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可持续发展的工程创意
发布时间:2011-01-26

4.1、悟可持续发展

    1987 年联合国环境与发展委员会出版“我们的共同未来”最初提出了“可持续发展的定义”;“既满足当代人的需求又不危及后人满足其需求的发展”。实现可持续发展是国家提出经济和社会发展的重大发展战略。

    目前,我国钢铁工业正面临第四次转折,这次大转折如今刚刚开始。就是进入新世纪后,全面建设小康社会的宏伟目标的提出,给我国钢铁工业的发展既提供了难得的机遇,也使我们面临严峻的挑战,这就是中国钢铁工业今后能否发展将取决于整个国家经济发展状况外,关键使自身实现全面、协调、可持续发展。

4.1.1、持续发展要素

    中国钢铁工业要实现可持续发展是有其条件和多个重要的影响因素的,市场的需求是其中的一个首要因素,还有“原料和能源”,“环境保护”和“科学技术”等基础,关键和决定性的因素。

    1)市场:可持续发展的首要因素。全面建设小康社会和西部大开发,提供了很大的市场,这是机遇。但必须看清风险的所在,尽量规避风险。对市场的广度和深度做正确的分析和研究,使产品更能适应工业化和新工业化的市场需求。

    2)原料和能源:持续发展的基础因素。中国钢铁工业目前 70% 左右的铁矿石靠进口,讲求经济性和规避风险,也是当务之急。

    3)环保:可持续发展的关键因素。钢铁生产中粉尘、 SO 2 、 CO 2 的排放等,已严重影响生态环境,我国的酸雨分布已是亚洲最严重的地区。

    4)科技:实现可持续发展,走向钢铁工业强国的决定因素。在未来中国钢铁工业可持续发展中,对于那些国外确实是先进的技术和设备,我们仍应积极的引进、使用。但是也必须迅速提高我国钢铁工业生产技术研发能力,增强整体的科技含量,提高科技水平。否则,“低水平”“粗放式”将又卷土重来。
  
  4.1.2、持续发展任务

    冶金企业可持续发展的任务,既要做大国、又要做强国,加之资源、能源、资金、环保密集,细分析起来,任重道远。

    1)进口钢材国产化

    上世纪 1984 年至 1987 年四年中,年均进口钢材1553.03万吨,年均耗资外汇 32.8 亿美元; 1993 年至 2000 年八年中,年均进口钢材 1739.19 万吨,年均耗资外汇 76.99 亿美元。本世纪,进口钢材势头仍然教猛, 2003 年达 3700 余万吨。我国冶金装备及其环境,生产不了上述数量的科技含量的钢材,引进或改造装备,是润滑工程研究的基本问题。

    2)钢铁设备国产化。加速推进技术装备国产化的进程,并不断提高国产化率,才能节省投资,增强产品市场竞争力,并提高我国钢铁工业的国际形象。

    目前,强化钢铁关键设备国产化工作主要有六个方面。基本情况见表 4-1 。其中液压、润滑油脂及装置的国产化,具有一定比例,其中配套工程的好坏,直接关系到设备国产化成败。

表 4-1 钢铁关键设备国产化

  
  序号
 关键设备
 预计需要
 国产化内容
 获取效益
 
1
 热轧薄板轧机
 3~4 套
 加速国内分交设备国产化进程;液压润滑电气采用国内设计。
 每条线投资 40~50 亿元,每条可节约 25 亿元, 3 套可节约 75~100 亿元
 
2
 冷轧薄板轧机
 在建与筹建

10 套
 实现国内分交设备国产化,提高国内设计水平
 国内外设备分交投资 25~30 亿元 / 条;国内分交(含液压润滑)可降 20 亿元左右 / 线。 10 套可降约 200 亿元。
 
3
 冷轧硅钢轧机
 目前不足 200 万吨, 2005 年需求量 350 万吨冷轧硅钢
 加快多辊冷轧机高牌号无取向硅钢及取向硅钢退火层设备国产化
 增加右述三种产能,需增加约 10 亿元投资。
 
4
 中厚板轧机
 至 2005 年,特中厚板消耗量为 3000 万吨,只有 2500 万吨产能
 具有比较强的优势,应满足潜在市场要求。
 大有潜力可挖
 
5
 热轧 H 型钢轧机
 2005 年 300 万吨产销基本持平。“十五”以后扩大产能。
 着重提高原料引进的部分设备的国产化水平。
 异型连铸坯设备国产化,总投资降 2.6~2.7 亿元。 H 型钢,外商不给图纸,摸索挖潜
 
6
 大型炉外精炼设备
 目前全国精炼仅 30% ,至 2005 年,以 50% 计,超出亿吨精炼增 6000 万吨设备能力。
 进一步实施,高效化,连续化和智能化
 潜力巨大
 
  
 
    3)21 世纪钢铁工业五大趋势。面对竞争激烈的 21 世纪,钢铁企业发展呈五大趋势:

    A、同步生产。同步生产将各工序的操作紧密联系在一起,润滑工程在多工序的同步效应,将直接影响同步生产能力。

    B、带坯连铸。直接带坯连铸将最终淘汰板坯、加热炉和大型轧机,并有可能使年产能力 15 万吨的小钢厂成为相关产品的主流。但设备的功能超越使可想而知的。

    C、电氧炉。把电弧炉和氧气顶吹转炉的特点结合在一起,将冶炼周期缩短段到 20 分钟。

    D、更严格的环境控制。保护环境与钢铁工业可持续发展相依为命。

    E、脑力生产。今后炼钢靠的是脑力。

这些趋势表明钢铁工业在可持续发展战略中将会脱颖而出。
  
 
4.2 润滑工程创意

    被润滑设备、润滑装置、润滑介质、润滑技术、润滑管理……都应涵盖在润滑工程范围之内,钢铁工业的可持续发展同时也依附于润滑工程的可持续发展。显现的和潜在的内容十分广泛,科技含量十分丰富,潜力的挖掘十分广阔。

4.2.1、提升摩擦学在科技界的地位和作用

    钢铁行业的科学技术和管理,就其摩擦学的时空、领域、机理、课题等有着深度的关联;就其摩擦学的整体性、适应性、同步性、系统性等有着广阔的涵盖功能;就其摩擦学在机械工程、金属学术、表面技术等领域的渗透性,几乎起着领军作用。体会最深的是机械工程中的热处理机件所来来的先天缺乏,在冶金工厂是个潜在的危险。如果能用摩擦学的观点、方法、手段去进行探索,将会有扭转乾坤的良好结果。

    摩擦学在政府行为、教育关怀、企业科研、环保技术……应提升其地位与作用。

  
  4.2.2、促进油脂液国产化的进程和强度


  
  状况:

    1)中国国情: 2003 年,我国润滑油消费量达 400 万吨,销售收入超过 300 亿元人民币。我国目前以超过美国成为第二大润滑油消费国。中国有大大小小四千余家润滑油厂家,据传,其中 93% 亏损。美孚、壳牌、福斯、埃索、道达尔、 BP 、嘉实等国外巨头,凭借强大的规模实力和国际品牌优势,在中国润滑油市场上如鱼得水。据专家估计,尽管国产润滑油占国内市场的 80% ,利润却只有 20% ,而位于世界 500 强前列的石油巨头们已经占据了 78% 以上的中国高端润滑油市场,攫取着整个车用润滑油市场 80% 的利润。

    2)钢铁行情: 2001 年钢铁行业的 15 个单位用外国油品情况见表 4-2 。

 
表 4-2 15 家国外油品在钢铁行业中的消耗情况(吨)
  
  名称
 总量
 英荷 Sheill
 美国 Exxon-Mobil
 英国 BP
 美国 CALTEX
 美国 LE
 其他
 
首钢
 160
 0
 122
 16
 0
 11
 11
 
宝钢
 3200
 756.6
 1227.4
 1140.1
 1
 0
 76
 
鞍钢
 1425
 349
 0
 0
 0
 0
 1076
 
武钢
 2339
 613
 1113.5
 156.3
 0
 0
 456
 
本钢
 1684
 589
 18.74
 0
 0
 0
 1077
 
攀钢
 313
 70
 183
 0
 0
 0
 60
 
济钢
 149
 130.5
 0.5
 0
 3.4
 3.4
 11.2
 
广钢
 160
 0
 65
 0
 0
 1.6
 93.4
 
湘钢
 143
 12.25
 126.63
 4.375
 0
 0
 0
 
唐钢
 194
 65
 104.7
 0
 0
 0
 25
 
莱钢
 180
 0
 0
 0
 0
 0
 180
 
邢钢
 300
 300
 0
 0
 0
 0
 0
 
天钢
 640
 0
 32.37
 0
 0
 0
 607
 
合计
 10887
 2885
 2993
 1316
 4.4
 15.7
 3672
 
比例 %
 0
 26.5
 27.5
 12.1
 0
 0
 33.7
 
  
 
    3)宝钢情况:宝钢油脂应用明细见表 4-3 、表 4-4 、表 4-5 。

表 4-3 宝钢公司国产润滑油总体消耗情况

  
  油品名称
 规格
 牌号
 年消耗量 吨
 应用部位
 
液压油
 HL 普通、 HM 抗磨、 HV 低凝
 32 、 46
 302
 炼铁、炼钢、热轧、冷轧液压系统
 
抗燃液压油
 水乙二醇
 46
 58.7
 炼铁、轧钢液压系统
 
机械油
 0
 32 、 46
 11
 炼铁、能源设备
 
齿轮油
 CKD 重负荷
 150 、 220 、 320 、 460 、 680
 437.3
 炼铁、轧钢、电厂齿轮箱
 
汽轮机油
 0
 32 、 46
 42.7
 电厂气轮机
 
压缩机油
 0
 32
 11.3
 炼铁设备
 
汽油机油
 0
 0
 0.8
 电厂设备
 
柴油机油
 0
 CC30 、 CD30
 3.8
 炼钢、冷轧设备
 
合计
 0
 0
 867.6
 0
 
  
 
表 4-4 宝钢公司国产润滑脂总体消耗情况
  
  油品名称
 规格
 牌号
 年消耗量 吨
 应用部位
 
锂基脂
 通用锂
 1 、 2 、 3
 14
 各类轴承
 
极压锂
 0 、 1 、 2
 676.8
 0
 
二硫化钼极压锂基脂
 0 、 1 、 2 、 3
 3
 0
 
铝基脂
 复合铝基脂
 1
 86.8
 高温部位轴承
 
钙基脂
 复合磺化钙基脂
 1
 31
 热轧工作辊轴承
 
聚脲脂
 0
 1 、 2
 8
 炼钢、冷轧高温部位轴承
 
密封脂
 煤气柜密封
 KG
 25.7
 高炉煤气柜浮动活塞
 
合计
 0
 0
 845.3
 0
 
  
 
表 4-5 宝钢股份有限公司进口油(脂)消耗情况
  
  公司名称
 品种规格
 年消耗量 吨
 使用环境及应用部位
 
英荷 SHELL
 油膜轴承油
 131.7
 冷轧设备
 
轴承油
 3.6
 0
 
齿轮油
 184.6
 0
 
抗磨液压油
 409
 0
 
压缩机油
 0.3
 0
 
柴油机油
 7.7
 0
 
扭矩油
 1.8
 0
 
极压锂基脂
 979
 0
 
二硫化钼脂
 1
 0
 
小计
 756
 0
 
美国 EXXON-MOBIL
 导轨油
 12
 热轧、冷轧设备
 
油膜轴承油
 312.7
 0
 
轴承油
 15.7
 0
 
齿轮油
 239.7
 0
 
开式齿轮油
 6.6
 0
 
抗磨液压油
 526.3
 0
 
油雾油
 13.8
 0
 
柴油机油
 2.6
 0
 
极压锂基脂
 92.1
 0
 
复合锂基脂
 2.9
 0
 
二硫化钼脂
 3
 0
 
小计
 1227.4
 0
 
公司名称
 品种规格
 年消耗量 吨
 使用环境及应用部位
 
英国 BP
 导轨油
 37
 钢管设备
 
油膜轴承油
 18.2
 0
 
轴承油
 12.5
 0
 
齿轮油
 345.8
 0
 
抗磨液压油
 559
 0
 
柴油机油
 1.1
 0
 
极压锂基脂
 159.6
 0
 
其它脂
 9.9
 0
 
小计
 1140.1
 0
 
美国 CALTEX
 轴承油
 1
 0
 
Casserole 、 Cosmo
 轴承油
 9.5
 炼铁设备
 
汽轮机油
 3.1
 炼钢、冷轧、电厂设备
 
齿轮油
 46.7
 0
 
抗磨液压油
 6
 0
 
油雾油
 10
 0
 
锂基脂
 1.1
 0
 
小计
 76.4
 0
 
合 计
 0
 3200.9
 0
 
 
    4)状况分析:钢铁行业进口油脂耗量达万吨以上,以宝钢为例,油脂总耗量 5380 吨,进口油脂 3200 吨,进口占总量的 65.1% 。消耗资金,进口油脂为国产油脂的价格高出 30~50% ,有的成倍数。就其品种而言,在国内均能生产;同类设备用油比较,同是进口设备,用国产油的企业不在少数;油脂品质,国内油脂厂家经多年努力,尤其是入世之后,很多油脂厂家敢于和国外油脂较量,甚至超过进口油脂的质量水平。
 
内涵:

    油脂液国产化进程和促进强度,其内涵十分丰富。

    1)提升素质:国产化进程中的技术培训与多个环节的实践普及和提高摩擦学知识促使企业和员工的素质大幅度提高,并提高国人在国际上的形象。

    2)企业科研:我国企业科研状态,落后是界先进水平 20 年。国产化,促使科研部门,高等院校与油脂厂、生产厂有机结合,进行广泛的理论与应用研究,着实将成果转化为生产力。

    3)强化管理:管理得有技术基础支撑。各项规章制度的制定与执行,必须有标准,而中国润滑油标准落后世界 20 年,拥有标准,才是真正的领导者。在钢铁行业的润滑工程管理才有依据。 TNPM 管理在润滑工程中有着广阔的实施前景。

    4)提高寿命:冶金设备运行的使用、经济、技术、环保寿命与其作为一种机械零件称谓的润滑油脂,应与时俱进,同步提高。

    5)克服误区:进口油脂并非全是一流产品,进口油脂并非完全满足钢铁设备运行要求;部分油脂功能过剩,低档设备用高档油,或选油不当;人的理念过分相信进口油脂,过分担心风险的发生,甚至怕承担责任。

    6)前沿技术:如“磁性抗磨 + 氢净润滑”风暴强势冲击中国;“绿色弹性润滑油”在摩擦面形成的渗透膜、反应膜、吸附膜三层保护膜的理想境界润滑??弹性润滑:弹流润滑和边界润滑之间出现一种新的润滑状态薄膜润滑;纳米润滑材料;金属磨损表面再生技术;油气润滑装置;冶金设备“无须修理”的实践与探索;机械备件的长寿化终端转为全寿化等等……。国产化进程将会给前沿技术提供演绎平台。

所以,促进油脂液国产化进程和强度,是润滑工程创意的极佳思维,是可持续发展的重要途径。


  
  4.2.3、强化摩擦学设计的步伐和深度

    摩擦学设计,应当成为摩擦学理论研究、成果转化为生产力研究,应用研究的知识库;是农业经济、工业经济、知识经济、循环经济含有润滑经济的百科全书;是指导工作善于管理、抗击风险、提供信息的问事处。摩擦学设计的宗旨、目的、内容、领域等等的广度和深度,现代摩擦学工作者,应视之为纲领性的工作。钢铁润滑工程在其摩擦学设计框架内,只是沧海一粟。

设计苍白

    诸多设计手册,内容十分丰富,但翻版多,世袭多,新内容少; 表格多,数据多, 可操作法少;共性多,程序多,个、特性少;所以,在现实中,如油气润滑装置如何选油?如何选脂?上哪找答案去?

反馈苍白

   钢铁行业设备运行,工况条件千奇百怪,反馈出百例、千例的信息,是摩擦学设计的源泉。信息无处投诉,无人过问。摩擦学设计鞍钢调研,有个良好的开头,也搞个摩擦学设计一百例,是个很好的开创,后续工作如何继承、发扬光大呢?这是可持续发展的根本大计。

4.2.4、师从润滑经济和开发循环经济

师从润滑经济

    油脂液高性能化、长寿化、全寿化、环保化、节能化。润滑装置如油气润滑,可以提高轴承寿命 3~6 倍,有的 30 余倍,润滑油消耗量只相当于喷油润滑的 1/10~1/30 ;适合于低速、重载、高温以及受赃物、水和化学性流体侵蚀的场合;往外界排放的润滑剂最少,油不雾化,有利于“环保”。大幅度降低润滑设备运用和维护费用。润滑管理中的定质换油制度,是潜在效益所在。油品检测,可制定设备运行状态外,还可在油品运行工程中补偿油品失去的部分动能。昂贵的进口油品国产化。设备及零件的零故障,零事故;设备与油脂的使用、技术、经济、环保寿命的同步延伸,等等,无不浸透着其巨大经济效益,师从润滑经济,是开发循环经济的重要内容,也是可持续发展的基本保证。

开发循环经济

    循环经济是各行业可持续发展的必然选择。钢铁润滑工程的循环经济因素多元。

    1)中国资源:中国的能源现状是缺油、少气、富煤。据了解,我国石油可采储量只有 38 亿吨,天然气总资源量为 38 万亿立方米,在全国已探明的能源储量中,二者仅占 6% ,其余 94% 均为煤炭。

    2)油品消耗:我国润滑油生产每年呈上升趋势,以应付国内多产业的需要。 2002 年润滑油产能 365 万吨, 2003 年 404 万吨,今年预测 450 万吨。油品消耗多、低中档油品多,向高档发展,向低能耗发展,是钢铁行业润滑工程循环经济的源头。

    3)功能补偿:油品使用长寿化、全寿化,通过检测,进行动能补偿,得以后续延长油品寿命。

    4)绿色制造:油品回收, 应与其他能源回收一样对待。目前旧油再生层次相差不齐,潜力不少。

    钢铁行业润滑工程与可持续发展,面广度深,是朝阳工业,也是风险工业。能否实现全面、协调、可持续发展,必须坚持结构调整中发展总量的原则;必须提高行业准入标准;必须深化改革;必须加大科技开发力度和加快推广应用先进技术、先进管理的速度。


  
  4.2.5、积极开展摩擦学应用研究

    目前我国钢铁企业存在的摩擦磨损问题多,能耗大,磨损寿命短,与国外差距甚远,极待解决。同时,由于摩擦磨损特性的特殊性、复杂性和无通用性也要求摩擦磨损研究必须结合工程对象开展,否则其研究结果不会对工业有真正的指导意义。据统计分析表明,世界上工业国大量的磨损问题主要是设计错误和配副(组成摩擦副的材料和润滑剂)选择不当所造成的。其原因是,没有实用于摩擦磨损手册提供的理论、计算、选副等等都是原则性的,无系统条件的,或者不适用于某些条件的,因此一用就错,为此,应针对钢铁企业中的对象积极开展应用性研究。
 

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