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东北大学成功合成可用于火车高磨合成闸瓦的硫

发表时间:2014-11-01 12:10 作者:admin 来源:未知 浏览:
在近日召开的第十四届非金属矿加工利用技术交流会上,东北大学的朱一民教授代表韩跃新教授课题组,介绍了东北大学矿物与粉体技术研究中心在水热法合成硫酸钙晶须及其在火车高磨合成闸瓦中的应用的相关研究。
  
  晶须是具有均一的横截面、完整的外形、完善的内部结构,长径比达到5~1000甚至更高的纤维状单晶体。由于晶须在结晶时原子结构排列高度有序,使得其内部存在的缺陷非常少,因而其强度接近于材料原子间价键的理论强度,其机械强度等于邻接原子间力,是一种强度很高的材料。晶须可作为一种高强度、高模量、耐热、耐磨的高性能新型增强材料,可对基体材料实现增强,从而得到质量较高的产品。
  
  硫酸钙晶须是目前研究较多的一种常见的矿物晶须,东北大学的韩跃新教授带领的团队,以石膏(CaSO4·2H2O)为原料,采用水热法合成了超细硫酸钙晶须。制备超细硫酸钙晶须的最优工艺条件为反应温度120℃、料浆初始pH值9.8~10.1、料浆质量分数5%、原料粒度18.1μm。在此条件下,制备出了平均直径为0.19μm,长径比为98的超细硫酸钙晶须产品,添加到火车高磨合成闸瓦中表现出了优异的性能。
  
  高磨合成闸瓦是火车制动器的核心部件。要实现火车的制动,闸瓦要有一定的摩擦系数,同时要给闸瓦施加压力。高摩闸瓦一般的摩擦系数应该在0.3以上。我国每年需要火车闸瓦数千万块,价值数十亿元人民币。国外使用的闸瓦绝大部分材质为无石棉的合成闸瓦:99%为无石棉、树脂基合成闸瓦;铸铁闸瓦小于1%;粉末冶金闸瓦小于0.1%。而我国石棉基的高磨闸瓦至今仍占很大比例。
  
  东北大学与浙江三门哈达摩擦材料厂联合研制的添加硫酸钙晶须的“HD型铁路货车高摩合成闸瓦”先后通过了铁道部的审查和验收,并且在使用中表现出了优异的性能。硫酸钙晶须在其中体现出了优良的增强和散热性能。
  
  (1)导热性好、温升低:制动台架试验表明,车轮踏面最高温升为167℃,一般温升在70-106℃,远低于《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件》规定的不高于400℃的温升值。
  
  (2)耐磨性好:制动台架上一次停车制动试验,闸瓦的磨耗量总和为0.08cm3/mJ,远低于标准规定的磨耗量总和不大于1.5cm3/mJ的规定。
  
  (3)摩擦系数变化平稳:制动台架实验数据和曲线表明,随着速度和温度的变化,闸瓦的摩擦系数变化十分平稳。
  
  (4)通过在一些机车和一些企业自备车上数年的运行结果表明:HD型高摩瓦不龟裂、不掉块、不镶嵌、不粘辊,且防老化性好。
  
  (5)有利于环境保护:HD高摩瓦不含石棉和铅等有害物质,在生产和使用中不会造成环境污染,不会影响生产工人和列车检查人员的身体健康。
  
  2006年7月,硫酸钙晶须增强的高摩合成火车闸瓦开始在神华公司神木北段至黄骅港线使用,3800辆车装用30400块闸瓦;该路段车辆运转周期为2.7天,月运行约2万公里,年运行里程约23万公里。该线路状况复杂,桥梁、隧道、小曲线、长大坡道居多,全长815公里,其中坡度达到12‰的连续坡道有300多公里。为了保证运用安全,避免出现磨托等故障,神华公司规定闸瓦的运行限度为20mm,比《铁路货车运用维修规程》规定的闸瓦运用限度14mm更严格。11月,随着北方深加工企业陆续检修,市场供应再度偏紧,厂家有意挺价。但受下游减水剂、精萘、2-萘酚市场需求打压,成交困难,工业萘欲涨不易。”丰喜化工供销副科长尚学军等市场人士如此分析近期的工业萘市场。
  
  开工率降低货源偏紧
  
  10月上中旬,受货源紧张利好因素影响,工业萘延续前期涨势,一路冲高至年度最高价8500元(吨价,下同)。10月下旬工业萘触顶回落,主流商谈价格为8200—8400元。10月份,国内煤焦油深加工市场开工率维持在45%左右。
  
  进入11月份,天气渐冷,煤焦油深加工传统淡季即将来临。随着江西黑猫20万吨/年装置、山东杰富意50万吨/年装置、莘县5万吨/年装置、山西阳光焦化36万吨装置、山东奥瑟亚30万吨/年装置陆续进入检修,11月煤焦油深加工企业开工率可能降低至40%左右。区域货源再次相对偏紧,厂家有意挺市,报盘上涨,市场交投气氛提升。
  
  煤焦油走跌支撑无力
  
  煤焦油深加工装置开工率降低,虽有市场供应量缩减利好,但这同时也减少了下游对煤焦油的接货力度。各焦化企业多看空后市,积极出货,继华东地区之后,华北、东北、西北等地区均现跌势。目前煤焦油市场主流成交价在2600-2750元。且部分焦化企业拍卖、招标价格均处低位,如邯郸钢铁11月4日4000吨煤焦油最后中标价格为2500元,对市场形成打击。预计近期市场弱势盘整运行,部分高位货源仍存小幅走跌空间。
  
  减水剂销售进入淡季
  
  近期,由于下游市场为赶工期对减水剂需求有一定的放量,减水剂市场延续稳势,国内高效低浓减水剂主流报价3700~4300元,高效高浓减水剂主流报价
  
  4800~5200元,各厂家多按单生产。但随着天气转冷,作为工业萘需求大户的萘系减水剂活跃时间受限。目前,东北地区除了辽宁以外,其他地区装置多难以运行,已进入半停工状态。后期北方市场或受气候影响开工率降低,同时因萘法及邻苯法成本并无明显差距,萘系减水剂销售将进入淡季,企业对工业萘采购力度减少。
  
  精萘市场弱势运行
  
  目前精萘市场主流参考价格在9400~9500元,高位出货量较少。在终端需求的打压下,精萘市场商谈重心仍有下移迹象,预计11月下旬过后,随着原料利空增加,市场或将继续探底。
  
  2-萘酚行情跌势延续
  
  上周国内2-萘酚市场在终端需求的打压下继续松动,实盘商谈维持在18500元,较前周下降500元,下降幅度为2.63%。丰喜化工等厂家表示新单签订困难,货源流通仍多为前期合约,下游2.3酸对原料采购多以按需为主,2-萘酚市场跌势延续。由于四季度不是2-萘酚的需求旺季,近期下游染料需求较之前回落,同时随着环保日益严格,不排除地方性临时限产、停工可能。
  
  市场分析师彭飞认为,产品的价格主要是企业挺价和下游打压的博弈。工业萘市场在当前深加工企业限产、检修较多、开工率降低的利好和下游需求低迷的利空博弈中,或将盘整运行。三中全会公报指出,在经济体制改革中,将使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用,这一表述印证了此前国务院研究中心公布的“383改革方案”提到的在垄断行业“形成竞争性市场结构,同时在自然垄断环节形成有效监督”。

  “383改革方案”称,将放宽非常规油气资源的勘探开发准入为突破口,推进石油天然气行业的改革。

  尤需注意的是,由于国有石油公司占据国内超过八成的上游资源,以非常规油气资源为突破口能否打破国有石油公司对上游资源的垄断门槛,阶段性引导民营资本参与常规油气田开发,成为诸多业界人士观望的一大焦点。

  针对这一石油行业改革路线设计,国内油田技术服务领域的“蚂蚁冠军”、在港交所挂牌上市的安东油服(03337。HK)董事会主席罗林接受了《21世纪经济报道》记者专访。

  “低效油田”开发契机

  《21世纪》:你怎么理解三中全会中强调的市场配置资源起决定性作用和此前“383方案”中提到的对上游资源的改革思路?

  罗林:“383方案”实际上是一个市场化的方案,比较全面地讲了市场要素的配置。方案中提出将非常规油气资源开放作为突破口,我个人认为是一种很现实、很稳妥的路径,“383方案”提到的矿权转让制度将在发挥资源高效利用方面产生积极影响。

  我相信如果这个方案得到实施,将对石油行业产生长期的、积极的影响,不仅有益于民营企业,对三大国有石油公司也同样有好处。我们也高兴地看到这次三中全会精神提倡的市场对资源配置的决定性作用。

  《21世纪》:除方案中提出的以非常规油气为突破口之外,未来的改革方向还可能涉及哪些领域?

  罗林:二十年后,中国的油气进口依存度会不会达到一个难以接受的程度?但我认为,立足本土,高效利用油气资源,维持和增加产量,是我们必选之路。到底从哪些方面入手?我个人难以找出系统、全面的答案,最近思考了两个问题:

  第一,中国会不会产生页岩气革命?美国页岩气革命的产生有两个要素,一是花了超过二十年寻找页岩气区块,导致大量的页岩气区块积压,二是技术及观念的突然突破,使得大量的页岩气区块同时得到开发,产生了爆发式增长。中国缺少页岩气长期勘探的过程,虽然不会产生“革命”,但我们可以借鉴美国的经验和技术,只要坚持开放的政策,必将促进页岩气的快速开发。

  第二,怎么快速提高油气产量?低效油气田的开发利用大有可为,过去的几十年,三大国有石油公司发现了大量没有开采价值的低效油气田,应该也属于非常规油气资源。虽然国有公司也作出了很大的努力来开发,但仍然还有大量闲置的低效油气田,这由国有公司开发经济效益相对较小,但如果转由中小企业开发将会变得很有效益。

  所以,我认为上游资源的开放如果从闲置的低效区块、小区块开发利用开始,可能是上游资源市场开放的一条完美的路线图,也无疑将为中国的石油供应带来非常巨大的影响。

  《21世纪》:你建议如何开发国内的低效油田?

  罗林:关于低效油田的开发,国际上大的石油公司有一些成熟的做法,一是矿权转让,二是服务总包。

  我尤其强调服务总包的方式,由规模较大的石油公司利用中小服务公司技术和成本的优势,达到经济开采的效果。这种方式不涉及矿权转移,但却可以立即见效。

  “383方案”提到的以非常规油气资源为突破口,建立矿权转让机制切中要害,但能不能落实是关键。

  《21世纪》:中国低效油田长期处于闲置状态的关键原因是什么?

  罗林:首先我强调的是,这些国有石油公司多年来做了大量的工作,但大量低效油田仍处于闲置,这其中一定存在着开发也不会产生价值的情况,但也一定存在大量由中小公司开发有价值的油田没有得到有效利用。

  但这种现状包括了评价标准、管理难度大,还有技术进步、国家政策等多方面的原因。

  改革需要依靠国有石油公司

  《21世纪》:“383改革方案”对民营企业来说意味着哪些新的机会?

  罗林:从目前来看还不是很清楚,因为没有相应的政策细节。

  但在油田工程技术领域里,目前已有一批初具规模的民营企业,三大国有石油公司内部的服务企业也是通过市场化运行,合同化管理。这次的改革方案如果能促进民营资本进入石油上游资源领域,将带来新的机会。

  同时,一定要注意民企不能将自身的发展与国有石油公司对立起来,首先不能否认航空母舰,只有承认三大国有公司的主体作用,立足行业战略和三大国有公司的战略制订自己的长期战略,才是民企长期生存发展之道。

  《21世纪》:改革对国有企业又意味着什么?

  罗林:改革开放同样会激发国有企业的活力,市场的开放和有序竞争非但没有坏处,反而能促进国企健康发展,因为更多的市场主体参与进来,将促使国有公司能更加集中精力,抓大放小,注重经济效益,回归企业的经济主体定位。

  中国最懂石油的人还是集中在国有石油公司里面,无论是专业人才队伍,还是勘探开发技术,中石油、中石化、中海油这几大国企都有着非常明显的专业优势,所以改革需要依靠这些大国企,在改革思路方面,包括以后制定的一些政策细节都应该得到国有公司的配合,才能充分发挥国企的力量,推动行业的进步。

  《21世纪》:有人把这一次石油领域的改革看作民营企业迎来的又一个春天,你怎么看?

  罗林:美国在金融危机期间,加大了石油行业的投入,引发了页岩气革命,基本解决了能源独立问题,增强了国家竞争力。在我们国家目前经济转型特殊时期,能不能通过改革开放,促进石油行业投资进入,带动行业的春天?目前还难以预测。

  但需要强调的是,这是一个专业化程度非常高的领域,不是一个来快钱的行业。我希望能有一些愿意承担责任、敢于担当风险的民营企业参与进来,不要认为这个行业就是黄金遍地,而是要真正沉下心来,执着地投入,共同推进、建设这个行业。

 

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