PAG水溶性淬火介质与淬火油数据分析

表１队Ｇ水溶性淬火介质、淬火油烟气（废气）检测数据 队Ｇ ｗａｔＩ＊ｓｏｈｌｂｌｅ ｑｕｅｎｃｈｉ｜Ｉｇ ｍｅｄｉ嘲，ｑｕ即ｃｈｉｎｇ ｏｉｌ ｆｌＨｎｅｓ（ｅｍｉｓｓｉ蚰）ｔｃｓ缸ｇ ｄａｔａ
注１：测试单位：辽宁省分析研究院、丹东市环境监测中心站。 注２：测试手段：气相色谱热导检测器ＧＣＴＣＤ气体分析法、唠应３０２２型烟气综合分析仪。 注３：括号中数据采用唠应３０２２型烟气综合分析仪测得，单位：ｍｇ／ｍ３；其余均为体积百分数，由ＧＣＴＣＤ气体分析法测得。
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３．１
酸钾ＫＣｒ２０，）氧化水中的有机污染物时所需的溶解
氧，需氧量越高，证明污染物越重。由表２可知， 淬火油的化学需氧量（ｃＯＤ）３５９９７ ｍｇ／Ｌ，ＰＡＧ淬溶 火介质的１１７４９ ｍ∥Ｌ，淬火油的ＣＯＤ是ＰＡＧ淬溶性 淬火介质的３．０６倍，表明ＰＡＧ淬火介质环保性好。
４淬火介质、淬火油消耗分析比较
１．１烟气收集 辽宁海明化学品有限公司技术中心到辽宁 五一八内燃机配件有限公司，在使用ＰＡＧ水性介质 现场，应用准备好的连杆试样加热８６０℃，保温３０ 分钟，放到事先准备好密封的装有１０％ＰＡＧ水性介
质的容器中，容器上面连有气孔，接入导管至集气
囊里，收集产生的气体，封存待检测。
同样到丹东市宏升热处理有限公司淬火油现
淬火油烟有害物质的２８％。测定结果表明：与淬火
油相比，ＰＡＧ淬火介质具有明显减排优势。 ２．２苯并芘又称苯并（ａ）芘，英文缩写ＢａＰ， 是一种高活性间接致癌物，释放大气后，会导致肺 癌和心血管疾病。从表ｌ可知，油烟中含有苯并芘 ２０ｍ∥Ｌ，ＰＡＧ淬溶火介质未检出，表明ＰＡＧ淬火介 质环保性好。
２．３
场，采用同样办法收集淬火油产生的烟气样品，封 存待检测。
１．２烟气定性定量检测
作者简介：姜聚满，男，高级工程师。辽宁岫岩人。主要从事热处理 介质研发、生产及应用工作。联系电话：０４１５—６１３５６８８ １３８４２５２７５１８ Ｅ－ｍａｉｌ：ｈａ咖ｉｎｇＩｌ
分别把应用ＰＡＧ水溶性淬火介质及淬火油产生 的烟气（废气）送到辽宁省分析科学研究院，采用
１．５），用ＰＡＧ水溶性淬火介质（１０％浓度）只需
１３万元（５０ １０％２．６），即可节６０多万元，对企业 经营者来说，可大大降低一次性投入，如果全国 每年达到５０％用ＰＡＧ水溶性淬火介质代替淬火油，
中仅淬火工艺一项１５００万吨Ｈ】，随着我国ＧＤＰ迅猛
增长，每年按５％递增，到２０１０年热处理淬火工艺 加工量应在１７３６万吨，一般来讲有８０％左右的工件 应用淬火油淬火，即有１３８９万吨，生产每吨零部 件需要５－ｌ ０ＫＧ（经验消耗），我们测定是６．５７，具体
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ＰＡＧ水溶性淬火介质与淬火油数据分析
姜聚满，王莎莎，杨秀成，夏丹凤
（辽宁海明化学品有限公司辽宁丹东１１８０１１）
摘
要：本文通过对队Ｇ水溶性淬火介质和淬火油在淬火过程中产生的烟气（ｃｏ、Ｃ０２、ＳＯ：、ＮＯ、ＮＯ：、苯并芘等有害气
体）进行定性定量检测，并对环境影响因素（生化需氧量、化学需氧量等）进行监测对比，阐述ＰＡＧ水溶性介质和淬火油的环 保性、安全性、经济性，认为ＰＡＧ水溶性淬火介质是目前环保的、安全的、经济的水溶性介质，具有广阔的市场应用前景，在 节能减排中更值得推广应用。 关键词：ＰＡＧ水溶性淬火介质，淬火油，烟气，环保性，安全性，经济性。
４．２．１
３．２
是生物化学需氧量的简称，指在水体中有氧条
件下微生物分解单位体积水中有机物所消耗的溶解 氧，ＢＯＤ，越高，表明污染物越重，表２可知，淬火 油的生化需氧量（ＢＯＤ５）３．５８×１０３ｍ∥Ｌ，ＰＡＧ淬溶 火介质的１．２３×１０３ｍ∥Ｌ，淬火油的ＢｏＤ５是ＰＡＧ淬 溶性淬火介质的２．９ｌ倍，表明ＰＡＧ淬火介质环保性 好。
ｔｅｓｔｉｎｇ
ｄａｔａ
注：生化需氧量采用ＨＪ５０５・２００９标准测得。 化学需氧量采用ＧＢ厂ｒｌｌ９１４一１９８９测得。
表３ １曲ｌｅ
３ ＰＡＧ ｗａｔｅｒ＿ｓｏｌｕｂｌｅ
ＰＡＧ水溶性淬火介质、淬火油吨工件消耗介质的量 ｗｏ亡ｋｐｉｅｃｅ
ｑｕｅｎｃｈ吨ｍｅｍ啪，ｍｅ ｍｃｄｉａ ｃｏｎｓ硼叩ｔｉｏｎ锄０ｒｕ呲ｏｆｑｕ髓ｃｈｉｎｇ ｏｉｌ幻ｎ
和渗碳钢的热处理要求，ＰＡＧ水溶性淬火介质代替
淬火油的比例、应用领域近几年在迅速增加。例 如：鞍山天丰机械有限公司，将辽宁海明化学品 有限公司生产的ＰＡＧ水溶性淬火介质，成功应用在 ４ＣｂＭｏＳｉＶ，（Ｈ，，）不锈钢芯棒的热处理上。辽宁富美 特殊钢贸易有限公司，将辽宁海明化学品有限公司 的ＰＡＧ水溶性淬火介质，应用在ｌＣｒｌ３、２Ｃｒｌ３、１３Ｃｒ 等不锈钢的工艺上。究竟ＰＡＧ水溶性淬火介质与淬 火油对环境的友好程度如何，使用成本如何，安全
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上个世纪九十年代，ＰＡＧ水溶性淬火介质从国
性如何，我们在中国热处理行业协会佟晓辉秘书长 指导下，在辽宁省机械工业学会副秘书长、沈阳市 热处理行业学会王家良秘书长大力协助下，做了如 下工作，敬请与大家共同探讨： １
注４：淬火油样品取自丹东市宏升热处理有限公司，队Ｇ水溶性淬火介质样品取自辽宁五一八公司及辽宁海明化学品有限公司。
《热处理环境保护技术要求》这两个标准，文中提 到的基本含盖了主要的有害气体，包括ＣＯ、ＣＯ：、 ＳＯ：、ＮＯ、Ｎ０２、苯并芘都测定了，可吸入颗粒物 （ＰＭｌ０）上述两种介质都微乎其微，可不考虑， 我们是在无组织排放条件下取样测定的，即工件淬 火时的瞬时值，会有误差，可作为定性分析。定量 时，取下限或平均值。 ２．４应用ＰＡＧ水溶性淬火介质在回火时会感 觉辣眼、呛人，是因为水溶性介质产生高温过热 态…，聚合物会分解出乙稀、丙烯和丙烷等有害气 体，建议加强通风、降低出液温度。 ３
注：ＰＡＧ水性淬火介质消耗是由辽宁五一八内燃机配件有限公司锻冶处提供的淬火油消耗是由丹东市宏升热处理有限公司提供
４７６
同，ＰＡＧ水溶性淬火介质，一般消耗在１ＫＧ．２ＫＧ， 最多不到３ＫＧ，由辽宁五一八内燃机配件有限公 司测定的每吨消耗为０．４２【２１；根据多个厂家反映数 据，淬火油经验消耗５ＫＧ一１０ ＫＧ，丹东市宏升热处 理有限公司测定为６．５７ｐ】。 ４．２．２废气产生量 中国热处理行业协会在２００８年４月由３０多位专 家组成的调查组，完成的《热处理行业基本情况调 查分析报告》，介绍２００７年全国实际热处理加工量 约２８００万吨，各种工艺处理零件约４０００万吨，其
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３．３
化学需氧量（ｃＯＤ） 是在一定严格的条件下，用化学氧化剂（重铬
表３是每生产１吨热处理零件消耗介质的量，由 于淬火工件品种、复杂程度不同消耗介质数量也不
表２ Ｔ曲ｌｅ ２
ＰＡＧ
ＰＡＧ水溶性淬火介质、淬火油ＢＯＤ、ＣＯＤ检测数据
ＢＯＤ、ＣＯＤ
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外悄然而至，进入中国热处理行业中，代替传统的 淬火油，国内企业使用后认为：工作环境清洁卫
生，无油腻感，不燃烧，无烟气，无火灾危险；淬
火灵活性强，通过控制浓度、温度、搅拌循环等
工艺参数，可实现从水到油之间各种冷却数率， 满足中低碳钢、高碳钢，中低合金钢、高合金钢
ＰＡＧ水溶性淬火介质、淬火油烟气
（废气）采集与检测
４．１情况介绍 介质消耗直接关系到企业成本与经济效益，为 了测量并确定单位热处理产品消耗，辽宁海明化学 品有限公司与辽宁省机械工业学会，沈阳市热处理 学会经过广泛社会调查，取得社会数据，又在两家 企业进行实际测定。 淬火油槽；丹东市宏升热处理有限公司淬火 油槽，外面储罐是７５立方米，内槽２２立方米，内槽
测结果见表ｌ（ＣＯ：虽属减排重要指标，一般不测
定）。 １．４苯并芘测定 辽宁海明化学品有限公司采用上述ＰＡＧ样品及 上述淬火油样品，送辽宁省分析科学研究院，测定 苯并芘含量，结果见表ｌ。 ‘●．‘●１…ｌ…，’１
．・。 ／＋１－ａｂｌｅ ｌ
我们上述测定的有害气体项目是依据
ＧＢ３０９５・１９９６《环境空气质量标准》和ＪＢ８４３４—１９９６
“十二五”每年节省成本６０８５９万元（１３８９万吨
８７．６３／２），即６．１个多亿１
工艺、具体零件消耗有所不同，这样全年消耗淬
火油约９．１３万吨（１３８９ ６．５７），其中有４０％挥发到
ｉｌｌ ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＰＡＧ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ
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淬火介质与淬火油对环境的影响
生化需氧量（ＢＯＤ）、化学需氧量（ＣＯＤ） 测定 同上１．４测得ＢＯＤ、ＣＯＤ结果见表２。 生化需氧量（ＢＯＤ）
标有刻度：外罐储量固定，内槽计量准确（考查半
年，生产６６３吨零件，消耗淬火油４．３５６吨）。 ＰＡＧ水溶性淬火介质槽：辽宁五一八内燃机配 件有限公司，只做斯太尔曲轴调质处理，每天三 班倒，生产量固定，每周加ＰＡＧ水溶性淬火介质固 定（取一周时间考查，每天加工曲轴５８０根，每根 １２８ＫＧ，每周产量５１９．６８吨，消耗介质２２０ＫＧ）。 ４．２数据分析
１６８＠１６３，Ｃ哪
气相色谱．质谱联用，面积归一法．ＧＣＴＣＤ，测得 ＰＡＧ水溶性淬火介质、淬火油烟气样品体积百分数 见表１。
１．３
２数据分析与比较
２．１
从表１可以看出：淬火油烟中的主要有
ＣＯ、ｓＯ：、氮氧化物（ＮＯ、ＮＯ：）现场检测
丹东市环境监测中心站大气测定室到辽宁
害物质包括ＣＯ、Ｃ０２、Ｓ０２、乙稀、丙烯、１一丁烯
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和甲烷（氮氧化物未检出），有害物质总量约占
５．２２％；ＰＡＧ水溶性淬火介质排出气体中含有乙 稀、丙烯和丙烷，有害物质总量约占１．４９％，仅为
五一八内燃机配件有限公司热处理一分厂一车间第 六号水溶性介质槽，采用崂应３０２２型烟气综合分 析仪检测淬火现场（没开排风），测定ＣＯ、ＳＯ：、 ＮＯ、ＮＯ：浓度；同样又到丹东市洪升热处理有限 公司淬火油生产现场进行测定（也不开排风），检
１．４９％，
（５．２２％一１．４９％）／５．２２％），，可大大改善
环境１
５经济效益分析
按现有市场价计算，生产每吨工件采用ＰＡＧ 水溶性淬火介质成本：０．４２ ２６元／ＫＧ＝１０．９２元，淬 火油成本：６．５７ １５元／ＫＧ＝９８．５５元，ＰＡＧ水溶性淬 火介质成本只占淬火油的１１．０８％，每吨节省８７．６３ 元，如果５０吨淬火槽，用淬火油需７５万元（５０