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钢铁企业的摩擦学问题与可持续发展
发布时间:2011-01-26

陈祥斌 (鞍山海华油脂化学有限公司 114229 )
赵 源 (武汉材料保护研究所 430030 )


  
  摘 要:通过对钢铁企业的发展旅程,状态的调研与实践,剖析其惊人的摩擦磨损损失和由于理念转
       变而产生巨大社会和经济效益,进而揭示出摩擦学应用研究,对钢铁企业及其润滑工程的可
       持续发展起有基本的又是主导的重要作用。

关键词:钢铁企业 摩擦学 应用研究 可持续发展

                            光辉的旅程和跨越的成就

1.1光辉发展旅程

1949 年建国,至 2000 年的中国钢铁企业的光辉旅程见表 1-8 。

表 1-1 钢铁工业主要产品产量的变化                                   单位:万吨
  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 

 15.8
 135
 3178
 6159
 12850
 
铁矿石
 59.0
 429
 11779
 17185
 22256
 
焦碳
 53.6
 289
 4690
 6624
 12184
 
生铁
 25.2
 193
 3673
 5820
 13102
 
钢材
 14.0
 113
 2497
 4859
 13146
 
  
 
表 1-2 钢铁工业战略布局的变化                                       单位:%
  
 
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
东北地区
 72.6
 70.1
 29.1
 22.2
 14.1
 
华北地区
 16.6
 16.9
 20.6
 22.1
 25.8
 
华东地区
 5.1
 5.8
 24.2
 26.4
 31.9
 
中南地区
 0
 3.4
 15.1
 16.9
 15.9
 
西南地区
 5.7
 3.7
 8.9
 9.5
 8.9
 
西北地区
 0
 0.1
 2.1
 2.9
 3.4
 
东北地区
 85.4
 85.8
 62.8
 57.6
 60.3
 
中部地区
 8.9
 10.4
 26.2
 30.1
 27.4
 
西部地区
 5.7
 3.8
 11.0
 12.3
 12.3
 
  
  注:表中数字为占全国钢产量的百分比。
  
 
表 1-3 钢铁企业规模的变化                                             单位:个
  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
年产钢 50~99 万吨企业数
 0
 1
 4
 9
 12
 
年产钢 100~299 万吨企业数
 0
 0
 4
 8
 31
 
年产钢 300~499 万吨企业数
 0
 0
 0
 3
 7
 
年产钢 500~799 万吨企业数
 0
 0
 1
 1
 1
 
年产钢 800~999 万吨企业数
 0
 0
 0
 0
 2
 
年产钢 1000 万吨以上企业数
 0
 0
 0
 0
 1
 
  
 
表 1-4 钢铁生产技术结构的变化                                         单位:%
  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
低合金钢材比
 0
 0
 8.7
 12.6
 22.1
 
优质钢材比
 10.7
 7.3
 24.5
 24.3
 24.5
 
合金钢材比
 1.4
 0.9
 5.9
 5.0
 4.0
 
板管带材比
 16.4
 12.3
 32.3
 37.0
 42.0
 
按国际标准生产钢材比
 0
 0
 0
 34.9
 0
 
钢材市场占有率
 68.8
 71.1
 72.7
 86.8
 92.8
 
  
 
表 1-5 钢材品种质量的变化                                             单位:%  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
低合金钢材比
 0
 0
 8.7
 12.6
 22.1
 
优质钢材比
 10.7
 7.3
 24.5
 24.3
 24.5
 
合金钢材比
 1.4
 0.9
 5.9
 5.0
 4.0
 
板管带材比
 16.4
 12.3
 32.3
 37.0
 42.0
 
按国际标准生产钢材比
 0
 0
 0
 34.9
 0
 
钢材市场占有率
 68.8
 71.1
 72.7
 86.8
 92.8
 
  
 
表 1-6 钢铁工业资源利用效率的变化
  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
吨钢综合能耗( kg 标准煤
/t 钢)
 0
 0
 2524
 1640
 0
 
钢的综合成材率( % )
 63.46
 0
 74.78
 82.40
 92.20
 
  
 
表 1-7 钢铁工业实物劳动生产率的变化                               单位:吨/人.年
  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
实物劳动生产率
 2.4
 7.1
 13.9
 20.5
 51.1
 
  
 
表 1-8 钢铁工业经济效益的变化                                         单位:亿元
  
  0
 1949 年
 1952 年
 1978 年
 1989 年
 2000 年
 
工业净产值(增加值)
 0
 0
 77.32
 321.81
 1299.28
 
固定资产原值
 3.16
 15.66
 383.07
 994.89
 6297.46
 
固定资产净值
 3.07
 10.46
 274.07
 634.01
 3917.04
 
利税总额其中:利润
 0.1
 4.5
 50.0
 203.1
 386.34
 
0.06
 4.01
 33.64
 101.02
 144.43
 
  
 
1.1.1 、综合能力

    建成 1 亿吨钢的综合生产能力,跻身于世界大国行列。

    1977 年产钢 2374 万吨, 19 年赶超英国,世界排名第五; 1982 年 3716 万吨,超德国,排名世界第四; 1992 年 8093 万吨,超俄罗斯,排名世界第三; 1993 年 8953 万吨,超越美国,排名第二; 1996 年 10124 万吨,超日本,跻身第一。其增长速度也是惊人的,见表 1-9

表 1-9 中国钢铁增长速度对比

  
  国别
 年间区段 年
 钢产区段 万吨
 年平均增长率 %
 
中国
 47
1950 ?? → 1996
 15.8 ?? → 10124
 14.7
 
美国
 81
1872 ?? → 1953
 14.5 ?? → 10125
 8.4
 
日本
 64
1909 ?? → 1973
 15.4 ?? → 11932
 10.9
 
俄罗斯
 82
1885 ?? → 1967
 19.3 ?? → 10222
 7.9
 
  
 
1.1.2、战略布局

    表 1-2 、表 1-3 表明, 1570 多个钢铁企业,钢铁工业大中小相结合,沿海与内地相结合,改变钢铁工业的战略布局。

1.1.3、品种质量

    坚持品种质量第一,四个现代化所需钢材基本上立足与国内。

    ?? 50 年代初只有 100 多个钢种,轧 400 多个规格钢材。至上世纪 80 年代后期,发展至 1000 多个钢种, 40000 多个品种规格。

    ??国内钢材在国内市场占有率由建国初期的 60% ,提高到上世纪 90 年代的 90% 以上。

1.1.4、技术装备

    不断提高生产工艺与技术装备水平,调整和优化钢铁工业结构。设备沿着大型化,连续化,高效率,自动化发展。现在又朝着数字化,智能化,环保化迈进。

1.1.5、增加积累

    为国家增加积累,经济增长方式开始由粗放型向集约型转变。1949年到 1997年 48 年中,钢铁工业基本建设投资积累计为 2329.7 亿元,而同期为国家创造的利税累计为4421.1 亿元,同期安排上百万职工就业累计支付工资总额和劳保福利约 2500 亿元。 48 年期间为国家创造的净国家收入 4600 亿元。

1.1.6、培养人才

    培养与造就一支政治和技术素质较好的钢铁企业职工队伍, 49 年 7.9 万人。至上世纪末,达 370 万人,其中工程技术人员 20 万人,管理人员 34 万人。

    从 1949 年的 15.8 万吨粗钢,发展至 1996 年的亿吨粗钢,其光辉的发展旅程,在世界钢铁史上是奇迹性的。


 
1.2、跨越式的发展

1.2.1、发展速度

1996 年至今并预测后几年的钢产量见表 1-10 。

表 1-10 1996 年至今并预测钢产量                                             单位:亿吨

  
  年份
 1996

 
 1997
 1998
 1999
 2000
 2001
 2002
 2003
 预测产量
 
2004
 2005
 2010
 
粗钢
 1.0124
 1.0891
 1.1459
 1.2395
 1.2850
 1.2349
 1.8224
 2.2234
 2.63
 2.8-2.9
 4
 
  
 
1.2.2、发展特点

    ??钢铁快速增长勾勒“重工业化”特点,至 2003 年我国重工业的增加值达到 60% 以上, 超过了轻工业。

    ??钢铁工业主打“绿色品牌”, 自上世纪 90 年代末, 10 年左右实现了钢产量翻番。与此同时,总能耗只增加了 38% ,吨钢可比能耗下降了 37%吨钢耗新水下降了 50% , 吨钢废水排放量下降了 50% ,年排出量下降了 29% ……但吨钢能耗仍比国际先进水平高 15% 左右。

    绿色制造是一个综合考虑资源,能源消耗和环境影响的现代模式,目标是使产品从设计、 制造、包装、运输和使用到报废处理的整个生命周期对环境负面影响最小,资源、能源利用率最高,并使企业的经济效益,环境效益和社会效益协调优化。钢铁工业普及、开发、探索绿色化技术,必须有生态化工业思想和循环经济思想的理念,以构造、确立、开发新一代生产流程、钢厂模式和钢铁材料。

    ??四个新的标志或特征:第一,人均产钢和消费钢 171.98 千克 、 199 千克 ,均超世界平均水平,中国以步入工业化的中期阶段;第二,由板带材增长速度大于长线的消费结构变化;第三,发展受到矿石、煤炭、电力、水等资源条件和交通运输及环保条件的制约;第四,市场、低成本、供给体系的竞争日益激烈。

1.2.3、发展方向

钢铁工业科技进步的发展方向:

    企业管理信息化技术和生产过程自动化控制的开发和应用。

    薄板坯连铸连轧在品种、质量上的创新与提高。

    超越国际先进水平的各工序节能技术。

    清洁钢生产技术。

    高效连铸和高作业率轧机的技术。

    炼铁系统铁、焦、烧协调实现的小渣量、低焦化、高煤比、高风温、长寿命的新技术。

    轧钢工艺中的控轧控冷( TMCD )、强力轧制(低温临界点轧制)和超细轧制技术。

    生产高技术含量、高附加值钢材品种的制造技术。

    新一带钢铁生产流程中的熔融还原技术和薄带连铸技术的开发创新或引进消化。

    铁矿石的高产出率和低品位及共生矿等难造铁矿的低成本提铁降硅,提高金属收得率的选
    矿技术和其他金属的回收综合利用技术。

1.2.4、发展空间

    ??现代钢铁工业寻求的客观经济规律,即产品专业化分工与协作。

    美国:以大型钢铁厂为骨干,实行大、中、小专业化分工与协作。

    日本:以大型钢铁联合企业为主,形成“金字塔”型的钢铁工业体系。NKK 与川崎重组为JFE,
          年产钢 3000 万吨。新日铁和佳友正在重组。

    欧洲:上世纪 80 年代 22 家钢铁企业联合兼并到目前 4 家超大型钢铁企业集团。联合重组的
          阿塞勒钢铁集团,年产钢能力达 4600 万吨,世界第一。

    原苏联:由“大而全”,“小而全”用三个五年计划变为专业化分工协作。

    我国的万能厂模式必须重组。以解决重复建设,重复引进,缓解厂内外运输,工艺上变多火成
    材为一火成材,并减化工序,利于上新工艺,新技术和新设备等。

    ??本世纪头 10 年,中国钢材市场还有很大发展空间(吴溪淳语)世界钢动态( WSD )预测中国钢材年需求量能会在 2004 年中期开始回落, 在未来几年内钢材增长率仅为 6% 左右。国际钢联预测需求年增长率 12.8% 。

    ??钢铁创业的巨大商机,新一轮大规模铁路建设将开展;建设客运专线 1. 2 万公里 以上;规划 建设新线 1. 6 万公里 ;规划复线 1. 3 万公里 ;有线电气化 1. 6 万公里 , 等等。至 2005 年,全国营运业里程将达 7. 5 万公里 。至 2020 年达到 10 万公里。汽车工业, 2003 年产销量分别为 444.37 万辆、 439.08 万辆,分别同比增长 35.20% 、 34.21% ,而钢产量为 2.22 亿吨, 同比增长 22.38% ,远落后于汽车工业发展。其他机械制造业,家用电器等发展业很快, 城市轨道交通设备国产化等,都是钢铁企业的新机遇。

    ??代替进口钢材 2003 年为 3717 万吨, 90% 是产附加值板材产品。 占到国内市场消费量的 35~70% ,是个潜在发展空间。

  
  1.2.5、发展瓶颈

    中国钢铁工业的六大风险

    钢铁工业是资金、技术、资源、能源密集的产业。在世界钢铁产能过剩、市场竞争日益激烈的形势下,必须高度警惕迅猛发展后的六大风险。

    1)供大于求的潜在风险:产能过剩必然导致价格下跌、库存增加、开工率下降,对全行业经济效益产生严重影响,工厂亏损、倒闭的人员下岗,银行坏帐,引发社会问题。

    2)加剧了产业的结构性矛盾:上世纪 80 年代中期的 114 家炼钢企业,剧增至目前的 280 多家,平均规模不到 70 万吨 / 年。其中, 200 余家小炼钢厂规模不到 10 万吨 / 年;轧钢企业多在 1.2 万家……,散乱差的问题十分突出,难以实现集约化经营,资源配置不够合理、高效,制约竞争力提高。

    3)有可能形成银行新的不良资产。大型钢铁企业贷款一般为 50 ? 60% ,民营企业更高,一旦市场发生变化,贷款得不到补偿而形成新的不良资产。

    4)加剧了资源的供需矛盾:资源、能源争夺,华东缺电、东北缺水,仍盲目上马。

    5)不利于产品结构的调整和产业升级:冷轧薄板、镀锌版、彩涂板、不锈钢板、冷轧硅钢片等关键产能严重不够,线材、螺纹钢、窄带钢有的是,造成新的钢铁行业布局不合理。结构调整和产品升级难以调整。

    6)能源和环境问题将成为发展的主要绊索。

1.2.6、发展政策

    原则上不再批准新建钢铁联合企业和独立炼钢厂,炼钢厂项目,其最低条件是:烧结机使用面积达 180 万平方米及以上;焦炉炭化室高度达 4.3 米 及以上;高炉容积达 1000M 3 及以上;转炉容积达 100 吨及以上;电炉达 60 吨及以 上 ,等等。

    未按法定程序向环保部门报批而擅自开工的项目一律停建或停产。 相关项目的环保项目一定配置,如电炉必须配套烟尘回收装置。

    严格钢铁市场准入,达不到有关条件的一律不批准建设。环保、工商、质检、证监、海关等政府部门分别严格把关。

    未经批准擅自占地开工的要依法收回土地。

    鼓励增加板管等高附加值短缺钢材的供给能力。

    目前我国大型的钢铁企业新上的项目都以当代成熟先进工艺为标准建设的,在高炉轧材和废气回收等方面都处于世界先进水平。需要淘汰的低水平产能约有 6000 万吨规模。当前世界钢材供应偏紧, 2003 年世界产钢 9.6 亿吨,钢材价格依处高位。

    我国仍是一个发展中国家,需要大量钢材消费,所以钢铁工业落实严控措施不能搞一刀切。

1.2.7、发展前景

    中国经济进入一个消费结构的变化和快速升级的阶段, 宏观调控措施对钢铁业长期发展有利,钢铁工业仍处于产业链的核心地位,仍然是最有前途的产业之一, 是盈利丰厚的产业之一,也将是竞争激烈的行业之一。 中国钢铁工业的大发展是必然的, 这一发展过程可能是跃进式的, 可能是渐进式的,也可能是迂回曲折的, 它将完全取决于国民经济发展过程中各个行业的发展对钢铁材料的市场需求。

    为适应世界经济一体化的发展趋势,应用先进技术,以市场和资本为前提,进行装备,组织和产品结构的全面调整和整合,并积极参与到国际市场的竞争中去。

??高利润刺激 发展的新动向

    钢铁业固定资产投资以往年均在 400 亿元至 500 亿元人民币之间。 2000 年达 704 亿元, 2003 年达 1400 亿元, 2004 年前 4 个月 478 亿元。正在建设的钢铁投资项目总投资计划在 3360 亿元左右。高利润的刺激, 2002 年,产钢 1.822 亿吨,重点大中型企业实现利润达 240 亿元。

钢铁业在宏观调控之中,其发展出现新动向:

    1)合资建厂或外商独资建厂:宝钢与新日铁合资建设 1800 毫米冷轧工程及本钢与浦项在本钢合资建新轧线。

    2)民资进入冶金行业:民资先融入中低端钢铁业,再逐步积累行业经验向高端领域发展。

    3)“贴牌”生产方式的出现:“贴牌”系指拥有极高品牌价值和市场资源的企业委托其他同类产品生产厂家,有效利用其资源进行生产,并直接贴上自己的强势品牌商标。

    4)流通企业向生产 / 加工型发展。

    5)外商推进在华业务:浦项投资 2600 万美元在江苏昆山设立汽车用板加工中心等。

??高规模排序 高产能实

    1)国内产能最大的 40 家钢铁企业的发展规划:


  
  0
 生 铁
 粗 钢
 钢 材
 
2005 年
 1.77 亿吨
 1.84 亿吨
 1.84 亿吨
 
比 2002 年提高
 42%
 29%
 34%
 
  
 
    2)40 家企业 2002 年至 2005 年扩幅进程


  
  排名
 1~10
 11~20
 21~30
 31~40
 
粗钢扩幅 %
 24
 68
 43
 75
 
  
 
??特大型企业 高规模蓝图

    1)宝钢发展新思维??跻身世界钢铁行业前三强。近期,宝钢以拟订“十一五”期间的规划框架,在做强的前提下,“干 3000 万吨,看 4000 万吨,想 5000 万吨”,在 2010 年成为世界钢铁业前三强。

    2)鞍钢西部开发, 2003 年开工项目: 2150 热轧生产线一条,年产 300 万吨, 2005 年底竣工; 2130 冷轧生产一条线,年产 200 万吨, 2005 年全投产,此时鞍钢产能在 1500 万吨左右。

    3)沙钢 2002 年底兴建 200 万吨热轧板卷生产线工程,于 2004 年底投产。与武钢、首钢、济钢等均有大的在建项目

    4)在建和拟建的百万吨的冷轧生产线有武钢、鞍钢、本钢、包钢、邯钢、马钢、涟钢、济钢、广钢与首钢。

??美国 WSD 公司预言, 18 个重要发展动向和预测, 2002 年全球钢产量 10.2 亿吨,中国产钢 2.5 亿吨: WSD 选择 20 个“世界级钢铁企业”,今后 10 年仍具竞争力,中国的宝钢、鞍钢、沙钢是 20 个中的 3 个。 2002 年中国冶金行业最后排名 124 以后的单位,销售收入 3.0258 亿元资产合计 9.5449 亿元。上述三个公司的销售收入和资产合计见表 1-11 。

表 1-11 2002 年宝钢、鞍钢、沙钢销售收入资产表

  
  冶金行业
位 次
 全国行业
位 次
 企业名称
 销售收入
(亿元)
 资产合计
(亿元)
 
1
 8
 宝山钢铁股份
有限公司
 337.7011
 615.0747
 
2
 12
 鞍山钢铁集团公司
 245.5535
 681.8506
 
5
 30
 江苏沙钢集团
有限公司
 145.1197
 144.7053
 
 

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