【非凡十年·企業篇】讓“大塊頭”幹出“繡花活”——中國重型院自主研發大型鍛造操作機紀實
2026-04-16 06:04:23



圖1、圖2、圖3為工作中的大型鍛造操作機。
金秋時節,走進國機集團國機重裝二重(德陽)重型裝備製造有限公司(以下簡稱二重裝備)鑄(zhu)鍛(duan)公(gong)司(si)鍛(duan)造(zao)廠(chang)生(sheng)產(chan)車(che)間(jian),一(yi)台(tai)巨(ju)大(da)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)鍛(duan)造(zao)操(cao)作(zuo)機(ji)首(shou)先(xian)映(ying)入(ru)眼(yan)簾(lian),隨(sui)著(zhe)這(zhe)台(tai)像(xiang)小(xiao)山(shan)丘(qiu)一(yi)樣(yang)移(yi)動(dong)的(de)設(she)備(bei)開(kai)啟(qi),它(ta)用(yong)強(qiang)壯(zhuang)有(you)力(li)的(de)鉗(qian)口(kou)夾(jia)持(chi)裝(zhuang)置(zhi)穩(wen)穩(wen)地(di)抓(zhua)著(zhe)幾(ji)百(bai)噸(dun)重(zhong)的(de)高(gao)溫(wen)鍛(duan)坯(pi),靈(ling)活(huo)自(zi)如(ru)地(di)進(jin)行(xing)著(zhe)提(ti)升(sheng)、送進、翻轉動作。伴隨著萬噸壓機錘頭有節奏地上下起落,截麵形狀在滋滋聲中不斷發生著改變……“這就是3000kN/7500kNm鍛造操作機,正在配合160MN水壓機進行大型複雜鍛件生產的場景。”二重裝備鑄鍛公司黨委書記、副總經理陳新倬通過視頻連線向參觀者邊展示、邊介紹。
這台大型鍛造操作機是由國機集團國機重裝中國重型機械研究院股份公司(以下簡稱中國重型院)於2013年成功研製的。它遠超國外最大鍛造操作機250噸的夾持能力,能夠輕鬆夾持起300噸重的鍛件,強大的“手勁”為新時代國產大型鍛件製造業描繪精密化、綠色化、智能化發展畫卷提供了可靠保障,極大地提高了我國大型鍛件的生產能力。
緣起於精密訴求
翻開一段塵封的曆史,了解不可忘卻的奮鬥曆程。“十一五”期間,我國萬噸級自由鍛造壓機自主研發裝機能力已達到世界先進水平,而國內大型鍛造操作機的核心技術卻長期被外國公司所壟斷。
由於進口設備價格昂貴、gonghuozhouqichang,wufamanzuguoneidaxingduanjianxingyedefazhanxuqiu,guoneidaxingduanjianzhizaoqiyebudebushiyongchuantongdefangangjidaitaotongcaozuo。juchenxinzhuojieshao,fangangjicaozuofangshiyuanshibenzhuo、節奏緩慢、生產效率低下,鍛造火次增加會造成能源浪費,而且容易造成坯料定位精度低、毛坯表麵質量差、鍛件餘量大、材cai料liao浪lang費fei嚴yan重zhong等deng問wen題ti,存cun在zai內nei部bu質zhi量liang隱yin患huan,更geng無wu法fa保bao證zheng難nan變bian形xing合he金jin複fu雜za鍛duan件jian的de鍛duan造zao生sheng產chan。沒mei有you大da型xing鍛duan造zao操cao作zuo機ji,先xian進jin的de鍛duan造zao工gong藝yi無wu法fa落luo實shi,製zhi約yue了le大da型xing高gao品pin質zhi鍛duan件jian的de生sheng產chan能neng力li,也ye嚴yan重zhong影ying響xiang了le當dang時shi我wo國guo大da型xing裝zhuang備bei製zhi造zao業ye及ji相xiang關guan行xing業ye的de發fa展zhan。
為了充分發揮萬噸級壓機的鍛造生產能力,盡快消除配套操作機能力脫節現象,讓“大塊頭”幹出“繡花活”,2010年“國家高檔數控機床與基礎製造裝備科技重大專項”立項支持“3000kN/7500kNm大型鍛造操作機”項目的開發研究,吹響了自主研發大型鍛造操作機的集結號。
中國重型院依托金屬擠壓與鍛造裝備技術國家重點實驗室,在國家科技重大專項、“863”計劃及基金項目的支持下,積極發揮集中力量辦大事的優勢,聯合5家單位組成“產學研用”創新團隊,合力進行大型鍛造操作機的科研攻關,奮力破解掣肘行業發展的“卡脖子”難題。
攻堅於成功渴求
彼時,作為重型鍛壓裝備領域的知名企業,中國重型院從20世紀60年代開始進行鍛造操作機的研發,幾十年來積累了豐富的鍛造操作機研發設計及工程實踐經驗,是一家名副其實的擁有“金剛鑽”的科研院所。然而,在研發這種長25米、寬10.9米、高8.6米、自重1160噸的大型操作機裝備時,研究團隊仍然遇到許多難以解決的瓶頸問題。
國機重裝首席專家、中國重型院鍛造操作機和鍛造壓機學術帶頭人張營傑,回想起那段研製過程仍然十分感慨。他說:“研發3000kN/7500kNm超大型鍛造操作機,需要從理論分析著手,深入探索設備工作機理,進行輕量化、緊湊型結構設計,還要針對這種滿負荷時近1500噸龐大運動質量的移動機械,解決其短步距、gaopincijinliaodekuaisuxiangyingyujingquedingweinanti,tongshi,haibiranyaomianduizhuduojixianzhizaoheanzhuangkongjianshouxiandewenti。duiyuxiangmuyanfatuanduieryan,zhenggeguochengjiqijiannan。”
在中國重型院研究員衛淩雲負責的操作機核心控製部件“鉗杆動作控製閥站”的研製過程中,就遇到了結構設計與布置空間匹配嚴重衝突的“卡脖子”難題。該閥站需要對操作機鉗口夾緊和鬆開、鉗杆旋轉、側移側擺、水平緩衝等4組動作進行控製,在額定工作壓力24MPa、4000L/min高壓大流量情況下,需要將70餘種液壓元件、60多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)規(gui)格(ge)的(de)油(you)路(lu)接(jie)口(kou)按(an)照(zhao)邏(luo)輯(ji)關(guan)係(xi)整(zheng)合(he)在(zai)一(yi)起(qi),這(zhe)本(ben)身(shen)就(jiu)是(shi)一(yi)件(jian)非(fei)常(chang)棘(ji)手(shou)的(de)事(shi)情(qing)。關(guan)鍵(jian)是(shi),為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)控(kong)製(zhi)的(de)靈(ling)敏(min)性(xing),這(zhe)個(ge)閥(fa)站(zhan)還(hai)必(bi)須(xu)就(jiu)近(jin)安(an)裝(zhuang)在(zai)懸(xuan)吊(diao)的(de)鉗(qian)杆(gan)體(ti)上(shang),可(ke)安(an)裝(zhuang)空(kong)間(jian)條(tiao)件(jian)限(xian)製(zhi)重(zhong)重(zhong)。
張營傑介紹:“naduanshijian,weilingyunbujinchengdanzhexiangmuyanfadezhongren,haimomochengshouzheshenghuoshangdejudayali。dangshi,tadehaizizhengmianlinxiaoshengchu,tonglinghaizidouzaifumupeitongxiajiaqiangbuxi,ertaqueweilenengzhuanxingongzuo,bahaizisongjinlequantuoxuexiao。youshihaizizhoumofangxue,tajiubahaizizhijiedaidaobangongshiyiqijiaban,zhidaohenwan。”
衛淩雲說:“我們先後設計了5種方案,但是都無法滿足要求,當時的感覺真是太難了。”在經過無數次計算、優化、仿真、迭die代dai後hou,團tuan隊dui終zhong於yu攻gong克ke了le難nan關guan,研yan製zhi出chu的de模mo塊kuai集ji成cheng式shi控kong製zhi閥fa站zhan,大da幅fu度du減jian小xiao了le整zheng體ti結jie構gou尺chi寸cun,降jiang低di了le加jia工gong難nan度du,實shi現xian了le超chao大da型xing控kong製zhi閥fa站zhan的de輕qing量liang化hua設she計ji,解jie決jue了le空kong間jian布bu置zhi的de難nan題ti,滿man足zu了le設she備bei性xing能neng要yao求qiu。
正是因為有很多像衛淩雲這樣的科技人員的辛勤付出,首台3000kN/7500kNm大型鍛造操作機才能迎來眾所期待的結果:2013年底,首台3000kN/7500kNm大型鍛造操作機如期研製成功並投入生產應用;2016年,順利通過國家科技重大專項的任務驗收,先後獲得國機集團科學技術獎特等獎、中國機械工業科技進步獎一等獎、中國質量技術獎優秀獎。
成就於至善追求
中國重型院成功開發的全球首台3000kN/7500kNmdaxingduanzaocaozuoji,bujindapoleguowailongduan,erqieyinlinglewoguoduanzaocaozuojihedaxingziyouduanjianzhizaolingyudejishufazhan,chanshenglelianghaodeshehuijingjixiaoyi。
中國重型院結合二重裝備要求,在協同融合深化上下功夫,對大型鍛造操作機結構設計、控製原理進一步優化,使設備結構更緊湊、運動更靈活、性能更穩定、使用更可靠,外形更加整齊美觀。
2018年底,3000kN/7500kNm大型鍛造操作機按期交付。在二重裝備車間,操作機穩定夾持數百噸1000℃以上高溫鍛坯進行六維精準送進,顯著提高了鍛造生產效率與材料利用率、減少了鍛造火次、降低了能耗,鍛件質量也得以大幅提高。二重裝備有了3000kN/7500kNm大型鍛造操作機的助力,極限鍛造能力大大提升,開創了高品質鍛件綠色化、數字化、優質高效鍛造生產的新局麵,形成了大型鍛件高端化、規模化、極限化製造的強大優勢。2021年,二重裝備鍛造量突破8萬噸,實現了核電主管道、超超臨界新產品項目鍛件、燃機項目轉子鍛件的“精品鍛造”,形成了以“華龍一號”為代表的第三代核電機型全套鑄鍛件、百萬千瓦級超超臨界機組關鍵成套大鍛件等為代表的極限製造體係,譜寫了新時代大型鍛件生產新篇章。
截至目前,中國重型院研製供貨的300噸級的鍛造操作機運行穩定,其夾持鍛件質量、外形尺寸、提升行程等關鍵參數均處於國際領先水平,大車行走定位精度±5mm、旋轉定位精度±1°的核心控製技術達到國際先進水平,所生產的各種大型高端精密複雜鍛件為我國電力、大型船舶、冶金、石化、航空航天等國家戰略產業的高質量發展提供了有力保障。
(中重宣)
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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