水-乙二醇抗燃液压液的国产发展之路.pdf

现代化管理 第3 3 卷2 0 1 5 年第2 期 总第 1 7 6 期 水一 乙二醇抗燃液压液的国产发展之路 胡展铭王宝峰 南京航 空航 天大学材料学院鞍山钢铁 集团炼钢总厂 南京2 1 0 0 0 0 【 摘要】 水一乙二醇抗燃液压液是一种使用特性近似矿物油的液压介质， 具有良 好的润滑性及防锈性， 拥 有高粘度指数， 可在高温下保持不燃， 在低温下保持流动。该产品适用在连铸机、 轧钢机、 拦焦机、 压铸机 、 玻璃 成型机、 钢包滑动水口、 转炉烟罩升降、 无缝钢管制造等高温环境下使用。水一乙二醇的成功问世是高温液压介 质的一次重大飞跃。它可以避免因火灾而给企业带来巨大损失。上世纪5 0 年代国外便 已经生产出该产品， 广泛 应用在军事、 冶金、 机械制造等行业。随着我国冶金机械工业的飞速发展 ， 这一必备的工业需求品未来的需求量 无法估 算。 【 关键词】 水一 乙二醇 抗燃液压液 国产发展 Do m e s t i c De v e l o pi ng Ro a d o f W a t e r -g l y c o l Fi r e - r e s i s t a nt Hy dr a ul i c Fl u i d HU Zha n mi n g，W ANG Ba o -f e n g Ma t e r i a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o l l e g e o f N a n j i n gA e r o n a u t i c s a n d A s t r o n a u t i c s U n i v e r s i t y ； S t e e l ma k i n g P l a n t o f A n s h a n I r o nS t e e l G r o u p C o ． ， N a n j i n g 2 1 0 0 0 0 【 A b s t r a c t 】 T h e w a t e r - g l y c o l f i r e r e s i s t a n t h y d r a u l i c fl u i d i s a k i n d o f h y d r a u l i c m e d i a ． I t s u t i li z i n g f e a t u r e i s a p p r o x i ma t e t o mi n e r a l o i l wi t h g o o d l u b r i c i t y a n d a n t i r u s t p r o p e r t y．a n d h i g h v i s c o s i t y i n - d e x ． I t k e e p s fl o w u n d e r l o w t e mp e r a t u r e a n d i n c o mb u s t i b i l i t y u n d e r h i g h t e mp e r a t u r e ． T h i s p r o d u c t i s s u i t a b l e f o r h i g h t e mp e r a t u r e p r o d u c t i o n e n v i r o n me n t s u c h a s c o n t i n u o u s c a s t e r ，r o l l i n g mi l l ，c o k e g u i d i n g ma c h i n e ，p r e s s c a s t i n g ma c h i n e，g l a s s f o r mi n g ma c h i n e ，l a d l e s l i d i n g n o z z l e ，c o n v e r t e r h o o d l i ft i n g a n d s e a ml e s s s t e e l p i p e ma n u f a c t u r i n g ． T h e s u c c e s s f u l b i r t h o f t h e w a t e r g l y c o l i s a b i g l e a p f o r hi g h t e mp e r a t ur e h y d r a u l i c me di a ．I t c o u l d p r e v e n t e n t e r p r i s e f r o m g r e a t l o s s c a us e d b y fir e． Th i s p r o d u c t w a s p r o d u c e d o v e r s e a s i n t h e 1 9 5 0 s ． 。 I t i s w i d e l y u s e d i n v a rio u s i n d u s t r i e s s u c h a s mi l i t a r y ，me t a l - l u r g y a n d ma c hi ne ry ma n u f a c t uring ．Fo l l o wi n g t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f o u r d o me s t i c me t a l l u r g y a n d ma c h i n e ry i n d u s t ry ，t h e d e ma n d for t h i s e s s e n t i a l p r o d u c t i s i n e s t i ma b l e ． 【 Ke y w o r d s ] Wa t e r - g l y c o l ， fi r e - r e s i s t a n t h y d r a u l i c fl u i d ， d o m e s t i c d e v e lo p m e n t 1 发展初期一引进 、 消化、 吸收、 研发 L HF C 3 2 和 L H F C 4 6 初 出茅庐。在三十多年 前 ， 我 国的水一 乙二醇行业几乎处 于被 国外牵制状 况 ， 国内8 0 ％以上 的市场被 国外产 品 占据 。若无 法改善这一现状 ， 定会影响中国的军事 、 冶金、 机 械等重要行业的发展。因此 ， 从一九八二年宝钢 用油国产化会议开始 ， 我 国水一 乙二醇 国产化计划 正式被提到 日 程上。 我 国水 一乙 二 醇 的 开 发应 该 说 是 “ 走 了捷 径” 。经过对国外产品的深入分析， 吸收了国外多 家 同类 产品 的优 点 ， 再适 当加 入“ 中国元 素” ， L HF C 3 2 和 L HF C 4 6 便 由此诞生了。 毕竟我国当时的科技水平处于落后阶段， 学 习再开发一项新技术并非易事。该产品主要 由石 化 总公司 、 石油化工科学研究院联合组织开发 ， 经 过 近 6 年 的研制 ， 于 1 9 8 8 年 l 0 月经 中国石化总公 司、 冶金部钢铁司联合鉴定 ， 最终宣布该产品与国 外 同类产 品理化 性能相当 ， 达 到了八 十年代 的国 际水平 由表一可见 。自此 ， 我国踏上了水一 乙二 醇国产发展的道路。 这项技术成果首先转入武汉 石油化学厂 ， 经 过转化批量生产后， 在宝钢、 首钢等多家国内重要 企业试用。当年销售在 1 5 0 吨左右 。 随后 ， 技术转入本钢润滑油脂厂。当时， 技术 一 5 9 第3 3 卷2 0 1 5 年第2 期 总第 1 7 6 期 现代化管理 表 1 水一 乙二醇L - H F C3 2与 国外同类产品理化性能评定数据 产 品 嚣c 器 SaFe 粘度 4 0℃ ／ m m 2 ／ s 粘度 指数 倾点 ℃ 气相 锈蚀 5 0 ℃ 48 n 铜 片 腐蚀 5 0 ℃ X 3 n 液相 锈蚀 5 0 ℃ 4 8 n 热岐 抗燃 试验 7 0 4 ℃ p H值 泡沫性 泡商} m m 2 4 ℃ 人员 、 石油化工科学研究院专家以及大连旅顺化 工厂专家开始了国产高分子聚醚的创新研发。自 1 9 8 8 年9 月开始， 经过半年多近 1 0 0 多次试验 ， 终 于试验成功国产高分子聚醚， 填补了国内空白。 由此 ， 国产 水 一 乙二 醇 抗燃 液 压 液 得 到 了迅 速 发展。 由于国产水一 乙二醇抗燃液压液质量稳定 ， 价 格合理， 被冶金部液压润滑委员会定为指定产品， 并 由委员会监制 ， 产 品很快得 以推广 。数年 内， 该 产 品逐步覆盖 了整个东北地 区9 0 ％的钢铁企业 ， 初步替代 了进 口， 并在全 国其他重工地 区投入应 用。如成都无缝钢管厂、 马鞍山钢铁公司、 山东莱 芜钢厂等 ， 年销量达到5 0 0吨左右。 更重要 的是 ， 该产 品不仅能够适用于 国内机 器 ， 同时也 可以满足于进 口机器 ； 不仅逐步被广大 用户所认识 ， 还逐步得 到钢铁设计研究部 门的认 可， 逐步应用在新设计 的设备上。 ， ， ， ． ， ⋯ 2发 展 中 期 一 技 术 难 点 攻 关 解 决 级 级 警 级 级 邙 0 9 65 ． 二 蕃 ’ 丢 磨 型 ⋯ 1 1 -- 1 小 I r 岜 型 小 一 乙 一 n 儿 一一 z ／rH 饥 型 l ／J 、 无锈 无锈 无锈 无锈 无锈石化 院方 法 不着 不着 不着 不着 不着 F S 2 火 火 火 火 火P I B 6 0 58 l 0． 01 1 0． 5 9 ． 4 1 0． 5 1 0． 2 S Y2 4 5 4 30 0 40 0 3 6 0 3 25 38 0 S Y2 时间 6 m i n 7 mi n 1 6 s 3 mi n 3 6 s 8 mi n 8 s 5 m i n 2 3 s 6 6 9 P BN 7 3 5 5 8 8 7 8 4 6 3 9 7 3 5 S Y 四球实 0 ． 4 9 0 ． 6 1 0 ． 6 5 0 ． 6 5 0 ． 6 3 G B 3 1 4 2 验 1 2 0 0 ／ d mi n d 2 9 4 N 30 mi n 配方都没有问题 ， 但是由于增稠剂、 高分子聚醚等 主要原料需要进 口， 要想大批量生产， 生产成本仍 很高 ， 在替代进 口上没有 明显优势 。为解决这一 问题 ， 全面实现 国产化 ， 本钢润滑油脂厂专业技术 一 6 0 一 步迈进 。辗转数年 L H F C 3 2 和 L H F C 4 6在祖 国 大地上遍地开花。不过时代在进步技术也要革 新 。由于 L HF C 3 2和 L HF C 4 6 是 国产 的“ 先行 者” ， 因此必然存在着一些缺陷 ， 其 中以有强刺激 性 的气味和低温结晶问题较为突出。尽管国产 水一 乙二醇是无毒产品， 但是强烈的刺鼻气味对工 人 的生产效率会产生严重影响 ； 低温结 晶也是极 大的问题 ， 低温析出的晶体是提高抗磨性的原料 硼砂 ， 晶体将堵塞泵阀， 不仅影响机器生产运行 ， 还将损害机器零件。 为 了尽可能解决产 品问题 ， 经过石油化工科 学研究院和本钢液压润滑材料厂 原润滑油脂厂 多年的努力 ， 于 1 9 9 5 年研制出了低泡型水一 乙二醇 难燃液压液 HF C 一 2 。由于产品泡沫过多将会影响 设备运行 ， 而且在高压工作泄压时设备会产生明 显震颤 。新产 品在原有 L H F C 3 2和 L HF C 4 6 优 点的基础上 ， 进行 了低泡优 化。泡高与消泡 时间 都较之前 的产 品有 了明显的改善 。同时 ， 为了去 除强刺激性气 味 ， 将原先 的消泡剂异辛醇换为非 离子型消泡剂。 见表 2 1 9 9 5 年 1 1 月 2 2日， 中国石油化工总公司组织 专 家 评 议 ， 最 终 确认 低 泡 型水 一乙二 醇难 燃 液 HF C 一 2 具有优 良的抗燃性 、 润滑性 、 防锈性 、 低泡 沫 性 和 良好 的稳 定 性 ， 与 当 时 国外 同类 产 品 测 眨 剥 引 她 黼 液 液 她 虢 液 色 明 ．． 削 4 色 明 ％． 剃 观 度 ℃ NE 被 川 m 匕 射法 确 确 确 确 ∞ 瞒 无 现代化管理 第3 3 卷2 0 1 5 年第2 期 总第1 7 6 期 表 2泡沫优化对比 C O S MO、 HQ 4 6 及 S a f e 6 2 0 D性能相 当， 填补 了国内 空 白 ， 具有 9 0 年代 国际水平 。该产品的出现意 味 着 国产水一 乙二醇进人一个新的时期 。实践证明 ， 该产品完全具备了替代进 口的条件。 应该说 ， 9 O 年代是国产水一 乙二醇发展迅猛 的 年代 ， 就在 HF C 一 2 出现不久 ， 国内便又有 了新的产 品出现。本溪钢铁公司润滑材料厂于 1 9 9 6 年研发 出一 个更加完善 的新产 品 抗磨型水一 乙二醇 抗燃液压液 K M l 。 该产品在最新技术的基础上突出抗磨性 由 表3 可见 ， 同时为解决去掉硼砂提高抗磨问题 ， 决 定将抗磨性原料改用脂肪酸抗磨剂。这一创新使 液压液在机器内的抗磨性增强 ， 提高了机器的使 用寿命 ， 将国产水一 乙二醇的水平带到一个新的高 度。K M l 在取代进 口产品的同时 ， 尽可能的减少 企业液 压液 的更换次 数 ， 为企 业节 约大量成本 。 而且 ， 该产品可以与进口产品混合使用， 这样可以 帮助 过 去使 用 进 口产 品 的企业 转 向国产 系列 。 水一 乙二醇走 向国产化最 直接 的业绩便 是彻底将 日本产品取代。 HF C 一 2 和KM一 1 的研制成功标志着水一 乙二醇 国产发展迈向了一个新的台阶， 为中国水一 乙二醇 走向世界奠定坚实的基础。 表3 抗磨性优化对比 3 发展后期一 自主创新突破关键 9 8 9 抗磨型水一 乙二醇抗燃液压液一路领跑。 走好科技创新先手棋 ， 就能占领先机赢得优势。 而 国产水 一 乙二醇 的水平要和 国外知名 品牌好 富 顿 、 德润宝 等公 司的产 品媲美 ， 还 需要在 技术创 新 、 自主创新上再先人一步 ， 在关键性技术上有赢 人之 处 。 1 9 9 8 年本溪市陆博化工有限责任公司研制的 9 8 9 抗磨 型水一 乙二醇液压液问世 。该产品经过 自 主创新 拥有专利技术 ， 它的研发成功标志着 中国 的水一 乙二醇面对科技创新发展新趋势 ， 已经奋起 直追 、 迎 头赶上 、 力争超越 ， 技术水平达到 了国际 领先地位。9 8 9 抗磨型水一 乙二醇抗燃液压液进人 市场后 ， 很快得到了 国内诸多重工企业和钢铁企 业的认可。以鞍钢三炼厂应用为例， 1 号板坯连铸 使用了水一 乙二醇， 通过同曾用过 日本的C O S M O HQ 4 6 、 美 国的好 富顿 S A F E 6 2 0 、 德润宝 U S 4 2 0 相 比 较 由表4 可见 ， 9 8 9 抗磨型水一 乙二醇抗燃液压液 具有优 良的抗燃性 、 高粘度指数 、 良好 的润滑性及 防锈性。在接近火源及高温 、 高压工作环境下具 有 良好 的防火 安全性 。该 产 品凝 固点低 ， 可达 一 5 0 ％， 低温流动性好 ， 可在寒冷的工作环境下使 用 ， 同时其承载能力可达 2 1 MP a 以上。 表4 各厂家产品的理化指标对比 在 随后 的发展 中 ， 本溪市 陆博化工有 限公 司 对研制的9 8 9 抗磨型水一 乙二醇液压液又进行 了部 分改进和优化 见表5 。其中， 在抗磨性上 ， 该产 品应用最新发现的脂肪酸抗磨剂， 将皂化温度由 6 0 ℃提高至 8 0 ％， 提高了产品的亲水性。产品经 过两种抗 磨性试验机测试均有 国际领先结果 四 球机 实测 四球 磨迹 在 0 ． 5以 内， 较进 口产 品提高 0 ． 1 。赖克特抗 磨试验机受力点 的压力可达 3 0 0 k g 以上 ， 磨迹为其他 同类产品的5 0 ％， 可提高泵寿命 2 O ％ 以 匕。 一 61 第3 3 卷2 0 1 5 年第2 期 总第 1 7 6 期 现代化管理 表fi 9 8 9抗磨型水一 乙二醇液压液与德润宝4 2 0 部分 表6 9 8 9 抗磨型水一 乙二醇抗燃液压液各种指标 指标对比 目前 9 8 9 抗磨型水一 乙二醇抗燃液压液产品理 化指标达到国际同类产品的同等水平。产品具有 高清洁度 、 低泡沫性 、 不含硼 、 碱备值低等特点 ， 其 抗磨性和消泡性处于国际领先地位 。可与国外同 类产品混合使用， 无异常变化， 完全具备代替进口 同类产 品的能力。其污染度达到N A S 美国航空液 压油污染度标准6 级， 碱备值稳定在 1 7 0 左右， 将 环境 污染降至最低 。并有效 提高密 封件 的寿命 见表6 。 本溪市陆博化工有限公司9 8 9 抗磨型水一 乙二 醇抗燃液压液于 2 0 0 0 年 6 月被 国家科学技术部 、 国家税务总局、 国家对外贸易部、 国家质量技术监 督局、 国家环保总局五部委批准列为国家重点新 产品。 本溪市陆博化工有限公司 9 8 9 抗磨型水一 乙二 醇抗燃液压液历经 1 6 年发展 ， 已经在全国3 0 余家 钢铁企业使用， 成为我国国产抗燃液压液的骄傲。 4 结束语 从 完全依 赖于进 口到 L H F C 3 2 和 L HF C 4 6 的诞生 ， 从只能维持生产低级别的产品到H F C 一 2 的进 步 ， 从 技术不全面 的一般产 品到 K M一 1 的改 良， 从只能 自给 自足 的优 秀产 品到” 9 8 9 ” 的问世 。 这是一条2 0 年艰辛的水一 乙二醇的国产发展之路。 一 6 2 一 项 目 型号 理化指标 1 型 2 型 试验方法 透 视水一乙二 醇抗燃液 压液 的国产发 展之 路 ， 一个最深的启示就是只有拥有强大的 自主创 新能力 ， 才能在激烈的市场竞争中把握先机 、 赢 得 主动。只有坚持 自主创 新把关键 技术掌握在 自己手里 ， 才能在这个领域逐步从跟随到并行再 到领跑。 2 0 1 4 0 9 1 0 收稿