德国德马克,星马克的公司介绍?
SMS集团
SMS集团是在SMS责任有限公司的控股下,由多家为钢铁和有色金属工业从事机械设计和设备制造业务的跨国公司组成的集团公司。其两大核心企业SMS Demag和SMS Meer共同构成了SMS冶金分支。2006年,世界各地共雇有员工9,000余人,营业额约为28亿欧元。
SMS Demag设有以下几个业务分部:一体化工厂/交钥匙服务部; 炼钢/连铸部; 板带材热轧/冷轧机部; 带材处理线部; 电气自动化系统部;技术服务部和摩根油膜轴承部。
SMS Meer拥有三个分部:钢管、长材和铜材工厂部压力机及锻压技术部和感应技术部。
SMS冶金在中国的机构
我们与中国的业务有着悠久而成功的历史 — 早在1904年,我们就向中国的汉阳铁厂提供了一套轧机。尤其是随着1978年中国的对外开放,我们进一步加强了这一良好的合作并与我们的中国客户一起实施了为数众多的项目。
为了改进对我们用户的支持并根据需要能随时提供快速的协助,我们早在1983年便开设了北京代表处。此后,又于1984年开设了上海代表处。
为了扩展我们在中国的营销活动并进一步发展我们与用户的关系,我们目前在华设有以下机构:
2004年10月,我们在整合了上述的代表处和成立于2002年9月的西马克德马格自动化有限公司的基础上成立了新的“西马克德马格技术(北京)有限公司(SDT)。目前,我们已是SMS最大的海外公司之一。除北京公司外,我们还在上海和武汉分别设有分公司:
西马克德马格技术(北京)有限公司上海分公司:随着上海分公司的成立,我们更加贴近上海和华东及华南的客户。
西马克德马格技术(北京)有限公司武汉分公司:其前身为我们的一家合资公司,于2007年初经西马克公司并购后加入SDT。
西马克德马格国际贸易(北京)有限公司(STC):该公司成立于2006年中,主要业务为在中国采购机电设备并从事各种进出口业务和质量监督以及现场服务等。
西马克德马格冶金设备(上海)有限公司(SDME):我们于2006年2月在距离上海约60公里处的奉贤成立的维修服务车间,为我们的客户提供广泛的服务项目(例如: 芯轴、AGC液压缸,传动轴,CVC系统等)。
有3台。锻造根据成型时金属流动方式分为模锻和自由锻两种,模锻是金属在近似封闭的模型中整体成型,常用于大批量锻件生产。由于金属在模锻过程中整体流动,因此要求设备能力较大,比如,一个解放车发动机的六拐曲轴的模锻需要12500吨压力机,若是尺寸再大,例如,飞机上的模锻件则需要3万吨甚至8万吨压力机才能实现;自由锻造是局部变形,通过压力机上下砧座和相关附具,将金属逐步锻打成需要的形状,常用于单件小批量和大型锻件生产。比如汽轮机转子、大型支撑辊、船用大型曲轴、核电中的压力壳、蒸发器、接管段等等。这些大型锻件无法用模锻的方法生产,只能在自由锻造压力机上实现。一般常说的万吨水压机主要指自由锻造水压机。
在一重15000吨水压机建成投产之前,国内万吨以上的自由锻造水压机有3台,其中一台为一重自主建造的12500吨水压机,一台12000吨水压机在二重,由捷克制造,另一台12000吨水压机在上重,由上重和江南造船厂联合制造。3台水压机均为三梁四柱结构,其中一重、二重的水压机横梁为铸造组合结构,上重水压机横梁为焊接结构;水压控制系统均采用锥阀系统、水泵站蓄势器传动,大手把操作。配有工具操作机,缺少锻件尺寸精度控制,锻件精度差,机械化水平低,生产效率低。
国际上已有15000吨级水压机有2台,俄罗斯和罗马尼亚各有一台。其中,俄罗斯的水压机是自己生产、德国德马克公司改造,罗马尼亚的水压机是德国西马克公司生产。在主机结构、水压机控制和电气控制系统上都各有特点,但总体技术水平比我国现有的水压机都高。
对比国内外现有的万吨以上水压机,一重新的15000吨水压机主要参数为:公称压力15000吨、三梁四柱结构、柱距7米、水压。不仅在能力上超过现有的所有水压机,是世界上最大的,而且在主机结构和控制系统水平上也有全面提高,是世界上最先进的重型自由锻造水压机
一机两流:一套拉矫机两支铸坯(河南安阳德国德马克机型,河北邯郸钢厂也有类似的,多年前见的,现在不知是否已淘汰).
两机两流:两套拉矫机两支铸坯,各拉1支坯子.
一机一流:一套拉矫机1支铸坯.
按照连铸机演变过程,过程大概是这样排序:一机一流,一机两流,两机两流.当然,大断面连铸机高效改造也有往回改的:一机一流改为一机两流.
超深井由于其建井、钻井和完井时间都比较长,而且普遍存在地层结构复杂的问题,因此对钻井设备的要求是:①可靠性高;②过载能力大,能够及时处理井下事故;③同时超深井钻井还有一个特殊性,就是起下钻所用的时间在整个钻井过程中所占的比重非常大,因此钻井效率也是考核钻机的一个非常重要的指标。
1.1.1 国外超深井钻机技术现状
为了适应勘探开发更深地层油气藏的需要,深井石油钻机趋向大型化,要求功率大、性能好、自动化程度高,可满足和适应深井钻井的多种需要。钻机钻深能力已达15000m,最大钩载达12500kN。为了提高起升工作效率,绞车功率有进一步提高的趋势,功率5220kW的绞车已经问世。另外,国外开始将交流变频技术应用于大型超深井钻机。
目前,美国钻机技术水平代表着国际上石油钻机的最高水平,其中以National Oilwell Varco公司为代表,其主要特点是:①钻机趋向大型化、结构型式多样化。如绞车功率可达4477kW,钻井深度可达15000m,泥浆泵的水马力达2350kW,车装式、拖挂式、橇装模块式种类齐全。②电气传动技术的进步使得传动更加简单,特别是广泛使用了交流变频驱动技术。已开发出Wirth和Varco ADS齿轮传动单轴绞车,还可以使用主电机能耗制动取代辅助刹车。③新型的一体化旋升式井架和底座、多节自升式井架的起放更安全,使钻机在钻井过程中更稳定,占用井场面积更小。④盘式刹车、顶部驱动钻井装置、立根自动排放机构、铁钻工装置的使用,使钻井智能化、自动化成为现实,使科学钻井成为可能。⑤钻机移运性能不断提高,快速搬迁能力成为钻机的关键竞争力。⑥注重以人为本,更加适应HSE要求。
挪威MH公司研究开发Ramrig液压驱动石油钻机,钻深15000m,额定载荷为9800kN。此外,前苏联乌拉尔重型机器制造厂、加拿大公司和德国德马克公司等均生产了钻井深度大于12000m的超深井钻机。
(1)美国NOV公司(National Oilwell Varco,国民油井瓦科公司)
早年生产的超深井钻机主要是直流电驱动,其代表产品主要有E3000/E3000-UDBE及4000-UDBE型,绞车功率分别为2237kW和2983kW,名义最大钻深分别可达9144m和12192m,为内变速多速绞车,主刹车有带式刹车和液压盘式刹车,辅助刹车均为电磁涡流刹车。由于受直流调速范围的限制及大功率链传动的结构限制,这种内变速多速绞车的发展有一定的局限性。随着交流变频技术的发展,大功率变频调速技术的成功应用,超深井钻机目前以交流变频驱动为主。
目前,美国NOV公司超深井钻机配置的绞车有单速和双速,基本都是齿轮传动,绞车功率为2983~5220kW,各个级别都有产品,主刹车采用的是主电动机能耗刹车,辅助刹车采用的是液压盘式刹车;配有 P型和 FC型钻井泵,功率均为1641kW,压力51.7MPa;配有的3种转盘;有7350kN、9800kN的大钩、水龙头(工作压力51.7MPa)。
国内进口有多台E3000型电驱动钻机,该钻机的主要技术参数见表1.1(纪人公等,1994)。
表1.1 美国NOV公司E3000型钻机基本参数
(2)美国Rowan公司
美国Rowan公司是一家生产制造大型钻井平台、特深井陆地钻机和海洋陆地钻井服务的上市公司,已生产制造了9 台 9000m和 3 台 12000m陆地特深井钻机,改造了12000m钻机2台。中国石化集团公司决定从Rowan公司购买一台12000m钻机,钻机基本参数见表1.2(孟祥卿等,2006)。
表1.2 美国Rowan公司12000m钻机基本参数
(3)前苏联的乌拉尔机械-15000型钻机
前苏联科拉超深井(СГ-3)于1970年5月开始钻进,其目的任务:①研究科拉半岛地区波罗的地盾太古宙结晶基底和含镍的贝辰加杂岩的深部结构,查明包括成矿作用在内的地质作用的特点;②查明大陆地壳内地震界面的地质性质并取得有关地球内部热状态、深部水溶液和气体的新资料;③获得最充分的有关岩石物质成分及其物理状态的信息,揭露和研究地壳花岗岩层和玄武岩层之间的边界带;④完善现有的和创立新的超深钻进的技术和工艺,以及深部岩石和矿石的综合地球物理研究方法(E.A.科兹洛夫斯基,1989)。
СГ-3井使用涡轮马达和铝合金钻杆,进行超前孔裸眼钻进,第一阶段钻进至7263m井深,采用乌拉尔机械-4З钻机(表1.3),第二阶段从7263m开始采用乌拉尔机械-15000钻机(表1.3)。
表1.3 科拉超深井的钻机技术参数
(4)德国的UTB-1型KTB钻机
联邦德国大陆深钻计划(KTB)是德国第一个国家的大规模地学研究计划,以超深孔的施工为中心,达到“进行关于地壳较深部位的物理、化学状态和过程的基础调查和评价,以了解内陆地壳的结构、成分、动力学和演变”的目的。KTB主孔(设计深度14000m)的钻机的研制、建造和操作运行是由UTB ULTRATIEF钻探股份公司来完成的,该公司由德国深钻有限公司(DEUTAG)、德国建井与深钻有限公司(DST)和国际深钻有限公司(ITAG)组成,钻机的主要技术参数见表1.4。
表1.4 UTB-1型KTB钻机技术参数
(5)德国Herrenknecht GmbH公司的InnovaRig钻机
2007年德国Herrenknecht GmbH公司研制了深部钻进和取心钻机InnovaRig(图1.1),该钻机的主要技术参数如表1.5。
图1.1 InnovaRig钻机
表1.5 InnovaRig钻机技术参数
1.1.2 国内超深井钻机技术现状
经过50年的努力,特别是改革开放后20多年的发展,目前国产石油钻机已形成了比较完整的系列,在品种和质量上基本能够满足在国内不同地区、不同井深和不同环境条件下进行油气资源勘探开发的需要。近年来,还有相当数量的国产钻机在国外承担钻井服务和国内的反承包钻井服务。从钻机设备制造来看,近几年已开发和生产了1000~7000m机械驱动钻机,机电复合驱动钻机和整拖式、轮式半拖挂整体移运式钻机,研制生产了4000~7000m各种型号直流电驱动钻机、交流变频电驱动钻机和3000m以下各种车装及橇装钻机。钻机制造厂家有宝鸡石油机械有限责任公司、兰州兰石国民油井石油工程有限公司、四川宏华石油设备有限公司、河南中原总机厂石油设备有限公司、南阳石油机械厂、中国石化集团江汉石油管理局第四石油机械厂、上海三高石油设备有限公司、胜利油田石油机械厂等。在借鉴国外先进技术的基础上,我国又相继开发和应用了绞车液压盘式刹车系统,集中控制司钻房、组合式液压站、全液压套管扶正机、液压猫头、液压绞车、各种型式的井口吊装装置,数显防碰装置、大功率柴油机、液力偶合器正车箱、直流电机、变频电机等项新技术和新装置。与此同时,各制造厂又结合国际市场的需要,在钻机满足要求方面也采取了新的措施,并在钻井机械化、智能化方面取得了新的进展,从而使国产钻机的设计、制造、配套技术和钻机整机质量有了明显的提高,大大缩短了与国外先进钻机的差距,取得了显著的成绩(华伟棠,2005)。
超深井钻机技术在国内近几年才开始研究,2004年由兰州兰石国民油井石油工程有限公司和美国国民油井公司共同研制的9000m直流电驱动钻机在科威特成套交货,尽管关键件的总体设计和生产制造由美国国民油井公司掌握,但这也是我国在超深井钻机研制方面迈出的第一步。国内由宝鸡石油机械有限责任公司2005年自主研发的首台9000交流变频电驱动钻机目前正在油田进行工业性试验。尽管该项目早在2001年就在国家经贸委立项,但由于受大功率变频控制技术的成熟度和大功率齿轮传动绞车可靠性等因素的影响,长期没有明确的用户,为此宝石机械公司进行了7000m交流变频电驱动、齿轮传动绞车钻机的研制,2003年7月完成工业性试验,为大功率交流变频技术的应用以及自动送钻技术的应用积累了一定的经验。随后,各个油田也看到了交流变频技术的优势,5000m、7000m交流变频电驱动钻机在国内市场的销量大幅增长。随着国际市场油价的升高,国内高难度井开采量的加大,超深井钻机的需求也突现。2004年年底中国石油集团公司组织行业专家对方案进行了评审,同时将9000m交流变频电驱动钻机列为集团公司2005年重点科研项目,至此,9000m交流变频电驱动钻机的研发正式进入实施阶段(罗超等,2007)。
目前,国内研制制造超深井钻机的厂家有宝鸡石油机械有限责任公司、兰州兰石国民油井石油工程有限公司、四川宏华石油设备有限公司和上海三高石油设备有限公司等。
1.1.2.1 宝鸡石油机械有限责任公司
研制的ZJ90/6750DB超深井钻机(图1.2;表1.6)于2006年8月13日在新疆油田准噶尔盆地腹部莫索湾的莫深1井(设计井深7380m)开钻使用,一开井径Φ660.4mm。2006年11月22日二开以4463m井深完钻,井径Φ444.5mm;2006年12月1日,顺利下入5000kN重、Φ339.7mm的技术套管4462.02m,一次性成功注入固井水泥300t。2007年3月以Φ311.1mm井径三开开钻,2007年7月24日以6406m井深完钻;2007年7月26日,顺利下入5106kN重、Φ244.5mm技术套管6403.37m。四开井径Φ215.9mm,2007年11月23日顺利钻至设计井深7380m并继续钻进,最后莫深1井加深到7600m。
图1.2 施工莫深1井的ZJ90/6750DB超深井钻机
表1.6 宝鸡石油机械有限责任公司9000m和12000m钻机技术参数
12000m钻机研制被列入国家863计划,ZJ120/9000DB超深井钻机的技术参数见表1.6,2007年11日出厂,在川科1井三开以后投入使用。川科1井位于川西坳陷孝泉构造(四川德阳市孝德镇东利村1组),设计井深8875m,采用五开井身结构,完钻井眼尺寸Φ215.9mm。2007年3月20日使用7000m钻机开钻,一开井径Φ660.4mm、Φ508mm表层套管下深497.08m。二开井径Φ444.5mm,2007年9月7日以3200m井深完钻。二开完钻后,2008年3月12日三开钻进使用国产12000m超深井钻机——ZJ120/9000DB(图1.3)。
图1.3 施工川科1井的ZJ120/9000DB超深井钻机
1.1.2.2 兰州兰石国民油井石油工程有限公司
ZJ90/5850DZ直流电驱动钻机(表1.7)性能特点:
1)采用以柴油机为动力,带动交流发电机,经可控硅整流,由直流电动机驱动绞车、转盘和泥浆泵的传动方式,即AC-SCR-DC传动。
2)电传动系统采用全数字式交流模块和全数字式DC直流模块。PLC逻辑程序控制、触摸显示屏。支持计算机及其打印(运行工况表)功能。电器工程师笔记本电脑和专用软件进行在线测试。系统具有对柴油机、发电机、SCR系统、直流电动机、断路器及其他单元进行检测、故障诊断、保护、运行工况定性和定量的显示和对系统的控制功能。
3)绞车滚筒开槽;主刹车采用液压盘式刹车,刹车力矩大,灵敏可靠。
盘刹操作手柄置于司钻控制房内,改善了司钻的工作环境,减轻了司钻的劳动强度;绞车的辅助刹车为电机能耗制动和电磁涡流刹车;绞车配有过卷阀防碰天车装置与智能游车位置控制系统,防止发生游车“上碰下砸”事故;绞车配有电机自动送钻装置,可实现恒钻压自动送钻以及零速度悬停功能。
表1.7 兰州兰石国民油井石油工程有限公司9000m钻机技术参数
4)转盘独立驱动装置由直流电机经两挡齿轮变速箱驱动转盘;既可由转盘电机经链条箱驱动转盘,又可由绞车电机经链条传动驱动转盘,二者实现互济,提高了钻机的可靠性,充分满足钻井工艺需要。
5)配备大功率三缸单作用泥浆泵,由窄V带驱动。
6)“H”型钢制造的“K”型井架,利用绞车动力整体起升,视野开阔,运输方便。
7)平行四边形整体起升式底座,可实现钻台面设备和井架低位安装,利用绞车动力整体起升。
8)钻机的主要机械部件:天车、游车、大钩、水龙头、转盘、井架、底座均符合API规范,打API会标。
ZJ90/5850DB交流变频电驱动钻机(表1.7)性能特点:
1)钻机采用机、电、数字、通讯一体化设计,应用当代先进成熟的矢量控制技术、交流变频技术、数字控制技术、总线通讯技术。
2)采用先进的全数字交流变频PLC控制技术,通过触摸屏及气、电、液、钻井参数的一体化设计,实现钻机智能化司钻控制。
3)单轴式交流变频齿轮传动绞车及速度数字化闭环控制,可合理利用功率,提高钻井时效。
4)转盘扭矩和泥浆泵泵压的数字化限制控制,实现过扭矩或超泵压保护。
5)智能游车位置控制,防止钻机发生游车“上碰下砸”事故。
6)绞车主刹车采用电机能耗制动,通过计算机定量控制制动扭矩。
7)采用主电机自动送钻,实现钻井给进的自动化;智能化司钻控制操作系统,使钻机的操作由技能型变为智能型;钻机采用网络控制系统,可实现设备信息共享、自动化控制、集中监视、生产管理和设备管理多种功能。
8)钻台设备低位安装,与井架一起整体起升。
9)全液压套管扶正机自动化程度高。
10)钻机的主要部机采用NOV(美国NOV公司)成熟技术并得到世界验证。
1.1.2.3 上海三高石油设备有限公司
上海三高石油设备有限公司研制的9000m钻机技术参数见表1.8。
表1.8 上海三高石油设备有限公司9000m钻机技术参数
第一节 概述
液压挖掘机是工程机械中最重要,结构最复杂,用途最广泛的机种。其工作过程是由动臂的上升下降,斗杆的伸出和回收,铲斗的挖土和卸土,以及上部平台的360°回转等动作组成。中小型液压挖掘机(机重在13吨----40吨)主要使用反铲作业装置。而反铲作业装置非常适合于地面以下的土方施工。如挖掘基坑,排水沟,路基,管道沟槽等。也适合于地面以上的土石方施工作业。所以液压挖掘机用途广泛,已在建筑施工,水利建设,铁路,公路修筑等各建设项目中得到广泛应用。
液压挖掘机在十九世纪五十年代初首先在德国出现,被国际上承认的世界上第一台全液压挖掘机是1954年联邦德国德马克公司研制成功的斗容量为0.4立方米,机重为本15吨的B---504型履带式液压挖掘机。
随着液压技术的不断发展,液压元件的不断完善。也由于液压挖掘机性能的优越,因此液压挖掘机得到迅速的发展。
国内50年代抚顺挖掘机厂开始生产机械式挖掘机,到了60年代生产挖掘机的企业由抚顺挖掘机厂一家迅速增加到十多家。其中主要有;上海建筑机械厂,贵阳矿山机器厂,合肥矿山机器厂,杭州重型机械厂,长江挖掘机厂,北京建筑机械厂等。
70年代初期,我国开始了液压挖掘机的研制,以上述几家生产挖掘机的厂家为主,相继开发研制成功0.2 立方米0.4立方米 0.6立方米 1.0 立方米 2.0立方米,五个等级十种型号的液压挖掘机。(定量与变量,轮胎式与履带式)其中上海建筑机械厂的1.0立方米履带式液压挖掘机,贵阳矿山机器厂的0.6立方米轮胎式和履带式液压挖掘机,由于采用了定量液压技术,基本符合当时的国情,1975年定型后首先转入批量生产。这是我国最早批量生产的液压挖掘机。
改革开放后,液压挖掘机得到进一步发展,为减小与国外的技术差距,在国家建设部的组织下,引进了德国的液压挖掘机制造技术。
1982年上海建筑机械厂引进德国利勃海尔公司R942型(1.6立方米)履带式液压挖掘机制造技术。
1983年杭州重型机械厂引进德国德马可公司的H55型(3.3立方米),H85型(7.5立方米)大型挖掘机制造技术。
1985年贵阳矿山机器厂,合肥矿山机器厂,长江挖掘机厂联合引进德国利勃海尔公司的液压挖掘机制造技术。
其中贵矿;R912型(0.8立方米)履带式,A912(0.8立方米)轮胎式。
合矿;R922型(1.0立方米)履带式,A922(1.0立方米)轮胎式。
长挖;R962型(2.8立方米)R972(4.0立方米)R982(5.6立方米)履带式。
与此同时,北京建筑机械厂引进德国O,k公司MH6(0.8立方米)轮胎式和RH6
(0.8立方米)履带式液压挖掘机制造技术。
为更好的消化吸收引进的液压挖掘机制造技术,同步引进了液压挖掘机使用的液压元件的制造技术,其中主要有液压泵,液压马达,液压阀等。
在近十年间通过全面引进和消化吸收,使我国的液压挖掘机制造技术水平有很大提高。
90年代初期由于国家建设的飞速发展,使国内液压挖掘机的产量和技术水平跟不上飞速发展的国家建设的需要,在经历了一段二手机进口后,国外的挖掘机知名企业看好这块市场,迅速地与国内同类企业建立了合资和独资挖掘机生产企业。见表1——1
表1——1 挖掘机械中外合资企业项目表
序号 项目名称 外方公司 中方企业 产品纲领 开业时间
1 成都神钢建设机械有限公司 日本神户制钢所 成都工程机械集团公司 SK200-SK400挖掘机500台 1995.2,1
2 詹阳机械工业集团有限公司 加拿大詹森公司 贵阳矿山机器厂 1-1,45立方米挖掘机2000台 1996,2,1
3 常州现代工程机械有限公司 韩国现代重工业株式会社 常州林业机械厂 现代R200-300挖掘机1000台 1996,5,8
4 合肥日立挖掘机有限公司 日本日立建机株式会社 合肥矿山机械厂 20-40吨EX系列2000台 1996,6,16
5 烟台大宇重工业(株)独资企业 韩国大宇重工 挖掘机2000台 1996,7,28
6 凯斯柳工机械有限公司 美国凯斯公司 柳工机械股份公司 580L挖掘装载机500台 1997,3,1
7 小松山推工程机械有限公司 日本小松制作所等 山东推土机总厂 PC 型挖掘机1000台 1997,5,6
8 卡特彼勒徐州有限公司 美国卡特彼勒公司 徐州工程机械集团公司 卡特300系列挖掘机1700台 1997,9,26
这些合资,独资企业在90年代完成了新一轮的技术更新,产品普遍采用高压双回路液压系统,采用新型高性能液压元件,节能高效的微电子转换装置,电子监控,故障诊断等先进技术,大大提高了液压挖掘机的作业性能,作业效率和使用可靠性。使国内挖掘机行业形成一个新的格局。据报道1998年统计,全行业挖掘机产量达到 4500多台,其中,合资企业占到80%以上。到 2000年全行业销售挖掘机约32000台,其中,合资,独资企业共销售29555台,占全行业的 92%以上。
本书以90年代大量使用的液压挖掘机为重点,介绍液压挖掘机的结构及主要工作原理。
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2004-11-08 11:47:46 《工程塑料应用》 1062
塑料机械行业是为塑料制品行业提供加工装备的,近几年中国的塑料机械行业发展迅速,其发展速度与所创主要经济指标在机械工业的194个行业中名列前茅。塑料机械年制造能力约20万台(套),门类齐全,在世界排名第一。
目前中国的主要塑料机械制造企业近400家,大、中企业200家左右,上规模的骨干企业有10家。新兴塑料机械企业掌握高新技术,具有科技创新、制度创新、管理创新等一系列特点,已引起国内外同行的注目。
中国塑料机械企业主要分布在东南沿海、珠江三角洲一带,其中宁波地区发展势头最猛,现已成为中国最大的注塑机生产基地,年生产量占国内注塑机年总产量1/2以上,占世界注塑机的1/3。
塑料模具行业的更新换代,技术创新也出现了前所未有的喜人变化。广东汕头地区大部分企业已全套引进德国、法国、意大利及我国台湾省的最新计算机自动化模具加工技术,大大提高了模具技术性能、质量档次。
中国塑料机械虽然发展很快、生产品种也较多,基本上能供给国内塑料原料加工与塑料制品加工、成型所需的一般技术装备,个别产品也进入世界前列,但与工业发达国家如德国、日本、意大利相比,中国塑料机械还有一定差距,主要表现在品种少、能耗高、控制水平低、 性能不稳定等方面。
目前中国塑料机械产品主要集中在通用的中小型设备上,技术含量低,20世纪80-90年代的低档产品供大于求,机械制造能力过剩,企业效益下降。有的品种特别是超精大型高档产品还是空白,仍需进口。据2001年统计,中国进口塑料机械使用外汇11.2亿美元,而出口塑料机械创汇只有1.3亿美元,进口远大于出口。
中国加入世界经贸组织(WTO)后,国外的机械制造业加速对华转移,世界一些知名的塑料机械企业,如德国德马克、克虏伯、巴登菲尔,日本住友重工等公司先后“进驻”中国,有的还进一步设立了技术中心。国外塑料机械制造商的进入给中国塑料机械行业带来了发展活力,同时也使中国塑料机械制造企业充满了机遇与挑战。
1 塑料机械的发展现状与水平
1.1开炼机�
开炼机即双辊筒炼塑机,亦称开放式炼塑机,是塑料机械中最基本的一种设备。它主要用于塑料的混炼、为压延机喂料和配合炼机压片使用。
目前世界各主要工业国家开炼机的生产早已形成系列,规格、尺寸、外形大致相似。20世纪90年代以来,中国对开炼机的改进主要是提高机械化程度、增加安全操作措施、改善劳动条件和减小占地面积。
目前,国内一些主要生产厂家对开炼机构做了很多改进,如将减速系统设置在左右支架内,安装在接料盘下面,在机架上设置了翻料装置,采用了液压调辊距和液压安全装置,尽量减小设备的自重和占地面积,努力提高设备的使用寿命等。目前国内的开炼机也已形成完整系列,品种规格齐全,完全可以满足用户各方面的要求。如大连冰山橡塑股份有限公司率先完成了开炼机的系列化改型开发,开炼机的辊筒及轴承均采用双列调心滚子轴承,所有传动齿轮均集中在封闭箱体内,结构紧凑、传动效率高、润滑条件好。辊筒调距既可单调也可同时进行双调,操作方便自如。为减轻机器振动,机体与减速机分别安装,采用尼龙棒销万向联轴器。这种机器已达到国际先进水平,获得国内外用户青睐。
1.2密炼机
密炼机亦称密闭式炼塑机,主要用于塑料的混炼及其它物料的混合等。对上述用途,密炼机完全可以代替开炼机,且生产效率和自动化水平大大提高,劳动条件得以改善。目前世界主要工业国家密炼机的生产都已形成系列,基本上有4种类型:
(1)以美国法勒尔-伯明翰公司生产的本伯里式为代表的F系列密炼机;
(2)以德国维尔纳•普弗莱特勒公司的产品为代表的GK系列密炼机;
(3)以英国弗兰西斯•肖公司产品为代表的K系列密炼机;
(4)以日本森山制作所生产的产品为代表的MS系列加压密炼机。
20世纪90年代以来,这4种类型密炼机都在向快速、高压、大容量和加料与操作程序自动化方向发展,并用微机控制。总体上,前3种系列的密炼机基本结构相近,其主要差别在于转子的构型及密炼室结构不同。而第4种MS系列的主要结构与前3种系列相比,有较大的变化。 上述几种密炼机,按时间顺序来讲后者对前者既有借鉴与继承,也有改进和创新。在国际市场的竞争中,它们之间既有相互吸收,也有自我改进和发展,各具特色。
中国生产的密炼机基本上属于F系列、GK系列和MS系列,技术参数与主要性能与上述3种系列相当,外形也很相似,但规格不全,尚未形成完整的系列。
国际上中小型塑料厂较多采用加压式捏炼机。它无下顶栓,采用密炼室翻转排料,占地面积小,可以在地面上安装,节省工程费用。加压式捏炼机在日本已形成完整系列,最小的密炼室总容积为1L、捏炼室总容积为3L,最大的密炼室总容积为500L,共有27个规格。
1.3注塑机
注塑机是塑料机械的主要品种之一,占塑料机械总产值的38%,有1/3的塑料制品是由注塑机生产的。
目前中国生产注塑机的厂家较多,据不完全统计已超过60家。注塑机的结构形式有立式和卧式两种。按生产出的制品可分为普通型和精密型注塑机。一次注射量45-51000g;锁模力200-36000kN;加工原料有热固性塑料、热塑性塑料和橡胶三种。热塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚氨酯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚砜及(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等。从加工出的制品来看,有单色、双色的一般和精密塑料制品。上述产品的主要生产厂家都有自己的系列,各有自己的特点。如广东震德塑料机械厂有限公司生产的捷霸CJ系列注塑机每一种规格均有数控和电脑控制两种形式。又如浙江省宁波海天机械有限公司生产的HTF80X-HFT3600X型系列注塑机,可用于生产各种高精密的热性塑料制品,机器采用线型移动传感器控制注射、合模、顶出,采用多重CPU电控系统、大幅面彩色LED显示、全电脑自动控制。
普通卧式注塑机仍是注塑机发展的主导方向,其基本结构几乎没有大的变化,除了继续提高其控制及自动化水平、降低能耗外,生产厂家根据市场的变化正在向组合系列化方向发展,如同一型号的注塑机配置大、中、小三种注射装置,组合成标准型和组合型,增加了灵活性,扩大了使用范围,提高了经济效益。�
近几年来,世界上工业发达国家的注塑机生产厂家都在不断提高普通注塑机的功能、质量、辅助设备的配套能力,以及自动化水平。同时大力开发、发展大型注塑机、专用注塑机、反应注塑机和精密注塑机,以满足生产塑料合金、磁性塑料、带嵌件的塑料制品的需求。
注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一。但主要指普通型注塑机,在特大型、各种特殊、专用、精密注塑机的多数品种方面,有的产品尚属空白,这是与工业发达国家的主要差距。
1.4挤出机及辅机(生产线)
挤出机也是塑料机械的主要品种之一,占塑料机械总产值的31%,用挤出机加工的塑料制品占其总量的1/3左右。
单螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位,近几年业,单螺杆挤出机有了很大的发展。目前德国生产的大型造粒用单螺杆挤出机,螺杆直径达700mm,产量为36t/h。
单螺杆挤出机发展的主要标志在于其关键零件——螺杆的发展。近几年以来,人们对螺杆进行了大量的理论和实验研究,至今已有近百种螺杆,常见的有分离型、剪切型、屏障型、分流型与波状型等。
从单螺杆发展来看,尽管近年来单螺杆挤出机已较为完善,但随着高分子材料和塑料制品不断的发展,还会涌现出更有特点的新型螺杆和特殊单螺杆挤出机。从总体而言,单螺杆挤出机向着高速、高效、专用化方向发展。
双螺杆挤出机喂料特性好,适用于粉料加工,且比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能,特点是加工热稳定性差的塑料和共混料时更显示出其优越性。近些年来国外双螺杆挤出机已经有很大的发展,各种形式的双螺杆挤出机已系列化和商品化,生产的厂商也较多,大致分类如下:
(1)按两根轴线相对位置,有平行和锥形之分;
(2)按两根螺杆啮合程序,有啮合型和非啮合型之分;
(3)按两根螺杆的旋转方向,有同向和异向之分,在异向中又有向内、向外之分;�
(4)按螺杆旋转速度,有高速和低速之分;
(5)按螺杆与机筒的结构,有整体和组合之分。
在双螺杆挤出机的基础上,为了更容易加工热稳定性差的共混料,有的厂家又开发出多螺杆
挤出机如行星挤出机等。
中国双螺杆挤出机产品系列不全,规格较少。中国很多塑料制品企业仍采用进口的双螺杆挤 出机。20世纪90年代初,华南理工大学发明了电磁动态塑化挤出机,新的理论与概念引人注目。
近几年中国塑料机械成套性已有很大进展。如塑料造粒机组从主机、供料计量、机头、造粒和回收系统,到加热、冷却、电控、温控系统都达到了相当完善的程度。薄壁管、厚壁管、缠绕管、波纹管(单、双壁)、复合管等各种管材机组的规格日趋齐全,产品水平、质量不断提高。为适应多层复合膜的需要,复合共挤技术及其成型机组(吹膜机组)也发展迅速。如青岛德意利集团最近研制的中空壁缠绕管生产线,生产的直管管径可达300mm。又如广东金明塑胶设备有限公司吸收、引进德国莱芬豪赛公司关键技术制造的大型多层共挤复合膜机组,吹制膜单幅宽可达20m。该机组可吹制棚膜、农膜和土工膜,是一机两用设备,适用于线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物等多种原料。机组中除采用了内冷技术及超声波监控技术外,还同时采用了机、电、气动和液压等多种技术,并有多项技术申请了技术专利。
1.5中空成型机
近几年中国的中空成型机发展迅速,也已形成了自己的系列。为盛装不同溶液的需求,可生产单层、多层容器,容积为1-5000L。
目前新开发出的主要机型有:数控多坐标中空成型机、高效双模注拉吹中空成机、直接调温式注拉吹中空成型机等。这类机器研制动向概括归纳为“三化一低”,即自动化、高速化、多层化及低噪音。
广东金明塑胶有限公司研究设计制造的BM系列中空成型机,采用美国Barer Colman公司100点型坯壁厚控制,可满足各种制品对壁厚控制的要求。机器中的电器、液压、气动的控制元件又采用了美国、德国著名企业的名牌产品,确保设备的质量及运行的可靠性。合模装置为国际先进的无拉杆装置,锁模力大且分布均匀,并配备安全光闸,确保安全,且移模快速、平稳,能耗低,装卸模具方便。该技术已获国家专利,该产品已进入国际先进行列。
2 市场展望�
2.1国内市场
“九五”期间,塑料机械随着石油化工产品的发展、塑料制品的增加,达到“黄金”时代。此后5-10年,塑料机械仍是“朝阳”产业。国外有人预言21世纪的材料领域是塑料的天下,而中国是21世纪塑料工业(包括塑料机械工业)最大的市场。
目前中国塑料机械行业产值每年约100亿元,而国内市场需求约200亿元,还有很大空间。另外,现在人们已公认一个国家或地区塑料的人均年消耗量及塑料工业在国民经济中所占的地位是反映工业发展与进步的重要标志之一。中国塑料资源丰富,21世纪初主要合成树脂年产量达1.4万t,排世界第4位。据预测今后至“十一五”期间,中国合成树脂的产量还要以5%-10%的速度增长。中国又是塑料消费大国,据统计,其年消耗量占世界第二,仅次于美国,而中国的人均消费仅为19kg,在世界排名第32位,是工业发达国家的11%-20%,可见中国的塑料工业还要大发展,塑料机械前景广阔。
(1)农用塑料机械�
中国13亿人口,80%在农村,农业是中国的基础产业。农用塑料机械需求面广,需求量最大。
现代农业中,暖房、双层棚顶、排灌管道系统、各类农膜等的生产均需塑料机械工业提供装备。农业专家认为,具有增温保墒等性能的农用覆盖材料,包括棚膜、地膜、青饲膜、遮阳棚、节水灌溉用配套管材和管件等塑料制品将在我国得到广泛应用。根据农业部预测,到2005年,我国园艺设施栽培面积将达到2300万hm2左右,全国地膜覆盖面积将达1.7亿hm2,还有包括氨化膜、青贮膜和缠绕膜的饲草用膜、塑料育苗容器、遮阳网、防虫网、 捕捞网具、农产品贮藏保鲜材料、泡沫塑料板材等,约需塑料制品300万t/a。节水灌溉用配套管材和管件将得到广泛应用。据水利部门初步规划,到2005年,节水灌溉工程面积将在目前1667万hm2的基础上新增节水灌溉面积1000万hm2。预计需要各种塑料节水器材,如各类管材与管件、灌水器、喷头、防渗用薄膜、土工布等170万t。
(2)建筑用塑料机械
建筑业是中国的支柱产业之一,塑料制品需求量将持续上升。
在建筑材料工业部门中,塑料机械主要用于下水管,上水管,门窗异型材,防水卷材、线、管等的生产。近年来国内无毒、无害、无污染的塑料建材将成为本世纪市场需求的热点。由于国家已明令禁止使用铸铁管道,代之以塑料管材,预计2010年全国新建住宅室内80%的排水管及50%的城市供水将采用塑料管。同时国家正在大力发展塑料门窗,预计至2010年塑料门窗和塑料管的普及率将达到30%-50%,塑料排水管的市场占有率将超过50%。塑料门窗产量将达到4000万-4500万m2,占全国建筑门窗总量的80%以上。目前,塑料管材和异型材在建筑用管材及门窗中的使用比例已分别达到30%和15%,今后的需求总数量将达到每年80万t以上。其它塑料制品如贴墙纸、地板革、地板块、地毯及防水卷材等也已成为现代建筑材料中不可缺少的品种。
(3)汽车与电子工业用塑料机械
汽车的保险杠、方向盘、仪表盘等无一不是注塑件。目前欧美每辆汽车用塑料90-120kg,其中尼龙约为10kg。当今,汽车制造业正朝着减轻车身自重、高速、低耗方向发展。预计汽车用塑料的年增长率为10%-20%。2002年国内汽车生产量为319.8万辆,预计2005年将增加到500万辆,届时汽车制造业需要塑料制品量可达37万t。塑料机械的品种也应随之开发与发展。 电子工业中的冰箱、电视机等产品的机壳、配件、传输线及插头插座等的生产,信息载体的各类光盘的生产都由塑料机械业提供装备。电缆、光缆的绝缘材料和护套材料均已从橡胶、铅、纸等材料转为全塑材料,随着通讯事业的发展,用量还将增长。计算机、洗衣机、电冰箱、电风扇、空调器、吸尘器、电视机等众多家用电器的普及率日渐增长,使塑料材料真正找到了用武之地。据预测,今后每年仅冰箱、冷柜、洗衣机、空调及各类小家电产品的工程塑料需求量就将达60万t左右。
预计“十五”期间家电业每年所需的以塑料模具为主的模具量增长率约为10%。专家们认为,大型、精密(薄壁制品)的注塑模具将在今后受到市场的欢迎。
(4)塑料包装机械
包装也是塑料应用的主要领域,在包装材料中塑料所占的份额最大。据统计,日本各种包装材料总消耗量年均增长率为2.8%,其中纸张4.7%,金属4.9%,玻璃3.3%,塑料7.1%,而玻璃纸和木材均为负增长。美国各种包装材料增长率为铝材3.1%,钢1.8%,玻璃0.9%,纸张2.2%,塑料6.4%。2002年中国塑料包装材料主要产品产量总计为401万t,比2001年350万t增长14.2%,约占包装材料总产量的1/3,居各种包装材料之首。
根据发达国家的经验,在粮食方面,小计量塑料包装所占的比例很高,如美国、法国、德国、意大利等商品粮中,小包装占80%,大包装占20%。而目前中国小包装刚刚起步。若按国际上先进国家的水平,至少需要各种塑料基材110万t。随着饮料、药品、洗涤用品、化妆品、化工产品等包装技术的发展,对复合膜、包装膜、容器、周转箱等包装用品的需求量越来越大。如饮料的产量基本上是5年翻一番,预测2005年将达到2500万t左右,其中50%将使用聚酯瓶。另外,方便食品、乳制品、罐头食品、味精、饼干等各种包装,每年需塑料达几百万吨。
到目前为止,中国的防静电膜仍主要由美国、日本进口。
总之,由于我国经济宏观与微观方面形势趋好,社会需要将出现稳定增长局面,最终将刺激包装消费增长。而塑料包装制品的消费旺势必将推动塑料包装机械的技术进步与迅速发展。
综上所述,预测今后5-10年期间,塑料机械将获得较大的发展,主要品种、类别有塑料压延机与辅机,单螺杆挤出机与辅机,双螺杆挤出机(含锥形螺杆与平行螺杆)与辅机,塑料注塑机(包括双色注塑机、气辅注塑机、转盘注塑机、多工位鞋用橡塑注射机),塑料挤出电线、电缆包覆机组,塑料挤出拉丝、纺织机组,塑料挤出型材、管材机组,塑料挤出吹膜机组(含双层复合与多层复合吹膜机组),柱塞式挤出机,糊状PTFE挤出机,传递模塑成型机,吸塑成型机与相应的模具等。其中吹制地膜、保温棚膜机组与挤管机组,特别是吹制幅宽16m以上的大棚膜机组和挤制直径630mm以上大管机组的发展将占重要地位,塑料机械的生产将向经济规模方向发展。为消除环境污染,塑料回收再生设备也将有一定的发展。
2.2国际市场�
中国加入WTO后,面临新的挑战及全球经济一体化的发展趋势,中国的塑料机械行业应顺应国内外形势变化,利用好国家相关政策,积极调整战略,走出国门,开创新局面。
中国企业进军海外,已被列入“十五”计划“走出去”计划战略中。中国对外投资目标中,到2015年将培育出50家大型跨国企业,跻身世界500强。塑料机械行业的大企业应跻身于其中,在国际大舞台上展开更广泛深入的合作与竞争。
国际市场对塑料机械要求不一,层次不同,西欧市场对塑料机械产品的技术水平和质量要求很高,中国目前尚难跻身。日本的贸易保护和技术水平是一种无形堡垒,中国难以打入,即使打入,出口量也不大。港澳地区是中国的传统市场,但近几年该地区已形成了自己的塑料工业,具有一定的机械制造能力。美国尽管技术水平很高,但要求是多层次的,在出口高档次塑料机械的同时,又进口不少自己没有和不愿生产的塑料机械。1996年美国进口塑料机械的金额为4.95亿美元。目前中国塑料机械如浙江省宁波海天塑料机械有限公司的注塑机已打入美国。通过产品质量提高、售后服务的加强,美国的市场一定能随之扩大。
另外,中东产油国如约旦、伊朗、沙特等国家有较多的外汇收入,他们喜欢以招标方式和承包工程进口成套塑料加工设备。随着中国设备成套水平的提高,市场开拓能力将越来越大。常州市自动控制系统工程公司的成套编织袋生产线已打入该市场。东南亚国家如印尼、泰国、马来西亚、越南等国家是另一个塑料机械传统市场,预计未来的需求仍将呈上升趋势,特别是越南对塑料机械的需求量增长很快。过去中国援越的设备经过几十年使用已达到了必须更新的地步。俄罗斯和东欧市场潜力很大,也是中国的主要市场之一。靠近中国方面的远东地区的塑料机械几乎全靠进口,南美、非洲也是中国出口塑料机械的潜在市场。
为了提高产品附加值,占领市场,必须尽快完成塑料机械产品的升级换代,提高档次。
注塑机 应全面淘汰继电器控制,采用数字程序、可编程序的开环控制,对精密注塑机采用半闭环或全闭环控制系统;液压系统采用双泵及流量、压力双比例阀;主机部分采用双缸注射及内翻式五铰双肘合模机构;对大型注塑机控制部分增加位移传感器、自动上料器、模温控制器、机械手自动换模,实现微机自动控制;液压系统采用变量泵、蓄能器;主机结构上采用简单的直压式锁模机构,对大型注塑机可开发双模板新型结构。
挤出机及辅机 ①加大螺杆长径比(L/D>30),尽量采用分离型、屏障型、波状型等新螺杆,提高转速(最高转速n>200r/min),采用不停机换过滤网装置;②采用变频调速,降低能耗,降低比功率;③采用程控式微机,实现温度、压力、速度等自动控制;④编织袋生产线中应提高牵伸装置加热精度和牵伸速度,研制新的水冷装置,适应高速生产,提高圆织机转速和降低能耗与噪音,提高印刷机质量,使成套设备的档次上一个台阶;⑤吹塑薄膜机组(包括多层共挤吹膜)应配备自动上料,设快速不停机换网和自动测厚装置。
3 市场开拓�
世界上塑料机械正朝着无人化、智能化方向发展。欧美、日本等工业发达国家和地区的先进塑机制造企业的新产品正向着微型化与大型化、柔性化与灵捷化,自动化与智能化、网络化与虚拟化、个性化与规模经营相辅相成的新趋势发展。中国要想改变国内塑料机械现状,在国际上取得与其规模相匹配的发言权,进而打进世界塑机强国,专家们建议要在总结经验、 找出差距的基础上,采取如下措施:�
(1)调整企业组织结构�
从整体上看,中国的塑料机械工业实力不断增强,水平在日益提高,但组织结构不理想,大规模企业极少,中小型企业占据半壁江山。小企业在技术力量、生产设备或管理水平方面都很薄弱,抗风险能力差。因此中国塑料机械行业生产同类型产品的企业应联合起来,走集团化道路,参与竞争。
(2)加大技术投入
中国国内专门从事塑料机械研究的机构太少,从事塑料机械产品研究设计的力量薄弱,导致塑机产品技术含量低。
在“十五”至“十一五”期间应充实、扩大塑机的研究机构,重点培养、引进使用这方面人才,开拓新技术、创出自己的专利产品,以提高塑机“身价”。
(3)利用国际塑机成果�
国外工业发达国家的塑料机械行业起步早,掌握了较多的塑机方面新技术、新产品和技术专利,中国在创新、开拓产品时,应尽量借鉴国际经验,利用国际上已有塑机成果,不走重复研究、开拓之路,应采取联合、合资、引进等方式,甚至采购先进成熟的零部件、配件和控制系统,开创、改造中国的塑料机械,使中国的塑料机械产品尽快提高档次,再上一个新台阶。
(4)采用先进工艺装备
目前中国塑机制造企业的机械加工设备多数采用通用机床加工塑机零部件,效率低,质量不稳定。应当取而代之的是采用专用工具、夹具、量具和专用机床对批量较大的塑机零件进行机械加工。只有用先进的工艺装备才能提高效率、保证质量和降低成本。�
(5)发展劳动密集型产品
目前世界上产业结构在调整,工业发达国家不断将工业生产转向资本密集型和技术密集行业 ,劳动密集型产品正向发展中国家和地区转移。中国应利用这个机遇,发展开炼机、密炼机 、压延机、塑料回收再生设备及空档的边缘设备等,为扩大塑料机械出口创汇和解决劳动力 过剩创造条件。
4 结语�
中国加入WTO后进一步改善了中国塑机行业的国际市场环境。塑机行业要抓住机遇,充分利用好相关政策,发挥本土(国内市场)劳动力成本低和社会稳定、国内生产总值持续增长的优势,苦练“内功”,采取有效措施,使生产效益一直走在中国机械行业之首的中国塑料机械行业以更高的年均增长率再创辉煌。