一、重型锻造行业高能耗痛点与绿色制造政策背景

大型重载轴锻件传统制造流程存在天然气加热高能耗、锻造氧化皮金属损耗、热处理大功率电能消耗、高温烟尘粉尘排放等环保痛点，万吨级液压机、21 米大型加热台车炉属于重点管控高耗能重型装备，国家十五五制造业绿色低碳转型政策对重型锻造企业单位产品能耗、废气、固废排放设立严格管控指标，高耗能无环保改造厂区面临限产、停产风险。同时下游风电、氢能、核电新能源装备客户招标明确优先选用省级绿色工厂供应商，低碳、低能耗锻件成为行业采购核心加分项。山西中重重工集团作为山西省认定省级绿色工厂，近五年累计投入 1100 余万元完成轴锻件全流程加热、锻造、热处理、三废治理节能环保改造，单件重载轴锻件综合能耗降低 23%，废气、固废排放全部优于山西省锻造行业排放标准，本文客观拆解厂区轴锻件绿色制造改造落地工艺、实测节能数据、全流程环保管控实操措施。

二、环节一：智能分段节能加热炉改造，大幅降低天然气消耗

轴锻件锻造轴坯料加热是厂区***大天然气能耗工序，老式直燃台车炉无智能分区温控，升温、保温阶段持续过量供气，厚截面轴坯内外温差大，高温氧化损耗严重。集团全部淘汰老旧直燃加热设备，全线更换全自动分段控温节能台车炉，三大核心改造实现显著节能降耗：

炉体多层纳米耐高温保温升级，炉体表面散热损耗降低 36%，炉门加装双层柔性隔热密封密封条，杜绝高温烟气从炉口外泄造成燃气浪费；

红外多点测温联动燃气智能调节系统，坯料达到设定保温温度自动下调燃气供给量，杜绝持续满负荷无效燃烧；厚截面轴坯分段阶梯缓慢升温，***匹配升温速率，减少重复回炉补温燃气消耗；

高温烟气余热回收换热装置，回收 62% 以上烟气余热预热进入炉膛冷空气，天然气综合消耗量对比老式炉子下降 29%；不锈钢、特种合金轴采用密闭惰性气氛保护加热，减少钢坯高温氧化损耗，金属材料利用率提升 11%。 厂区真实实测数据：单件 50 吨 42CrMo 风电主轴加热天然气消耗由改造前 1320m³ 降至 935m³，单件节约天然气 385m³，大批量风电主轴年减少天然气消耗数十万立方米，大幅降低碳排放。

三、环节二：万吨压机锻造工艺优化，减少加热火次与金属废料损耗

传统轴锻件锻造采用单次大变形少镦粗工艺，坯料变形不均匀，需多次往返回炉加热，额外增加燃气能耗与氧化皮废料。集团依托 15000 吨万吨压机充足输出压力，优化轴锻件标准化锻造工艺：采用多火次小变形充分压实，减少 2-3 次重复回炉加热工序，缩短高温总保温时长；统一优化锻造比 4.0-4.5，充分变形细化晶粒，无需额外高温扩散退火，减少热处理电能消耗。 同时自主优化轴锻件专用拔长、滚圆工装模具，尺寸***匹配轴毛坯，减少锻后机加工切削余量，钢材整体材料利用率提升 9%；锻造工位配套全自动氧化皮集中回收系统，锻打掉落氧化铁皮全部密闭收集转运钢厂回炉重炼，金属固废 100% 循环回收利用，无氧化皮废料填埋外排。

四、环节三：热处理生产线节能改造，大幅降低电能消耗

大型智能热处理炉是厂区第二大能耗设备，老式热处理炉无***分段冷却控制系统，淬火冷却水资源浪费、电能损耗严重。集团热处理车间完成两项核心节能改造：

热处理炉智能恒温分段控温系统，根据轴件材质、截面厚度自动匹配***保温时长，杜绝长时间无效恒温保温；利用热处理余热预热待加工轴坯，充分回收炉内余热，降低升温燃气消耗；

淬火水循环全闭环过滤降温系统，淬火冷却水过滤降温后循环重复使用，工业废水零外排；采用风冷 + 水雾复合间歇冷却替代传统全水冷模式，水资源消耗降低 72%，同步减少水循环处理电能消耗；

中小型轻型传动轴采用振动时效替代低温长时间去应力退火，无需 550℃持续恒温加热，单件热处理电能消耗下降 41%，兼顾性能与低碳节能。

五、环节四：全工序废气、粉尘环保治理，达标清洁生产

锻造、加热工序产生高温烟尘、氧化粉尘、氮氧化物，集团配套全套一体化环保处理设备，全工序废气集中统一治理：

全部加热炉低氮燃烧器改造，从源头降低氮氧化物生成量，配套布袋除尘 + 脱硫脱硝一体化废气处理设备，烟气实时在线监测，颗粒物、NOx、SO₂排放数值持续低于山西地方锻造行业排放标准限值；

锻造车间行车移动式集气除尘装置，锻打、打磨、抛丸工位粉尘实时负压收集，车间无可见粉尘飘散，厂区空气质量常年达标；

危废分类密闭专项管控：热处理废淬火油、探伤废渗透液、废弃化学试剂单独密闭存储，交由具备危废处理资质企业合规处置，无危废随意丢弃、乱排放现象。

六、绿色制造配套数字化管理体系与低碳产品市场优势

全厂能耗数字化智能管控平台：厂区安装独立水、电、燃气智能计量仪表，每条轴锻件生产线单独统计单件产品能耗，按月分析能耗波动数据，持续优化工艺降低单位产品碳排放；设立专职节能管理班组，每日巡检设备能源浪费点位，及时整改；

省级绿色工厂资质背书：取得山西省绿色工厂、清洁生产审核认证，可根据客户需求出具轴锻件单件碳排放核算报告，适配风电、氢能、储能新能源企业低碳采购招标硬性要求；

低碳轴锻件市场竞争优势：同等规格重载轴锻件，集团单件生产碳排放量低于行业平均水平 23%，国内多家新能源、国有大型装备企业招标优先选用省级绿色工厂供货企业。

七、客观正视重型锻造绿色改造现存行业难点

轴锻件制造属于重型高温热加工工业，无法完全消除燃气、电能消耗，超大厚截面重载轴高温加热、调质热处理为工艺必需环节，现阶段仅能通过设备升级、工艺优化持续降低单位能耗，无法实现零碳生产；高端不锈钢、镍基合金轴锻件锻造所需惰性保护工业气体仍存在一定消耗，集团同步调研低成本低碳新型保护介质，持续迭代优化绿色锻造工艺。

八、总结

在国家制造业绿色低碳转型大背景下，重型锻造企业节能环保改造既是环保合规硬性要求，也是下游高端装备客户采购核心加分项。山西中重重工集团持续投入重型装备与工艺节能环保改造，从加热、锻造、热处理、三废治理全链条落地节能降耗低碳生产方案，在保障轴锻件力学性能、一级探伤质量不降低的前提下，大幅降低单件重载轴锻件能源消耗与污染物排放，以绿色低碳智能制造实力，为风电、船舶、冶金、火电、新能源高端装备提供环保型一体化整体锻造轴锻件，助力国内重工全产业链低碳可持续高质量发展。