1.成果简介

金属制品属于劳动密集型产品，我国金属制品企业起步晚，厂家多，规模小，市场竞争比较激烈。随着国民经济的迅速发展，金属制品业也在蓬勃发展，一些与汽车制造、 高速公路和铁路、桥梁及涵洞建设、矿山机械和船舶制造等相关产品的产量在不断增加，产品种类也在不断丰富，应用范围日益扩大，质量不断提高。党的二十大报告着眼全面建设社会主义现代化国家全局，规划了生态文明建设的战略方向和重点任务，明确指出要“推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”。因此，我国金属制品行业也在向着绿色低碳生产的方向不断发展完善。

本文，中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司院长毛海波、北京科技大学谷宇、北京科技大学工程技术研究院副院长米振莉、中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司信息中心主任汪凯综述了我国金属制品行业在绿色低碳生产方面做出的工作，分析了该行业的发展现状，并从能源、装备、产品、上下游四个方面提出了未来金属制品绿色低碳技术的发展方向。

2.图文导读

2.1金属制品行业的特点

我国金属制品行业总体呈现以下几个特点：（1）产量和进出口增长趋于平缓；（2）金属制品产品品种占比稳定；（3）企业分布区域和产能集中态势明显；（4）产能呈现进一步集中的趋势。

2.2绿色低碳金属制品行业的发展现状

我国

金属制品业的能源消费结构以电力为主(55%)，煤、石油等高碳能源占比仅占20%左右，如图5所示。这些数据也能反映出，金属制品行业是高耗能、环保压力大的传统制造业。基于此，近年来金属制品行业主要在绿色生产方面做了以下一些工作：

图5 金属制品业的能源消费结构

（1）研发应用

高强及超高强、耐疲劳等高性能的金属制品产品

近年来，桥梁缆索用镀锌钢丝2100MPa级别的已经应用于在建桥梁

，带来的最直接的影响就是：桥梁承载力的提高、用钢量的降低。

高强弹簧钢丝也在不断开发，应用在汽车零部件的生产中，带来的直观效益是：用钢量的降低，车辆油耗、能耗的降低。金刚线也不断研发应用在切割市场中，金刚线的发展，直接带来了硅片加工的硅材料损耗降低、效率提升、切削废水及污染物的减排。

（2）铅浴热处理的替代

铅浴热处理作为金属制品行业产品生产中不可或缺的索氏体化热处理手段，发展到现在，

铅浴热处理的替代工艺主要有3个路线：水浴，粒子炉和盐浴。这三种路线替代的基本原理是：模拟钢丝在铅浴处理过程中的冷却，使钢丝在处理过程中的冷却曲线同铅浴中钢丝的冷却曲线类似，以达到将加热到Ac3 或Acm温度以上奥氏体均匀化了的半成品钢丝快速冷却至

索氏体温度转化区域，并在此温度下保持一段时间，使过冷奥氏体分解为细珠光体——索氏体组织的目的。

（3）电解磷化的应用

磷化是指利用化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，即在金属表面形成的磷酸盐转化膜（简称磷化膜）。

磷化分为普通化学磷化和电解磷化，电解磷化具有磷化温度低、磷化时间短、无渣、少渣等优点，是一种低能耗、低污染、高效率的磷化处理技术，可满足环保需要。

（4）砂带机的应用

砂带机是机械除锈中的代表性产品，砂带磨削后的线材光整，去除量均匀，表面质量好，可提高线材的尺寸和形状精度。砂带机和抛丸机表面处理仍是在金属制品表面处理工艺中成本、产品质量等综合效果较好的工艺装备。

（5）隧道窑酸洗的应用

隧道窑酸搅为全封闭型，取代了敞开式酸洗线，更加环保。但仍存在废酸回收、磷化渣处理、废水处理、污泥处理等问题，投资大、成本高，需要单独建厂房，且与绿色化生产要求还有一定差距。

（6）感应加热的应用

随着IGBT大功率模块、红外测温、控制等元件、技术的发展，感应加热在金属制品行业得到了较广泛的应用，充分发挥了感应加热综合能耗低、不需升温保温时间、表面氧化少、晶粒细化、易于组织安排生产等优点。目前较为成功的应用主要集中在预应力钢丝钢绞线稳定化生产线，弹簧钢丝淬火-回火生产线、胎圈钢丝回火生产线。

（7）伺服直驱拉丝机的应用

伺服直驱拉丝机最主要的核心是伺服直驱电机或者称永磁直驱电机的应用，其最大特点是可低速大转矩运行，使取消传统的减速机、皮带传动等成为可能，从而降低功率传递损耗、减少机械故障几率、降低电耗。

（8）废酸回收再生利用

通常，废酸回收再生主要有2个路径，一是采用蒸发结晶原理提取废酸中的有效酸成分，实现最大化的利用；二是采用焙烧法将氯化亚铁等酸盐通过高温焙烧分解成HCl气体和氧化铁等成分，实现理论上的完全回收利用。焙烧法酸再生装置应该是废酸处理最有前途的方法之一，具有95%以上的酸成分完全回收利用率。

（9）自动化、智能化技术与装备的发展

数控技术与自动化技术能够更加便捷地更改相关工序参数、有效处理复杂零件的加工问题， 真正做到多件多序的加工模式。同时，数控与自动化技术的充分使用能提高制造质量和加工效率，增强竞争力，是提高金属制品业制造水平的关键。

3 小结

金属制品行业是一个劳动密集型、高能耗的传统制造业行业，“低碳、环保”天生是它的软肋。目前金属制品行业的低碳环保主要从工艺、装备等方面做了一些工作。但距真正的绿色供应链，产品全周期的绿色环保还有一定的距离，需要金属制品全行业的共同努力。基于以上思考，

未来金属制品绿色低碳技术的发展主要包括四个方向，分别是在能源上要推进节能增效，持续降低电耗、能耗；装备上要不断升级，推动清洁生产，实施绿色制造，减排、零排；产品上要不断提升产品性能，打造绿色产品；上下游方面要促进行业衔接，形成合力，绿色采购、绿色销售。