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矿山机械再制造业兴起打造绿色矿山【CICEE】

2022-11-24 来源:芜湖机械信息网

矿山机械再制造业兴起打造绿色矿山

再制造业是20世纪90年代在发达国家发展起来一个新兴产业.它以产品全寿命周期理论为基础,以实现废旧产品性能跨越式提升为目的,具有节能、节材、环保、优质等多种特质.与传统制造业相比,制造同类产品,再制造业通常只消耗不到1/10的能源、不到1/5的材料和只产生不到1/4的污染.我国资源紧缺和环境问题日趋严重,发展再制造业将有助于在节能和环保的前提下实现产业结构的升级,较好地缓解我国就业压力和发挥比较优势。

“ 十一五”期间煤炭行业新建煤矿投资总额为2200亿元,新增煤炭机械设备投资约770亿元.到2010年,大型煤矿采掘机械化程度将达到95%,中型煤矿的机械化程度将达到80%以上,大型煤矿国内先进水平装备率达到20%,国际先进水平装备率达到6%,中型煤矿国内先进水平装备率达到10%,大型煤矿机械化、半机械化程度达30%以上.而我国当前煤炭开采装备总体水平比较低,处于机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构,全国采煤机械化程度仅为 42%,其中国有大中型煤矿采掘机械化程度达75%,但设备老化程度较大,超期服役的设备占30%~40%,特别是一些乡镇煤矿和小型矿井生产设备简陋,技术水平低,装备差,有的根本没有机械设备,生产工艺落后,作业人员过多,效率低,基本上是非机械化开采.占全国煤矿97%左右的中小煤矿,受利益驱动,甚至用低廉的价格购买已经淘汰的旧式采煤设备,这些设备可靠性不高、安全性能差,且吨煤耗电量都在 60kW·h左右,是新设备吨煤电耗的 3~4倍.据此分析,近几年全国煤矿将有30%~40%的现役设备需要报废.同时,一般矿山机械设备正常寿命为20~30a ,大量非超期服役的成套设备也将逐年进入报废阶段。

按传统矿山机械设计制造理念,这些矿山设备报废后,就成为一堆废铁和垃圾,报废产品金属零件的回收利用主要采用回炉冶炼方式,对产品而言是一种 “ 从摇篮到坟墓”的过程.不仅回收利用及再制造使用率非常低,而且废旧矿山机械产品污染严重,如果废旧矿山机电产品不能及时有效地进行资源再生,必将成为社会尤其是矿山的公害.危害主要表现在3个方面:① 污染环境,由于废旧矿山机械零部件组成复杂,个别零部件中甚至含有铅、砷、汞等有害物质,如果处置不当或处理不及时,不仅造成空气、土壤和水质的严重污染,而且威胁人类身体健康;② 占用大量空间,矿山机械多为功率大、自重大、占用空间大的 “ 傻、大、笨、粗”设备;报废后若处理不及时而随意堆置,不但破坏了环境的美观,还侵占了大量土地或空间;③ 构成安全隐患,因我国缺乏二手产品质量检测标准和有效的控制措施,使一些本应报废的矿山机械流向个别乡镇煤矿和小型矿井,这些已经淘汰报废的煤矿设备,不但造成了能源过度浪费、噪声干扰、环境污染等,而且容易引发直接危及人身安全的事故.

因此,建立矿山机械回收再制造机制,对矿山机械配件的市场流通实行严格监管和加强回收再制造技术研究,已迫在眉睫.

再制造最初发源于军方的武器维修,苏联红军在卫国战争期间利用再制造技术抢修了 43万辆(次)坦克、装甲车,从而有力地保证了装甲部队的持续作战能力.二战之后,美军在如何更快、更好地修复武器方面投入了大量的人力、物力,并最终发展出了较为成熟的武器再制造业.美国国家科学研究委员会在制订2010年国防工业制造技术框架时,认为武器再制造技术是其武器系统性能升级、寿命延长的重要技术支撑,并因此而被列为重要研究领域.

目前,再制造产业覆盖的范围十分广泛,汽车、电机、机床、器械、家电、办公设备等.世界著名的汽车制造厂如福特、通用、大众、雷诺等或者有自己的发动机再制造厂,或者与其他独立的专业发动机再制造公司有固定的合作关系;德国大众在50a时间里已再制造发动机720万台,销售的再制造发动机与配套新发动机的比例为9∶1.美国专业化再制造公司数量超过73万个,直接雇员48万人,生产46种主要再制造产品,每年的销售额超过530亿美元.其中,汽车零部件再制造达360亿美元,雇员30多万人,在动力车供货市场中 70% ~90%是再制造产品.此外,德国、法国、日本等国家的再制造业发展态势很好.

在我国,再制造技术理论研究时间还不长,从事商业性再制造的企业还很少.1999年徐滨士首次在国内提出了 “ 再制造”的概念.2000年 《 绿色再制造工程及其在我国应用的前景》从工程学的角度分析了再制造工程的地位、作用、学科构成及关键技术,展望了再制造工程在我国应用的前景.与此同时,国内一些高校和科研院所也相应进行了再制造的研究,如农业部农业机械维修研究所开展了 “ 农用拖拉机再制造研究” ;上海交通大学与美国通用、福特汽车公司合作开展了轿车的回收再制造研究.目前,全球再制

造企业已经高达 73万多家,而我国专门从事再制造的企业仅有少数几家,且主要集中在汽车发动机的再制造上,如济南复强动力有限公司、上海大众、中国一汽、玉柴等,其比例与我国的制造大国身份极其不匹配.2006年卡特彼勒公司 ( CaterpillarInc.)与中国政府签署了一项协议,成为首家获准从事再制造业的外国公司,重点领域为废旧零件和机器的再制造.

我国矿山机械再制造业刚刚起步,装甲兵工程学院经过长期探索和实践,从装备再制造设计基础、装备再制造关键技术、装备再制造质量控制、装备应急维修等方面,发展了较为完善的装备再制造工程学科体系,并与新汶矿业集团合作开展了矿山设备再制造工作.

可见,对废旧矿山机械中的可再制造零部件,通过吸纳包括先进表面工程技术在内的各种新技术、新工艺,实施再制造加工或升级改造生成性能等同或者高于原产品的再制造产品,前景光明.矿山企业中超期服役设备之众,大型设备之大,淘汰报废设备之多熟为人知,尽管刚刚起步,但有如汽车发动机再制造业的技术与经验借鉴,矿山机械再制造业一定前景光明,不仅节能、节材、环保,矿山废旧机械产品的性能将得到跨越式提升.

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