3G技术的卷烟物流车辆调度系统是以GIS系统为信息平台，结合GPS车辆定位导航，通过GPRS数据传输手段，而形成的便于动态宏观调控系统。物流配送主要包括配货、配装、运输及送达服务等几个环节，每个环节的具体实现方式如下：
配货及配装环节中，通过利用实时数据更新的客户信息平台系统，将不同用户所需的货物根据运输车辆的运输能力进行统筹配装，以最大限度的避免车辆运载能力的损失。
运输环节中，要充分利用车辆调度智能系统，不断优化车辆及运输路径的优化。路径的最优化要以已形成的规范配送网点为基础，在对于道路的等级、时段路况、运输承载能力进行综合考虑的情况下进行优化；车辆配备的优化，要根据以定路线，以缩短到达时间和减少车辆损耗为目标，并合理配置护送人员的工作量来实现优化。整个过程都要以上文所提及的GIS系统输出的优化线路为依据，通过GPS车载电子地图结合实际情况来加以实现。另外，整个过程都需要通过GPRS数据的无线传输使公司实现对于车辆的实时监控。
送达服务这一环节中，要尽量通过GPS和GPRS系统以及客户信息操作平台实现公司与用户的实时接触，也可以运用相关技术对配送网络的实现进行三维建模仿真，掌握实时信息，以更好的了解客户对于配送服务的整体满意程度。
三、烟草行业现代物流技术的应用前景
现代物流技术与烟草系统的融合，是全面实现“仓储数字化，库
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存合理化，分拣电子化，线路最优化，配载经济化”的直接体现。随着信息技术在现代物流建设中的广泛应用，企业势必要加大内部资源整合力度，进一步优化资源配置，特别是工商一体化的运作，从卷烟的购进、储存、销售到配送等各个流程进行重新优化，企业的经营管理水平和运营效率将大大提高，企业发展也将实现从量的积累到质的裂变。以RFID和GPS等为技术依托的电子标签的应用、自动分拣、职能仓储管理、客户信息管理平台的系统的全面应用足以为烟草行业的物流系统建设奠定坚实的基础，其发展必将更加顺畅。
物流技术在烟草物流优化中的应用将大幅度提升烟草企业整体的管理水平。现代物流技术的发展有助于烟草企业的管理系统与网络建设更好的实现网络化与智能化，仓储、分拣、配送等各主要环节都便于实现数字化与自动化，整体的工作效率得到了很好的提升，企业的业务水平实现了全面的提高。
物流技术在烟草物流优化中的应用将实现企业运作成本的降低。通过各项先进技术的应用，实现了物流配送路线的优化，人力及物力成本将大幅减少，与此同时工作周期将得到大幅的降低，企业的运营成本势必能够实现有效的降低，有助于提升企业的整体竞争力。
总而言之，站在长远和战略的观点思考物流在烟草行业所起的作用，要将物流从日常管理系统水平升华到经营结构层面。而现代物流的先进技术在烟草行业的全面应用对于企业成本代化、效率提高以及管理水平的提高将会产生巨大的影响作用，其一定能够实现在该行业的广泛应用。现代物流发展必须依靠物流信息技术，实现物流的信息化管理，通过网络管理为基础的物流平台，整合资源，规范业务流程，实现货物流和资金流的畅通。物流信息化建设是传统物流化蛹成蝶的一个必经过程，对于推进烟草行业改革与发展有着实质的重要意义。
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工业工程与管理.2000.4.焦汉明.基于RFID技术的零售业物流管理的开发[J].信息与电脑.2009.5.姚卓顺，杨富强.安德康药业物流信息工程建设与技术应用[J].物流科技.2010.6.邓晶.医院物流管理领域中的RFID技术应用[J].商场现代化.2008.7.甘卫华，张婷婷，朱雨薇.铁路物流中心的RFID技术应用[J].中国铁路.2010.（作者单位：巴彦淖尔市烟草专卖局）
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第五篇：CAM技术在汽车制造行业应用
CAD/CAM技术在汽车制造
行业中的应用
课程：CAM与自动编程姓名:学号:
日期: 2012年12月
一、CAD/CAM技术概述
CAD/CAM是先进制造技术中的重要组成部分。其中，CAD 是Computer Aided Design的英文缩写，指计算机辅助设计。狭义的计算机辅助设计是指采用计算机开展机械产品设计的技术，主要应用于计算机辅助绘图（Computer Aided Drafting），广义的计算机辅助设计指借助计算机进行设计、分析、绘图等工作，包括几何建模、装配及干涉分析DFA、制造性分析DM、产品模型的计算机辅助分析CAE等等。CAM即Computer Aided Manufacturing，指计算机辅助制造，狭义上指计算机辅助编程，即一个从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，主要任务是计算加工走刀中的刀位点(Cutter Location Point)，包括三个主要阶段：首先是工艺处理，即分析零件图，确定加工方案，设计走刀路径等：其次是数学处理，即处理计算刀具路径上全部坐标数据；最后是自动编制出加工程序，即按数控机床配置的数控系统的指令格式编制出全部程序。广义上的CAM则还包括计算机辅助工艺规程编制CAPP（Computer Aided Program Planning）和计算机辅助质量控制CAQ（Computer Aided Quality）。
二、CAD/CAM技术的发展
CAD/CAM指的是计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成技术，CAD/CAM将设计和工艺通过计算机有机结合起来，直接面向制造，减少中间环节。上世纪50年代CAD技术处于被动式的图形处理阶段。60年代计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想被首次提出，从而为CAD/CAM技术的发展和应用打下了基础。60年代中后期出现了许多商品化的CAD设备。1970年美国Applicon公司第一个推出完整的CAD系统，出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化系统。到了80年代，CAD/CAM技术迅猛发展，CAD/CAM技术从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。90年代，CAD/CAM技术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，图形接口、图形功能日趋标准化。
我国开展CAD/CAM技术应用工作在上世纪70年代，并不算晚；通过引进，不少企业的软、硬件条件与国外相比也相差不大。但是，国内的CAD/CAM应用与国外先进水平相比存在较大的差距。由于采用CAD/CAM技术投资大，有较大风险，效益回报有一定的滞后期，所以在原有经济体制下难以推广。在过去，由于条块分割，重复引进，企业相互之间缺乏必要的交流和协作，影响了CAD/CAM技术效益的发挥。另外，人才培养的不足也影响了在我国的发展，福特等企业之所以CAD/CAM技术应用得好，是因为得益于几十年来一直大力开展CAD/CAM应用而积淀下来的宝贵经验以及培养出了一支高水平的技术队伍。
三、CAD/CAM技术在汽车工业的应用状况
美国福特汽车公司在CAD/CAM技术方面处于领先地位。早在80年代初，福特公司就着手CAD/CAM系统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统；1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现；1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车，大约70%的外钣金件使用CAD/CAM;90年代初全面实行产品开发的CAD/CAM应用率可达100%。福特公司1990年工作站已达2000台，以FGS工作站(约占70%)和CV工作台(约占18%)为主，其应用
软件主要为自行开发的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽车公司提出了C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，并决定今后将采用I-DEAS软件作为其主流核心软件。德国各大汽车公司普遍采用CATIA作为其CAD/CAM系统的主导软件。1994年，德国大众集团决定用CATIA和Pro/Engineer作为其将来开发新车型的主导CAD系统。法国雷诺汽车公司应用Euclid软件作为CAD/CAM的主导软件，目前已有95%的设计工作量用该软件完成，并开发出很多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的Megavision,用于钣金成形分析的OPTRIS等。日本三菱汽车公司1960年从冲模的NC数控加工着手，以CAD/CAE/CAM为动力，对从设计到制作的各项工程踏踏实实地进行了改革，至今，已形成了从车型款式设计到车身组装的新车型开发的完整的CAD/CAE/CAM系统。
我国的CAD/CAM工作始于70年代，发展迅速，已取得了良好的经经济效益。少数大型企业，如一汽、二汽等，已建立起比较完整的CAD/CAM系统，其应用水平也接近国际先进水平。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一。汽车车身模具是车身制造技术的重要组成部分，也是形成汽车自主开发能力的一个关键环节。在汽车新车型的设计调试直至投产的整个周期中，模具设计和制造约占三分之二的时间，汽车覆盖件模具作为车身生产的重要工艺装备，直接制约着汽车的质量和新车型的开发周期。汽车覆盖件不同于一般的冲压件，它具有曲面多、尺寸大、材料薄、结构形状复杂、精度要求高等特点，其模具制造技术难度大、成本高、开发周期和质量都难以控制。CAD/CAM技术作为一种现代设计制造方法，把它引入汽车覆盖件模具生产实际中，可以大大缩短汽车开发周期，提高生产效率和市场竞争力。
在上世纪末期，CAD/CAM技术就在上海汽车公司的汽车开发方面得到了很好的应用。汽车结构的设计,主要是零部件的设计及装配设计。由于汽车零件不仅多, 而且形状复杂,自从CAD技术引进之后,传统的手工绘图已基本过时。三维建模二维出图的CAD方式,目前在汽车设计行业中占绝对主角。CAD软件一般都具有丰富的建模能力,主要分曲面建模和实体建模两大类曲面建模就是用曲面表达物体的形状, 这种建模方式适于车身这类复杂曲面形状的钣金件设计。实体建模就是过几何体布尔运算得出物体形状,这种建模方式适于底盘零部件的设计一些软件还应用工程概念提供特征建模功能,可直接生成孔,摘、抽薄壳,拔模角等。当然, 现代的CAD软件一般都兼备多种建模方式,只是各自优势不同。模型生成之后,工程师可在计算机屏幕上随意旋转设计模型,从各种不同的角度观察物体,对产品形状进行分析修改,最终得到形状、尺寸满意的零件数模。三维建模完成后,可以立即转入图纸生成方式,计算机会自动将三维模型投射成所需的各种视图,工程师只要选择图纸幅面,然后合理安排各视图。再进行尺寸标注,增加技术要求,填写明细栏等图纸完善工作。即可输到绘图机上绘制出干净整洁的工程图纸。当然，CAD应用之初,许多人对CAD的理解为用计算机出图纸。但对现代的CAD技术来说,这种看法是片面的。CAD的实质是辅助设计者进行产品设计,设计者用三维建模表达出设计思想后,相当于拥有了一个虚拟的样品,不仅可观察其形状,更可用它做一项重要的工作—盛拟装配。对于汽车这一复杂的产品, 教以万计的零部件要完全正确装配,除了制造上的要求,设计的合理也是至关重要的。零部件的三维建模正是度拟装配的得力助手,它不仅能带助设计者了解零部件的空间位置关系,还能通过一些机构分析软件,如ADAMS等了解零部件在使用过程中的运动情况,观察零部件在工作状态是否会出现运动干涉。可以说，在产品生产出来之前，设计者就能了解零部件的情况工作，对设计很有帮助。
在设计开发过程中,为了实际观察零部件的具体形状,而不仅仅是在屏幕上看到零件的图形,往往要试加工出零件,目前在世界上各大汽车厂都还保留着用木头,塑料等易成型材料手工制作模型的手段但是现在,通过用快速成型及数控加工等现代技术,尽快加工出零件进行形状分析及尺寸检查已越来越普及地得到应用。另外,更为重要的是,CAM加工出的模型,今后可以直接用来翻制模具,可节约模具制作的成本。
除了能够进行汽车的开发与设计工作，CAD/CAM技术还在汽车覆盖件模具的设计制造方
面得到了广泛的应用。一般情况下，一个基本车型全套模具的设计制造周期长达4年之久，因此汽车覆盖件模具的开发生产是汽车新产品开发的决定性环节。应用CAD/CAM/CAPP集成技术是保证模具设计、加工质量和提高生产效率最有效的途径。为适应汽车工业的发展．国外模具厂已普遍采用CAD/CAPP/CAM集成技术进行模具设计制造。大大缩短了模具设计制造周期，降低了成本。世界上较著名的汽车制造公司都有自己的模具CAD/CAM/CAPP系统。如美国AUTODIE公司采用了CAD/CAM/CAPP系统后。一种车型覆盖件的模具设计与制造只需要8个月左右。经过几十年的努力．我国一些大型汽车模具制造厂家已经广泛采用DNC/CAD/CAM等先进制造技术，取得了长足的发展。但与国外相比存在很大的差距。各项技术的相互独立，造成生产力低下，一些关键的汽车覆盖件模具仍然依靠国外来设计制造。因此，汽车覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成技术的应用已成为国内工业界和学术界研究的重点。
（1）汽车覆盖件的要求与特点
汽车覆盖件是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件、车身以及驾驶室的全部外部和内部形状都是由汽车覆盖件组装而成；由于汽车覆盖件属于外观装饰性零件，它不仅要满足结构上的功能要求，更要满足表面装饰的美观要求。因此对表面质量要求很高，表面必须光顺，不允许有任何皱裂和拉痕等缺陷，任何微小的缺陷都会破坏外形的美观。这给覆盖件成形的关键工序--拉延--提出了很高的要求，而传统的手工设计制造方法难以保证拉延件的质量，这也是车身制造技术的难点和关键所在。此外，汽车覆盖件又是封闭薄壳状的受力零件，当汽车高速行驶时，如果覆盖件刚性分布不均匀，刚性较差部位受到震动会产生空洞声，从而产生较大噪音。因此在拉延成形时，我们必须克服由于塑性变形的不均匀性而产生的覆盖件刚性分布不均匀。除此之外，由于汽车覆盖件多为空间立体曲面，还具有形状复杂、结构尺寸大、材料薄等特点，所有这些，都对汽车覆盖件模具设计和制造提出了特殊的要求。
（2）CAD/CAPP/CAM技术在汽车覆盖件模具设计制造中的应用
CAD/CAPP/CAM技术以计算机和数控机床为主要设备，以覆盖件的数学、力学模型为依据，在模具设计、成形分析及制造技术各环节中直接发挥作用。
汽车覆盖件模具设计，主要包括工艺设计和结构设计。工艺设计主要是指汽车覆盖件的三维设计以及工艺补充面的三维设计，工艺设计主要解决曲面造型问题，由于汽车覆盖件空间曲面多、形状复杂，因此这个过程技术难度较高。而结构设计是依据工艺设计的结果，设计模具具体部件，对这个过程要求速度快、效率高，要解决上述问题，必须借助先进的计算机辅助设计CAD技术。汽车覆盖件模具的制造过程中，采用计算机辅助制造CAM技术具有加工精度高、生产周期短等优点。传统的车身开发是以实物模型来表示车身表面的几何信息，这样，在传递过程中，很容易发生模型变形、数据传递误差、误差积累等诸多问题，严重影响车身覆盖件模具的制造精度。同时延长生产周期，采用CAM技术制造模具，省略了制造工艺模型这一环节，首先是按产品图或数据表把零件的特征点元素输入计算机，利用软件提供的曲线-曲面功能建立零件表面的数学模型，从而生成数控加工所需的刀具轨迹文件，用来控制数控机床的运动，加工出所需的零件表面，由于加工过程是基于高准确性的计算机模型，从而减少了产生制造误差的因素，提高了制造精度。
对于一个已掌握CAD/CAM技术的厂家，更加关心的则是冲压件能否成形，产品质量能否合格，但这往往是难以预知的，由于汽车覆盖件形状复杂，冲压成形过程中板材成形性难以预先估计，模具设计正确与否无法事先知道，模具加工完成以后问题才会暴露出来，这样给模具调试带来很大困难，计算机辅助工程,CAM技术可以协助CAD/CAM对冲压成形过程进行模拟，对实际冲压件的成形性进行分析，及早发现问题，并通过计算机模拟改进模具设计，从而大大缩短模具调试周期，降低制模成本。
采用CAD/CAM技术和各种数控机床及三坐标测量仪相结合，使汽车覆盖件模具的开发制
造呈现前所未有的面貌，模具精度大幅度提高，模具寿命延长，2倍以上，模具开发周期较原来缩短3倍以上，开发制造的成功率也大幅度提高。
汽车覆盖件模具CAD/CAM技术必然会朝着智能化、专业化、集成化方向继续发展。为了真正实现汽车覆盖件模具设计制造的自动化，必须开展智能化研究工作，把总结出来的以往设计、制造中的成功经验应用到模具设计中去，形成计算机里的知识库和智能库，并采用检索、修订、创成等混合决策技术和多智能体技术的综合智能化，从而形成基于知识的智能化交互式系统框架，真正实现先进性和实用性的要求。在未来几年里，对国外先进的CAD/CAM软件进行二次开发，使之更加专业化，也将是许多模具厂家的经济可行的选择。此外，汽车覆盖件模具设计制造过程是一个信息处理、交换流通和管理的过程，将CAD/CAM技术有机地集成在一起，能够更好对设计和制造过程中信息的产生、转换、存储、流通管理进行分析和控制，从而实现效益最大化。一些发达国家在这方面的应用技术已经相当成熟，我国在这方面的研究也已取得一定的进展，但还未进入实质性的应用阶段，在接下来的时间里CAD/CAM的系统集成技术也必然在我国得到广泛应用。
结束语：
CAD/CAM技术是制造工程技术与计算机技术紧密结合、相互渗透而发展起来的一项综合性应用技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点。CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成部分，它的发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化。CAD/CAM技术已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。在汽车覆盖件模具设计制造过程中引入CAD/CAM技术，不仅提高了模具设计质量，而且缩短了模具制造、调试周期，降低了制模成本。随着科研人员的不断努力，许多新技术、新设备、新工艺将陆续投入到生产实际中，从而缩短与国际先进水平的差距。而汽车覆盖件模具CAD/CAM技术的不断成熟必将推动我国汽车工业的进一步发展。
CAD/CAM技术给制造行业带来了巨大变革，使传统的制造业发生了质的飞跃，在全球范围内受到普遍关注和重视，在这一时代背景下，我国机械制造业要想跟上时代的步伐，必须把握好机械CAD/CAM技术的正确发展方向，更加深入的应用CAD/CAM技术。在国家举措的推动下，我国机械制造企业要重视CAD/CAM技术的推广应用，把CAD/CAM技术视作企业发展的关键，不惜代价投入资金、引进人才。科研单位要紧跟世界潮流，跟踪国际动态，并结合我国国情及规范，面向国内生产单位，开发出具有我国特色的CAD/CAM产品。不断加大科技创新力度，使我国的CAD/CAM产品更加方便实用，成为世界先进产品。
参考文献：
［1］《客车车身覆盖件的设计与制造》 周方寿 机械工业出版社，1998
［2］《汽车覆盖件模具CAD技术的应用与发展》 王洪俊 机械工业出版社，2000［3］《汽车车身制造工艺学》 邓仕珍 北京理工大学出版社，2001
［4］ 《CAD/CAM技术在工程设计中的应用》 周激流,何其超编
［5］ 《CAD/CAM应用技术》 汤德忠 李正吾编著 机械工业出版社，1988
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