十年磨劍,我國大型鑄鍛件制造產(chǎn)業(yè)打破國外壟斷
[2015-12-22 21:39:19]詳細(xì)說明：
制造萬噸級(jí)重型設(shè)備是一個(gè)國家制造能力的標(biāo)志，涉及設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝等諸多技術(shù)難題，屬于“極端制造”領(lǐng)域。
進(jìn)口，進(jìn)口，只有進(jìn)口！10年前，我國機(jī)械制造行業(yè)深受大型鑄鍛件依賴進(jìn)口之苦：國外企業(yè)借機(jī)提價(jià)，價(jià)格一漲再漲，交貨期一拖再拖…… 如今，這種整體受制于人的被動(dòng)局面得到基本扭轉(zhuǎn)。近日，“十一五”國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制”通過驗(yàn)收，這標(biāo)志著我國初步實(shí)現(xiàn)了大型鑄鍛件產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)突圍。
10年持續(xù)支持，累計(jì)投入科研經(jīng)費(fèi)超10億元，通過十年磨一劍，在多個(gè)科技計(jì)劃的持續(xù)支持下，我國系統(tǒng)攻克了核電、水電、火電、船用柴油機(jī)等領(lǐng)域亟須的一批大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)，形成了一系列重大產(chǎn)品，打破了國外壟斷。我國大型鑄鍛件打上了越來越多的“中國造”！
卡脖子之痛：即便買來圖紙也造不出來
“十五”以來，隨著能源、動(dòng)力裝備快速發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)對(duì)大型鑄鍛件的需求越來越迫切。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國大型鑄鍛件在產(chǎn)品品種、質(zhì)量等級(jí)、工藝水平、制造裝備等方面存在較大差距，很多產(chǎn)品無法生產(chǎn)，受制于人。
例如，大型船用曲軸是船用柴油機(jī)的核心部件，長(zhǎng)期以來一直依賴進(jìn)口?！按葯C(jī)、機(jī)等軸”成為制約我國船舶工業(yè)快速發(fā)展的瓶頸之一。再如，我國核電設(shè)備所需關(guān)鍵大型鑄鍛件，特別是1000MW核電設(shè)備的鑄鍛件從未生產(chǎn)過，全部依靠進(jìn)口；300MW火電機(jī)組所需大型鑄鍛件50%以上依賴進(jìn)口，600MW以上火電機(jī)組所需大型鑄鍛件90%依賴進(jìn)口。
2011年7月21日，技術(shù)人員在西安閻良國家航空產(chǎn)業(yè)基地安裝調(diào)試模鍛液壓機(jī)承載機(jī)架。
業(yè)內(nèi)人士稱，中國機(jī)械制造業(yè)患上了大型鑄鍛件“進(jìn)口依賴癥”。依賴進(jìn)口，造成整個(gè)行業(yè)發(fā)展受制于人：一方面，國外供應(yīng)商擁有完全定價(jià)權(quán)，進(jìn)口價(jià)格居高不下；另一方面，我國重大工程建設(shè)進(jìn)度受制于國外大型鑄鍛件產(chǎn)品的交貨期。
“即使我國通過引進(jìn)技術(shù)買到一些裝備的設(shè)計(jì)圖紙，知道尺寸和成分，但我們還是制造不出來，核心關(guān)鍵制造技術(shù)是買不來的?！敝袊鴻C(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書長(zhǎng)、科技工作部主任李冬茹告訴記者。
國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和重大工程的迫切需求與我國制造能力的低下形成極大矛盾。業(yè)內(nèi)專家多次呼吁，應(yīng)組織聯(lián)合攻關(guān)，有針對(duì)性地開展特殊材料、專用鑄鍛件的國產(chǎn)化研發(fā)。從“十五”開始，科技部在先進(jìn)制造領(lǐng)域依靠863計(jì)劃、攻關(guān)計(jì)劃、支撐計(jì)劃，對(duì)國產(chǎn)大型鑄鍛件的研究開發(fā)作出系列部署，組織全國優(yōu)勢(shì)力量開展大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備的技術(shù)攻關(guān)。
2006年，在“十一五”國家科技支撐計(jì)劃中安排了“大型鑄鍛件制造技術(shù)和裝備研制”重點(diǎn)項(xiàng)目，主要是為了集合“十五”“十一五”前期研究的各項(xiàng)成果，針對(duì)我國大型核電、水電、火電設(shè)備及大型冶金軋制設(shè)備等重大技術(shù)裝備的需求，重點(diǎn)開展大型鑄鍛件制造、超大型壓機(jī)和大型冶金成套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究，掌握核心技術(shù)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成集團(tuán)效應(yīng)，促使整個(gè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)全面突破。
大型鑄鍛件生產(chǎn)技術(shù)全面突破
圍繞典型大型鑄鍛件的研制生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，科技部門從技術(shù)攻關(guān)、形成產(chǎn)品、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突圍三個(gè)層次，有計(jì)劃有步驟地組織國內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位進(jìn)行攻關(guān)探索。經(jīng)過近10年積累與攻關(guān)，到“十一五”中后期，我國大型鑄鍛件生產(chǎn)技術(shù)取得全面突破，一批具有代表性的大型鑄鍛件關(guān)鍵技術(shù)被攻克，并形成了產(chǎn)品，直接應(yīng)用于我國大型工程建設(shè)之中.
——針對(duì)大型先進(jìn)壓水堆核電站所需的超大型鑄鍛件，開發(fā)出AP1000RPV關(guān)鍵大型鑄鍛件制造技術(shù)，使我國在核電鍛件制造技術(shù)方面達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分鍛件產(chǎn)品指標(biāo)超過國外。這一突破為我國在引進(jìn)消化吸收國外最先進(jìn)的第三代核電AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)、制造CAP1400提供了技術(shù)儲(chǔ)備。
——針對(duì)三峽大型水電機(jī)組，開發(fā)并制造出機(jī)組關(guān)鍵鑄件，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品的水平。中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司和中國第二重型機(jī)械集團(tuán)公司各自具備年產(chǎn)5套以上70萬千瓦及以上水電機(jī)組大型關(guān)鍵鑄鍛件的能力，基本建成了世界級(jí)的大型水電鑄鍛件制造基地。
——針對(duì)大型火電超超臨界機(jī)組，研制出高中壓轉(zhuǎn)子、超純凈低壓轉(zhuǎn)子、汽缸體及燃汽—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組高低壓復(fù)合轉(zhuǎn)子，解決了大型火電關(guān)鍵鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)，滿足國產(chǎn)化需求，已實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。
——在大型船用曲軸方面，大連重工起重集團(tuán)有限公司破解了制造70型、90型船用曲軸的多項(xiàng)技術(shù)難題，具有標(biāo)志性的國內(nèi)最大的90型船用曲軸已成功下線。截至目前，已累計(jì)成功為國內(nèi)外8家用戶生產(chǎn)了兩種系列5個(gè)品種大型船用曲軸，降低了造船成本、縮短了生產(chǎn)周期。
配合鑄鍛件的生產(chǎn)，我國還研制開發(fā)了一批重大關(guān)鍵鑄鍛、冷軋?jiān)O(shè)備，包括150MN自由鍛造水壓機(jī)及2500kN/6300kNm鍛造操作機(jī)、140/160MN自由鍛造水壓機(jī)、165MN自由鍛造油壓機(jī)及2500kN/6300kNm鍛造操作機(jī)等，并已在相關(guān)產(chǎn)品制造過程中得以應(yīng)用。
一位業(yè)內(nèi)專家告訴記者，自己最直觀的感受就是“我國一做出自己的鑄鍛件，國外同等規(guī)格產(chǎn)品就立馬下降20%—30%”。
2009年7月13日，中國兵器北方重工在建的世界最大3.6萬噸垂直擠壓機(jī)經(jīng)過近三年的緊張建設(shè)，成功擠出第一根合格的厚壁無縫鋼管。該擠壓機(jī)最大制管管徑可達(dá)1300毫米，達(dá)到世界領(lǐng)先水平，成為“十一五”期間中國裝備制造業(yè)16個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目中立項(xiàng)最早、進(jìn)度最快、率先建成投產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的項(xiàng)目。
破解產(chǎn)業(yè)瓶頸之道：加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，注重協(xié)同創(chuàng)新
大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制一直是國家高端制造技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志之一，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的突破不可能一蹴而就。我國大型鑄鍛件行業(yè)如何在短短兩個(gè)五年計(jì)劃中就實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)突圍？
“國家的引導(dǎo)和牽引非常重要，可以起到四兩撥千斤的作用?！崩疃憬忉屨f，大型鑄鍛件制造生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜，需要反復(fù)試驗(yàn)，如果不成功，生產(chǎn)出來的就是廢件，成品率低。由于風(fēng)險(xiǎn)高、成本大，以前很多重型機(jī)械企業(yè)根本做不起試驗(yàn)，覺得不合算，不愿意啃這種“硬骨頭”?？萍疾?、國家發(fā)改委等多部門協(xié)同聯(lián)動(dòng)，圍繞產(chǎn)業(yè)迫切需求，從工藝入手，以重大工程為依托，以市場(chǎng)應(yīng)用為目標(biāo)，保證了我國大型鑄鍛件產(chǎn)業(yè)逐漸突圍。
“九五”末期，科技部研究制定了大型鑄鍛件的宏觀發(fā)展戰(zhàn)略：“十五”初期重點(diǎn)探索攻關(guān)一批關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，“十五”末期、“十一五”初期重點(diǎn)攻關(guān)個(gè)別產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范，“十一五”期間布局整個(gè)產(chǎn)業(yè)的全面提升。
為了建設(shè)創(chuàng)新型國家，國家中長(zhǎng)遠(yuǎn)科技發(fā)展規(guī)劃制定了16大科技專項(xiàng)，而“3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機(jī)及工藝研究”是04專項(xiàng)的重要組織部分，被列為新時(shí)期16大標(biāo)志性裝備之一，國家領(lǐng)導(dǎo)人包括李克強(qiáng)副總理、張德江副總理等都給予了高度關(guān)注。
10年來，這一戰(zhàn)略思路也逐步得到實(shí)現(xiàn)：“十五”末期超臨界發(fā)電機(jī)組所需大型鑄鍛件等一批關(guān)鍵技術(shù)得到突破，“十一五”中期，水電機(jī)組葉片、超超臨界機(jī)組轉(zhuǎn)子、大型船用曲軸等個(gè)別產(chǎn)品率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，直至“十一五”末期和“十二五”初期大型鑄鍛件產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)整體突圍。
同時(shí)，充分利用國家政策引導(dǎo)作用，始終使大型鑄鍛件的研發(fā)緊密依托國家重大工程并面向工程應(yīng)用，企業(yè)有了明確的研發(fā)方向，有效縮短了技術(shù)研發(fā)周期，降低了技術(shù)轉(zhuǎn)移難度，促進(jìn)了企業(yè)研發(fā)成果迅速轉(zhuǎn)化。
“科技項(xiàng)目部署全面融入了‘工藝+產(chǎn)品+設(shè)備一體化’的思想?！币晃蝗虆⑴c“十一五”科技支撐項(xiàng)目實(shí)施的專家告訴記者，“在組織大型鑄鍛件的攻關(guān)過程中，始終堅(jiān)持以企業(yè)為技術(shù)創(chuàng)新的主體，政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。每個(gè)具體的項(xiàng)目都是你中有我，我中有你，企業(yè)之間既合作又有競(jìng)爭(zhēng)?！?/span>
此外，圍繞國家戰(zhàn)略，各項(xiàng)科技計(jì)劃相互配合，互相補(bǔ)充，協(xié)同推進(jìn)?！笆濉币詠?，國家863計(jì)劃先后部署了“第三代核電壓力容器壽命與可靠性評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)”等一批前沿技術(shù)研究任務(wù)，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)提供前沿技術(shù)支持；國家科技攻關(guān)計(jì)劃和支撐計(jì)劃則部署了“用于三峽電站的大型水輪機(jī)組轉(zhuǎn)輪鑄件制造技術(shù)及工藝開發(fā)”等一批產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范任務(wù)，圍繞產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，促使創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)，并逐步提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。“十一五”后期，“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)逐步啟動(dòng)，與其他計(jì)劃相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，密切配合，在大型鑄鍛件基礎(chǔ)制造裝備上給予了大力支持。
360項(xiàng)目建成投產(chǎn)后不僅將為核電設(shè)備和60萬千瓦以上火力發(fā)電設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)充足的裝備，從而打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的不利局面，為推動(dòng)大口徑厚壁特種鋼管制造技術(shù)的跨越式發(fā)展具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義，同時(shí)也將成為北方重工和兵器工業(yè)集團(tuán)實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
