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我国热处理行业“十四五”重点发展方向及主要任务

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11月5日,2020中国东北热处理产业创新与发展高端论坛在沈阳顺利召开,来自全国各地近200名业内人士参加了本次会议。在会上,中国热处理行业协会理事长佟晓辉做了《热处理行业“十四五”重点发展方向及主要任务》的主题报告,从我国热处理行业的基础现状、面临的发展环境、“十四五”发展指导思想、“十四五”重点发展方向、认清差距和“短板”、重点工作任务这6个方面展开阐述。

佟晓辉(中国热处理行业协会理事长)

 

以下正文系iVacuum真空聚焦根据演讲内容整理所得——

热处理行业“十四五”重点发展方向及主要任务

佟晓辉(中国热处理行业协会理事长)

自去年11月份,在国家有关部门统一部署下,中国热处理行业协会组织了强大的专家队伍,在进行充分调研的基础上,编制《热处理行业“十四五”发展规划》。我们的目标是,通过编制《热处理行业“十四五”发展规划》,全面梳理和总结热处理行业“十三五”以来的发展情况,对取得的成绩和存在的问题进行深入分析,认真总结经验,聚焦行业热点,反映行业需求,对热处理行业未来五年乃至更长一段时间内的发展提出指导性建议。经过近一年的努力工作,反复修改论证,完成了《热处理行业“十四五”发展规划》建议稿。今年九月,经过中国热协第八届理事会讨论通过,向全行业颁布实施。

一 基础现状

(一)产业发展

到“十三五”末,我国有各类热处理加工的企业和车间近10000个,热处理设备和工艺材料制造企业约1000家。其中独立法人热处理加工企业约7000家,在机械制造企业中的热处理分厂和车间近3000个。全行业热处理生产设备签约20多万台(套),其中电加热设备约占80%,燃气加热设备约占20%,电加热设备装机约250万kW。50%以上热处理企业实现了设备数字化、管理信息化。热处理行业从业人员近30万人,热处理行业生产总值约1200亿元/年,其中热处理加工营业额约1000亿元人民币/年,热处理设备和工艺材料销售营业额约200亿元。热处理加工企业人均劳动生产率40万元/人年,热处理装备制造业人均劳动生产率约90万元/人年,较“十二五”末期分别提高15%和50%。

(二)技术装备

我国热处理装备制造已成完整体系,热处理加工所需的各类工艺装备的国产化率已超过90%,有力地支撑了装备制造业的发展。“十三五”期间发展迅猛的典型热处理装备包括:真空加热淬火、回火设备,真空加热渗碳、渗氮设备,真空溶剂清洗机,控制气氛密封箱式多用炉(渗碳、碳氮共渗)生产线,控制气氛连续式热处理(正火、退火、调质、渗碳、光亮淬火)生产线,数字控制大型井式渗碳炉,感应加热淬火机床等。我国热处理装备(含工装)和工艺材料制造的年产值近200亿元,较“十二五”末增加近一倍。“十三五”期间,我国热处理装备出口额逾一亿美元。

真空热处理——紧跟国际先进热处理技术发展的标志性趋势。我国的真空热处理技术在“十三五”期间得到快速发展。现在,我国真空热处理已实现真空退火、真空油淬、真空高压气淬、真空水淬、真空渗碳、真空渗氮等工艺技术,并能形成不同热处理工艺组合的真空热处理生产线及智能控制系统。

控制气氛热处理——我国热处理行业有各类控制气氛热处理设备30000多台(套),多用渗碳炉、连续渗碳炉、大型井式可控气氛渗碳炉和可控氮势气体渗氮炉已普遍推广应用。

感应热处理——国产淬火用SCP电源可达到2000kW。新型的IGBT电源已基本达到发达国家的感应热处理设备水平。

(三)节能环保

我国每年热处理工艺加工约5000万吨/年,热处理消耗电能总量达200亿kWh,天然气和液化气约4亿Nm^3,淬火油10万余吨以及其他工艺材料,总计约合每年耗能1000多万吨标准煤,排放二氧化碳约3000多万吨,以及1000多万吨的碳和NO化物等。

坚持绿色制造、节能减排一直是热处理行业的重点工作。

到“十三五”末,热处理装备制造中的节能型产品已达到60%,规模以上的骨干企业热处理平均单位能耗降到400kWh/t以下(万元产值能耗约1.1吨标准煤/万元)。节能优秀企业热处理吨能耗已降至340kWh/t(万元产值能耗约0.9吨标准煤/万元)。先进企业热处理生产用电能和燃料消耗降到生产成本的15%以下,热处理水耗已降到0.3m^3/t以下,实现了能耗在“十二五”的基础上降低20%的目标。与“十二五”末期相比,全国热处理行业现在每年节电可达40亿kWh/年,约合160多万吨标准煤,相当于环保减排贡献:减少CO2排放约400万吨/年,减少SO2排放约12万吨/年。

(四)智能制造

“十三五”期间,热处理行业通过对生产技术和管理模式进行信息化和数字化改造,大大提高热处理生产过程的数字化、网络化、智能化程度。

一家企业建成国家级“智能制造示范企业”一家企业建成省级“智能制造示范企业”

二 面临的发展环境

基建投资——“产业基础高级化、产业链现代化”和即将逐步形成以国内大循环为主体的“新型基础设施建设(新基建)”需求,给热处理带来新的发展机遇。

市场需求——“十四五”时期,国内市场需求规模的持续扩张与需求层次的提升,将会形成显著的本土市场优势,成为我国热处理发展的重要依托。

出口销售——国内国际双循环互促进的新发展格局,“一带一路”国家的高增长扩大国际新市场,给我国热处理装备制造业带来发展新契机。

政策引导——绿色制造和智能制造对热处理技术装备提出更高要求。

三 热处理行业“十四五”发展指导思想

在习近平新时代中国特色社会主义思想指导下,加强热处理行业规范化管理,强基础,补短板,以实现热处理行业高质量发展为目标,以绿色热处理为基本原则,以数字化、网络化、智能化为技术创新手段,把握“新基建”发展机遇,推进热处理产业基础高级化,以服务型制造推进热处理产业链现代化,解决关键零部件热处理瓶颈,满足国家重大项目和各类机电产品热处理需求,为在以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局下实现“制造强国”目标提供支撑和保障,坚持绿色发展,做好热处理工艺节能和环保,进一步降低能耗和排放,产学研用紧密结合开展技术创新,热处理装备满足国内需求,增强国际市场竞争力。

四 热处理行业“十四五”重点发展方向

(一)绿色制造

“十四五”目标:规模以上企业的热处理综合平均能耗降到350kWh/t以下,万元产值电耗降到2300kWh/万元以下。热处理燃料炉比重达到30%,真空渗碳比率达到20%,真空渗氮比率达到10%,骨干热处理企业全部配置烟气处理系统,真空清洗技术装备普及率达到20%,热处理单位水耗降到0.25m^3/t以下,以无污染的真空热处理代替盐浴热处理,温室气体排放减少50%,热处理生产污染物实现零排放。

途径:坚持推广绿色热处理技术与装备。

(二)智能制造

核心目的:用数字化和智能化技术保证产品质量。

“十四五”目标:工艺装备数控化率达到90%,30%以上企业实现生产管理信息化、热处理加工数字化,以真空和控制气氛为主的少无氧化热处理达到60%以上,轴承、标准件及汽车零部件热处理生产自动化程度达到100%,高档热处理工艺装备能满足国内需求的90%以上,工艺模拟技术在大型企业或在重大产品生产中得到普遍应用,工艺数据库和工艺优化在大中型企业普遍应用。50%以上规模企业热处理件一次检验合格率达到98%以上,60%的高端零件使用寿命和可靠性达到国际先进水平。

(三)服务型制造

目标:深入推进热处理行业转型升级,高质量、高效益发展。

新一轮科技革命和产业变革孕育兴起,带动了数字技术强势崛起,促进产业深度融合。服务型制造的内涵:产品全生命周期服务!

孕育——制造——交付使用——跟踪服务——失效分析——回收处理

五 认清差距和“短板”

先进热处理设备配备的热处理工艺软件基本上以国外提供的工艺软件为基础,或照搬国外,热处理车间MES系统尚属空白。航空航天关键零件用大型真空热处理装备尚需进口。大型井式热处理炉严重落后,直接影响安全生产、环保排放、产品质量。大型零件正火、退火使用保护气氛加热装备占比远低于工业先进国家,零件材料损失严重。高端热处理装备核心部件(控制仪表、真空机组、阀门、传感器、液压系统等)和材料(加热和保温材料,高耐用性发热器件等)国产化率低,仍需大量进口。热处理环保设施仍然落后,绿色制造任务艰巨。

六 重点工作任务

补齐热处理工业“短板”

加强热处理产业基础能力建设

智能制造热处理工艺软件包和热处理工艺软件热处理车间智能制造执行(MES)系统热处理工艺效果预测技术热处理生产能源管理分析技术

加速基础技术装备研发及推广

推广真空渗碳、渗氮技术装备推广真空溶剂清洗技术装备继续扩大推广使用水溶性淬火介质替代油性淬火介质研发推广热处理烟气收集和处理等节能环保技术装备开展大型燃气热处理炉绿色设计与改造,研发和推广燃气加热炉智能燃烧控制技术、余热利用技术研发控制气氛循环使用的化学热处理设备

加强技术创新体系建设和基础技术装备研发

“九五”——“十四五”热处理装备发展步伐

——“九五”(~2000):研制密封箱式渗碳炉生产线、真空淬火炉。(重点企业引进国外设备)“十五”“十一五”(2001~2010):自主开发制造和推广密封箱式渗碳炉、真空淬火炉。“十二五”(2011~2015):普及密封箱式渗碳炉生产线,推广油淬火真空炉,开发高压气淬火真空炉、真空渗碳炉。(引进ECM、ALD真空渗碳热处理生产线)“十三五”(2016~2020):普及油淬火真空炉,推广高压气淬火真空炉、真空渗碳炉,开发真空渗氮炉。(真空渗碳热处理生产线仍然依赖进口)“十四五”(2020~2025):普及真空淬火炉、真空渗碳炉,推广真空渗氮炉。研发:(1)大型真空热处理装备;(2)数字化保温罩转移式井式炉生产线。

开发推广数字化保温罩转移式大型井式炉

井式炉目前仍是我国热处理企业使用最多、技术水平较低(人工操作模式)、实现网络化控制最难的炉型,而且在大型工件、长轴类工件的热处理方面,至今没有可以替代的其他炉型。工件从井式炉中吊出到转移到淬火槽的过程中,高温工件在空气中转移,不仅高温辐射存在危害和安全隐患,而且使用开放油槽淬火,对环境产生很大的污染。在安全生产和环保排放量大的压力下,以及实现数字化车间的需要,要借鉴欧美国家成功应用移动钟罩的数字化井式炉的经验,加速研制和推广带移动钟罩的数字化井式炉,以满足安全生产、环保排放以及实现热处理车间数字化的需要。欧美国家已经开发成功并在长杆件热处理生产中使用数字化保温罩转移式井式炉,配以烟气收集和处理设施,既安全又环保。

推动智能化热处理车间建设

加快数字化热处理技术装备和智能化车间的建设,最大程度地保证产品质量同等化,降低对现场操作人员的要求。

江苏丰东热处理公司已通过工信部“智能制造示范项目”验收浙江永康热处理厂建成省级“智能制造示范企业”

培育骨干企业

深入贯彻落实《热处理行业规范条件》,做好企业整合和淘汰工作,加快产业集中度。提高行业整体水平。加强对热处理行业“专、精、特、新”、“小巨人”、“绿色设计制造”、“智能制造”、“单项冠军”等示范企业的培育,打造一批“专、精、特、新”发展的智能化热处理优势企业和特色企业,引领行业高质量发展。培育3~5家具备国际竞争力的热处理企业和热处理装备制造企业,人均劳动生产率达到60万元以上/人年,热处理骨干企业操作工人30%以上达到中级工以上水平,技师和工程师以上的热处理技术人员达到10%以上。

加速培养专业技术人才,加强工艺人员队伍建设

支持热处理相关职业教育,结合大专院校及相关培训机构,充分利用网络技术,线上线下,面向需求加强高新设备操作、热处理工艺设计、智能制造和网络技术、管理知识等培训,为实现热处理“数字化、网络化、智能化”转型培养热处理技术与信息技术的复合型人才。坚持以实践应用为导向,支持企业以实际产品带教学,结合技术攻关成果提升人才的专业能力与经验水平,建设掌握热处理技能的高素质工人队伍。推动完善专业技术人员职业资格和人才评价制度。

紧跟“一带一路”,“走出去”扩大国际市场

立足我国热处理装备制造已建成完整体系的基础,尽快适应以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,加速融入全球产业链分工体系,通过主动出击、抱团推进、合作开发等多种形式,积极与“一带一路”沿线国家合作,拓展国际市场,乘我国重大工程“走出去”的东风,引导和支持有条件的企业布局海外。

紧跟政策引导

国家发改委《国家重点节能低碳技术推广目录》工信部《关于组织推荐2020年度国家小型微型企业创业创新示范基地的通知》《关于组织开展首台(套)重大技术装备保险补偿项目申报工作》《关于印发中小企业数字化赋能专项行动方案》的通知《关于进一步促进服务型制造发展的指导意见》关于遴选培育和推荐专精特新“小巨人”企业关于开展服务型制造示范遴选工作《关于组织开展2020年工业节能诊断服务工作的通知》科技部《科技助力经济2020重点专项项目的通知》工信部《关于组织开展2020年工业节能诊断服务工作的通知》:加强结果应用,各级工业和信息化主管部门要分阶段梳理汇总节能诊断建议及案例。以结果为应用导向,结合节能技术改造、节能服务进企业、节能技术产品推广等工作,为企业加强节能管理、实施节能改造提供深度服务。对根据节能诊断建议实施节能改造的企业,在节能绿色化改造项目、建设绿色制造体系等工作中予以优先支持。

2020年11月20日 10:56
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