热处理生产燃料消耗计算和测定方法

热处理生产燃料消耗计算和测定方法

1 范围

本标准规定了热处理生产燃料消耗的计算方法和测定方法。

本标准适用于企业根据热处理工艺燃料消耗计算结果和测定方法，实行燃料管理。

大型铸锻件热处理和钢坯、钢材加热的燃料消耗测定可参照本标准执行。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 5623 产品电耗定额制定和管理导则

GB/T 7232 金属热处理工艺 术语

GB/T 12723 单位产品能源消耗限额编制通则

GB/T 13324 热处理设备 术语

GB/T 15318 热处理电炉节能监测

GB/T 17358 热处理生产电耗计算和测定方法

GB/Z18718 热处理节能技术导则

GB/T 30824 燃气热处理炉温度均匀性测试方法

JB/T 5644 推杆式热处理电阻炉 能耗分等

JB/T 5701 辊底式热处理炉 能耗分等

JB/T 5704 罩式热处理炉 能耗分等

JB/T 50162 热处理箱式、台车式电阻炉 能耗分等

JB/T 50163 热处理井式电阻炉 能耗分等

JB/T 50164 热处理电热浴炉 能耗分等

JB/T 50182 箱式多用热处理炉 能耗分等

JB/T 50183 传送式、震底式、推杆式、滚筒式热处理连续电阻炉能耗分等

3 术语和定义

GB/T 7232、GB/T 13324、GB/T 12723确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1 合格热处理件质量 mass of qualified heat teratment parts

在统计报告期（日、周、月、年）内由单项或数个热处理工序生产，经检验合格的热处理件的质量，其单位为千克（kg）。

3.2 热处理工艺燃料消耗 fuel consumption of heat treatment process

在统计报告期（日、周、月、年）内由单项或数个热处理工序生产的每千克合格热处理件质量所消耗的燃料，其单位为千焦每千克（kJ/kg）。

3.3 标准工艺燃料消耗 fuel consumption of standard heat treatment process

将中碳钢或中碳合金结构钢在额定装载量下于830℃～850℃的箱式燃料炉中施行热装炉加热，连续三班生产的淬火工艺燃料消耗定为标准工艺燃料消耗，符号为R_b，其单位为千焦每千克（kJ/kg）。

4 总则

4.1 热处理生产用的各式燃料炉应达到JB/T 5644、JB/T 5701、JB/T 5704、JB/T 50162、JB/T 50163、JB/T 50164、JB/T 50182、JB/T 50183的三等（含）以上水平。

4.2 参照GB/T 5623以数理统计法对热处理生产燃料消耗进行计算，采用实测法进行燃料消耗的管理。

4.3 本标准中的燃料是指各种气体燃料和液体燃料，不包括固体燃料（煤、焦炭等）。

5 热处理工艺燃料消耗的计算

5.1 标准工艺燃料消耗R_b为1900kJ/kg，其计算依据见附录A。

5.2 以标准工艺燃料消耗为基数，根据不同热处理工艺的特点及实施条件，并结合有关统计数据

计算各种热处理工艺燃料消耗，按式（1）进行计算：

R_i=R_bK₁K₂K₃K₄K₅ （1）

式中 R_i——某一热处理工艺燃料消耗（kJ/kg）；

R_b——标准工艺燃料消耗（kJ/kg）；

K₁——热处理工艺折算系数，按表1确定；

K₂——加热方式系数，按表2确定；

K₃——热处理生产方式系数，按表3确定；

K₄——工件材料系数，按表4确定；

K₅——燃料炉装载系数，按表5确定。

表1 常用热处理工艺折算系数K1

（续）

（续）

表2 燃料消耗加热方式系数K2

表2 燃料消耗加热方式系数K2

① 浴炉按一般生产习惯不加炉盖。

表3 热处理生产方式系数K3

① 浴炉按一般生产习惯不加炉盖。

表3 热处理生产方式系数K3

表4 工件材料系数K4

表4 工件材料系数K4

表5 燃料炉装载系数K5

表5 燃料炉装载系数K5

注：火焰淬火按K₅=1计。

6 热处理综合工艺燃料消耗的计算方法

对包含有多种热处理工艺的热处理车间，其综合工艺燃料消耗按式（2）计算：

R_z=R₁T₁+R₂T₂+R₃T₃+…+R_nT_n （2）

式中 R_z——热处理综合工艺燃料消耗（kJ/kg）；

R₁、R₂、R₃、…、R_n——各种热处理工艺燃料消耗（kJ/kg）；

T₁、T₂、T₃、…、T_n——各种热处理工艺处理的合格热处理件质量占总合格热处理件质量的百分比。

7 热处理工艺燃料消耗的测定方法

7.1 测定条件

测试应在燃料炉处于正常生产运行工况下进行，符合GB/T 15318、GB/Z 18718和GB/T 30824相关要求。

7.2 测定方法

7.2.1 按GB/T 30824规定的方法和周期测定燃料炉的炉温均匀性。

7.2.2 按GB/T 5623规定的方法测定在统计报告期内进行单项工序生产时实际的燃料消耗及合格热处理件质量。

7.2.3 按公式（3）计算出该项热处理工艺的实际燃料消耗：(www.xing528.com)

R_si=Q_si/m_i （3）

式中 R_si——第i项工序实际热处理工艺燃料消耗（kJ/kg）；

Q_si——第i项工序生产时实际的燃料消耗（kJ）；

m_i——第i项工序生产的合格热处理件质量（kg）。

8 热处理工艺燃料消耗管理

8.1 单项热处理工艺实际燃料消耗

8.1.1 按7.2规定的测定方法，计算该项热处理工艺的实际燃料消耗R_si。

8.1.2 按公式（1）的计算方法，计算该批合格热处理件应达到的热处理工艺燃料消耗R_i。

8.1.3 当R_si≤R_i时，视为合格。

8.2 热处理综合工艺实际燃料消耗

8.2.1 按7.2规定的测定方法，分别计算各个单项热处理工艺的实际燃料消耗R_s1，R_s2，R_s3，…，R_sn。

8.2.2 按公式（2）计算该批合格热处理件应达到的热处理综合工艺燃料消耗R_z。

当R_s1T₁+R_s2T₂+R_s3T₃+…+R_snT_n≤R_z，视为合格。

附录A

（规范性附录）

标准工艺燃料消耗确定依据

A.1 燃料炉的热效率确定依据

电阻炉的热效率在满负荷生产时可达80%，电是二次能源，热电厂的发电效率平均为35%，故实际能源利用率只有80%×35%=28%。通常1kW·h电需10258kJ的燃料，燃烧炉用的气体或液体燃料是一次能源，按不同使用条件，实际热效率可达到25%～65%，取其中间值42%。

A.2 标准工艺燃料消耗的确定

以中碳钢、中低碳合金结构钢加热到830～850℃淬火的单位燃料消耗为基准工艺燃料消耗。电阻炉加热时标准工艺电能消耗N_b=0.28kW·h/kg，折算成热电厂发电所需燃料R=0.28×10258kJ/kg≈2872kJ/kg。由于燃烧炉实际热效率比电阻炉约高33%，也就是可节约1/3的燃料，故取R_b=1900kJ/kg。

附录B

（资料性附录）

燃料的物理化学性质

各种气体和液体燃料的物理化学性质列于表B.1和表B.2。

表B.1 气体燃料的物理化学性能

注：火焰淬火按K₅=1计。

6 热处理综合工艺燃料消耗的计算方法

对包含有多种热处理工艺的热处理车间，其综合工艺燃料消耗按式（2）计算：

R_z=R₁T₁+R₂T₂+R₃T₃+…+R_nT_n （2）

式中 R_z——热处理综合工艺燃料消耗（kJ/kg）；

R₁、R₂、R₃、…、R_n——各种热处理工艺燃料消耗（kJ/kg）；

T₁、T₂、T₃、…、T_n——各种热处理工艺处理的合格热处理件质量占总合格热处理件质量的百分比。

7 热处理工艺燃料消耗的测定方法

7.1 测定条件

测试应在燃料炉处于正常生产运行工况下进行，符合GB/T 15318、GB/Z 18718和GB/T 30824相关要求。

7.2 测定方法

7.2.1 按GB/T 30824规定的方法和周期测定燃料炉的炉温均匀性。

7.2.2 按GB/T 5623规定的方法测定在统计报告期内进行单项工序生产时实际的燃料消耗及合格热处理件质量。

7.2.3 按公式（3）计算出该项热处理工艺的实际燃料消耗：

R_si=Q_si/m_i （3）

式中 R_si——第i项工序实际热处理工艺燃料消耗（kJ/kg）；

Q_si——第i项工序生产时实际的燃料消耗（kJ）；

m_i——第i项工序生产的合格热处理件质量（kg）。

8 热处理工艺燃料消耗管理

8.1 单项热处理工艺实际燃料消耗

8.1.1 按7.2规定的测定方法，计算该项热处理工艺的实际燃料消耗R_si。

8.1.2 按公式（1）的计算方法，计算该批合格热处理件应达到的热处理工艺燃料消耗R_i。

8.1.3 当R_si≤R_i时，视为合格。

8.2 热处理综合工艺实际燃料消耗

8.2.1 按7.2规定的测定方法，分别计算各个单项热处理工艺的实际燃料消耗R_s1，R_s2，R_s3，…，R_sn。

8.2.2 按公式（2）计算该批合格热处理件应达到的热处理综合工艺燃料消耗R_z。

当R_s1T₁+R_s2T₂+R_s3T₃+…+R_snT_n≤R_z，视为合格。

附录A

（规范性附录）

标准工艺燃料消耗确定依据

A.1 燃料炉的热效率确定依据

电阻炉的热效率在满负荷生产时可达80%，电是二次能源，热电厂的发电效率平均为35%，故实际能源利用率只有80%×35%=28%。通常1kW·h电需10258kJ的燃料，燃烧炉用的气体或液体燃料是一次能源，按不同使用条件，实际热效率可达到25%～65%，取其中间值42%。

A.2 标准工艺燃料消耗的确定

以中碳钢、中低碳合金结构钢加热到830～850℃淬火的单位燃料消耗为基准工艺燃料消耗。电阻炉加热时标准工艺电能消耗N_b=0.28kW·h/kg，折算成热电厂发电所需燃料R=0.28×10258kJ/kg≈2872kJ/kg。由于燃烧炉实际热效率比电阻炉约高33%，也就是可节约1/3的燃料，故取R_b=1900kJ/kg。

附录B

（资料性附录）

燃料的物理化学性质

各种气体和液体燃料的物理化学性质列于表B.1和表B.2。

表B.1 气体燃料的物理化学性能

（续）

（续）

① atg为表压力，1at=98.0665kPa。

表B.2 液体燃料的物理化学性能

① atg为表压力，1at=98.0665kPa。

表B.2 液体燃料的物理化学性能

① 参见SH/T 0356—1996《燃料油》。

② 参见GB 252—2011《普通柴油》。