中国二重8万吨大型模锻压机下线 创世界纪录_0
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  今年可谓中国大型模锻压机研制和装备的关键年。由中国二重自主设计制造的8万吨大型模锻压机创下多项世界纪录,预计下月就将进入正式生产阶段。今年3月31日,由中国中冶所属中国二十二冶集团有限公司承包制造、清华大学机械工程系设计的西安三角航空科技有限责任公司4万吨航空模锻液压机一次性热试成功。

  大型模锻压机是以军事需求为主、军民兼用的多功能重型模锻压机,同时也机械制造行业中的关键设备,是衡量一个国家制造水平和能力的重要标志之一,尤其是对于锻造能力超过10万吨的机械设备更是如此。有人把大型模锻压机的工作原理形象地比喻为揉面机,只不过揉的是钢铁,而且像压月饼一样精密。它是生产大型锻件特别是大型航空锻件的必备装备。

  在8万吨模锻压机诞生之前,我国还没有4万吨级以上的大型模锻压机,此前世界上拥有4万吨级以上大型模锻压机的国家只有美、俄、法3国,最高吨级为7.5万吨。

  二重制造的世界最大8万吨模锻压机进入精调阶段

  几天前,获2010年度国家最高科学技术奖的两院院士师昌绪,向中国第二重型机械集团公司发来专电,密切关注一座大压机的进展。

  大压机确实大地上27米、地下15米,机身总高42米,相当于十几层楼房的高度。

  12月11日,由我国自主设计、研发、安装、使用的世界重装之王8万吨大型模锻压机在四川德阳中国二重已进入精调阶段,目前已试验生产出10余种可应用于航空航天等重要领域的大型模锻件。预计明年1月,这台被誉为挑战当今人类机械工程极限制造能力的巨型机器将进入正式生产阶段。

  这台机器创下了多项世界第一,还牵引出众多巨大的产业机遇。

  8万吨模锻压机项目的常务副总指挥、中国二重副总工程师陈晓慈表示,由大压机带来的航空模锻件机械加工等后续产业必将辐射出去,形成全新航空构件机械加工产业集群,四川的航空航天产业链条将因此而更加完整。

  A为什么要造大压机?

  要实现自主制造大飞机,必须要有8万吨模锻压机

  几张大压机进度表贴在办公室的墙上,数据密密麻麻,显示出大压机在今年内所经历的每个阶段和日期。陈晓慈盯了盯墙上的表格说,从这其实只能看到大压机很短的一段成长史。

  早在上世纪七十年代末,第一代中国二重人就开始筹划设计制造我国的大型模锻压机。陈晓慈说,什么才能称之为大型模锻压机?压力必须是4万吨级以上。在8万吨模锻压机诞生之前,我国还没有4万吨级以上的大型模锻压机,此前世界上拥有4万吨级以上大型模锻压机的国家只有美、俄、法3国,最高吨级为7.5万吨。

  大型模锻压机是做什么的?它是生产大型锻件特别是大型航空锻件的必备装备。

  1980年9月26日,中国首次自行研制制造的大型客机运-10首次试飞成功后,试飞累计170小时后就停留于地面,其原因很大程度上与当时中国没有能加工大型机身大梁所必需的大型模锻压机有关。陈晓慈介绍,由于无法用大型模锻压机对飞机大梁整体锻压成型以确保性能,就只能用小型设备分段锻造、组合拼装,这无法满足大飞机所要求的性能指标。有业内人士介绍,空客后来为什么能与波音抗衡?一个重要原因就是法国建造了自己的6.5万吨模锻压机。它在大型锻件生产上寻求到了俄罗斯的帮助,A380起落架的成型,就是在俄罗斯7.5万吨压力机上完成的。在零部件加工能力上的这种差异,成为波音与空客竞争的重要因素之一。

  大压机的牵引工程是大飞机,中国二重早期的大压机梦想因运-10下马而停止。进入20世纪,我国重启大飞机计划,国产大飞机要实现自主设计、自主制造、自主保障,必须要有大型模锻压机的支撑大压机再次被提上议事日程。

  大压机建多大规模?建在哪?谁来建?带着这些问题,2003年,受国务院委托,30多人的专家调研组在全国范围内进行调研论证,并通过对空客、波音飞机的分析,认为7.5万吨级模锻压机略显功能不足,最终将压力量级定在了8万吨。彼时,全国多个地方都在积极争取这一项目,师昌绪院士多次带队在德阳调研。经过5年的调研论证和通盘考虑,2007年11月15日,大压机计划最后经批复,国家发改委同意二重会同中南大学、燕山大学、西安重型机械研究所等科研单位,自主设计、自己制造世界最大的8万吨级压机。

  论证5年,建造5年,10年磨一剑,中国大压机最终在中国二重落成。至少上千人参与了建造。如果加上第一代中国二重人参与设计的时光,这个梦的圆梦时间近40年。陈晓慈感叹。

  B大压机的水平高在哪儿?

  从打烧饼到压月饼,挑战人类制造能力的极限

  来到中国二重厂区崭新的大压机车间面前,随着高大的车间卷帘门缓缓开启,自重2.2万吨的巨型机器出现在记者眼前。

  这是一个集机、电、液为一体的巨系统工程,是挑战目前人类极限制造能力的宏伟工程。陈晓慈介绍,这台8万吨模锻压机由成千上万个零件组成,而仅单个零件超过70吨的就有68个,占其自重的75%,其中最重的一个零件达450吨,这是为了尽可能实现零件整体化,以确保大压机的刚性和强度。

  在这种自主创新思路驱动下,这台机器不但本身成为世界第一,同时也成为集多个世界之最于一身的创新平台:450吨,目前世界上最重的单个零件用了758吨钢水铸造;目前世界上最厚的筒形锻件锻件壁厚度700毫米;目前世界上单个零件最长的机械加工件36米;目前世界上最厚的焊接件厚度550毫米。全部由中国二重自主设计制造而成。陈晓慈说。

  这台巨型机器到底拿来做什么?曾有人将其工作原理形象地比喻为揉面机,只不过,大压机揉的是钢铁,越揉越劲道;也有人从某种角度称其为工业母机。

  8万吨模锻压机到底意味着什么?站在庞大的机器面前,陈晓慈看出记者的疑问。它不只是揉面,是要解决成型问题。他形象地将大型模锻压机的作用比喻为压月饼,如果把自由锻造压机的工作比喻为打烧饼,那么压月饼这项工作更具技术性,它锻压的大型工件整体化、精密化、轻型化程度都更高,同时也大大提高了效率。

  大压机旁,摆放着10多件锻制出来的试验件。陈晓慈指着其中一个部件介绍:这是飞机上的一个关键零件,过去一般是将一个X形状和两个C形状的工件焊接而成,工艺时序就需要用两个月时间,而在大压机下一次即可成型。

  而对于工业母机一说,陈晓慈解释,如果打个形象的比喻,中国二重这样的重型装备企业就是工业母机,大压机应该是工业母机上的核心装备。

  C大压机还将牵引出什么?

  解决从无到有问题,这将形成一条闭合航空产业链

  我国建造8万吨模锻压机消息一经传出,便引起很大震动,项目在建设过程中,来自国外的考察团一个接一个,其中空客公司驻华代表就前来考察了好几次,急切希望这个项目尽早建成投产。

  除了广泛应用于航空领域外,大型模锻压机还将在核能、石油化工、船舶、动力等工业领域发挥重要作用,用于生产铝合金、钛合金、高温合金和高强钢等各类大型、精密模锻件,也用于各种低塑性的高强、耐热、耐蚀钢和低合金钢等黑色金属模锻件的生产。

  这是一个从无到有的问题,8万吨模锻压机项目总指挥、中国二重副总经理曾祥东表示,这台设备投产后,将成为体现我国综合国力的又一标志性设备,填补国内空白,改变我国大型模锻件依赖进口、受制于人的被动局面,实现大型模锻产品的自主保障,迈出从中国制造向中国创造的重要一步。

  从设计制造到安装使用,这其中需克服许多困难,同时也会形成许多新的技术,扩展应用于其他多种领域,因此这台设备制造成功的本身,也是很多新技术、新工艺的突破。陈晓慈表示,它将辐射带动一批庞大的航空构件的机械加工集群,届时四川尤其是成德绵地区将同时具有整机设计、整机制造和发动机制造的能力,形成一条闭合的航空产业链。

  大压机同时还将成为创新的公共技术大平台。陈晓慈介绍,有了这个平台,各种新材料、新工艺才能进行更广泛深入的研究,有了它之后,很多装备制造才能在应用领域实现技术工艺的突破。

  对于中国二重来说,8万吨模锻压机的建成投产,还将使中国二重形成世界最大的模锻制造能力,加上中国二重已经有的以12000吨、16000吨自由锻造水压机为代表的世界最大的自由锻制造能力和可一次冶炼900吨级优质钢水、浇注600吨级优质钢锭的能力,中国二重将成为世界最大的铸锻钢生产基地。

  这对于德阳乃至四川的产业转型升级及创新驱动更是意义重大,德阳积极推动中国二重的自主创新和产业转型升级,并带动相关配套产业提升,从而将推动德阳重装产业转型升级,向打造具有国际竞争力的重装基地更进一步。周绍国说。

  小知识

  模锻和自由锻

  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,要求设备能力较大。

  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。

  部分国产重型锻压机

  中国大压机已经问鼎世界

  1961年12月,江南造船厂与上海重型机器厂成功建成国内第一台12000吨自由锻造水压机,为中国重型机械工业填补了一项空白。1962年6月22日投产。

  1973年9月,由一重、一机部机械研究院研制的30000吨模锻水压机,在重庆西南铝加工厂投产。

  2006年12月,由中国第一重型机械集团公司自行设计、制造的当时世界上吨位最大、技术最先进的1.5万吨重型自由锻造水压机一次热负荷试车成功。

  2007年10月1日上午,16000吨级自由锻造水压机在四川省德阳市中国第二重型机械集团公司进行第一次试车获得成功。

  2008年5月,当时世界最大的16500吨自由锻造油压机在上海重型机器厂有限公司安装完毕。

  2011年7月,世界最大、最先进的惟一一台1.85万吨自由锻造油压机组在中信重工机械股份有限公司正式投产

  2012年3月,我国首台4万吨重型航空模锻液压机在西安阎良国家航空高技术产业基地热试成功,顺利锻造出其首个大型盘类件产品。这是我国向实现大型航空模锻件自主研制迈出的重要而坚实的一步。

  2013年1月,由中国第二重型机械集团公司设计制造的80000吨多向模锻压机,将在二重投产。

  另一座更大的10万吨大型模锻液压机已经落户苏州昆山,目前正在研制当中。该液压机由苏州昆仑先进制造技术装备有限公司联合清华大学等机构设计制。

  世界各国模锻压机的发展

  1795年,英国的J.布拉默应用帕斯卡原理发明了水压机,用于打包、榨植物油等。

  到19世纪中期,英国开始把水压机用于锻造,水压机逐渐取代了超大型蒸汽锻锤。直到1893年英国建造了当时最大的1.2万吨的锻造水压机,主要用来锻造大的钢锭。

  19世纪末20世纪初,现代化工业发展迅猛,锻造液压机和模锻液压机迅速发展,德国在二战期间建造了三台1.5万吨的锻造水压机和一台3万吨的大型模锻水压机。

  至1955年,美国己先后建成了1万吨和1.62万吨模锻水压机各一台,3.15万吨和4.5万吨模锻水压机各二台。

  苏联也在1959年后陆续建成3万吨模锻水压机三台和7.5万吨模锻水压机二台,法国于1976年从苏联引进了一台6.5万吨多向模锻水压机。

  截至20世纪末,全世界共有万吨以上模锻水压机30余台,美、苏各有10余台,约占总台数和总吨位的70%左右。

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