支撑中国高端材料自主研发制造的 大国重器

2022-01-13 15:10 来源:企业家日报网

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               ●36000吨垂直挤压机

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               ●大口径厚壁无缝钢管

见到过“360项目”的人一定会惊叹于这台重型装备的能力,很多人会情不自禁地将它归为国外设计水平和创新能力的产物。这是中国兵器北重集团仅用3年时间,以“产、学、研”结合为手段,与国内20余家单位协同攻关,完成了国外同类设备研发7年工作量的我国新时期十大标志性装备之一——世界首台首套3.6万吨黑色金属垂直挤压机(简称“360项目”)。北重集团由此成为世界上第二个掌握难变形金属重型挤压技术的企业。

  上世纪90年代,大型钢铁成型工艺复杂,设备建造难度大,核心工艺技术一直被国外公司垄断,相关产业所使用的大口径厚壁无缝钢管关键产品几乎全部都要依赖进口,对能源建设和能源安全形成严重影响,高昂的成本严重制约我国火电业发展和高端材料自主研发。

  面对国内日益增长的市场需求和严峻的国际市场形势,为了打破国际封锁,实现我国在“极端制造”领域的突破,北重集团主动承担起国家重大科技专项“3.6万吨黑色金属垂直挤压机及工艺研究”的课题研究。开始了从无到有的科技创新实践和理论探索。历经三年艰苦攻关,公司突破一系列关键工艺难题,2009年7月13日13时25分,当挤压出的第一根钢管被天车从3.6万吨垂直挤压机中缓缓吊出时,现场一片沸腾,标志着3.6万吨黑色金属垂直挤压机热试车一次成功。

  该项目突破了压机设计、大型铸锻件制造、大尺度超重机架钢丝预应力原位缠绕、主油缸制造、超重机架整体安装等技术关键,创造了多项世界第一,而且整个项目的造价仅为国外报价的1/3。

  “360项目”的建设成功,实现了我国重型挤压技术的跨越式发展,迫使全球相关产品价格体系作出重大调整。这不仅标志着我国成功结束国外对我国火电业和制造业的制约,中国第一次进入世界耐高温高压和异型材料的“极端制造”领域,而且使中国耐高温高压钢管一步跨入世界先进水平。

  如今北重集团生产的大口径厚壁无缝钢管已应用于国内两百余台亚临界、超临界和超超临界火电机组的四大管道,是“中国制造2025”强基工程的中标产品,公司成为国家能源局确定的“四大管道”国产化示范企业,国产化业绩稳居国内同行业之首。同时,挤压机为航空、核电、军工等战略产业高端材料自主研发提供了重要支撑。高端P91、P92材料钢管的国产化,彻底扭转了我国大口径厚壁无缝钢管受制于人的不利局面,为我国电力建设作出重大贡献。

  北重集团充分发挥特种钢冶炼、压力加工(挤压和锻造)、热处理、深孔加工、理化检测等整套生产技术优势,在军品上开展高强韧炮钢研究。同时,在民品上开展P91、P92、不锈钢、航空FGH96高温合金、Ti40钛合金大口径厚壁无缝钢管等特种管材冶炼、挤压技术研究,实现了P91、P92等大口径厚壁无缝钢管的规模化生产,成为国内大口径厚壁无缝钢管主要生产基地之一。

  目前“360项目”已形成了年产7万吨P92无缝钢管的生产能力,各项技术指标均已达到国际先进水平,在完成国家示范工程华能南通电厂和华电句容电厂1000MW级超超临界发电机组的基础上,市场化中标华能宁夏大坝、烟台八角电厂、神华五彩湾电厂、华能北方胜利电厂和中国机械设备工程股份有限公司(CMEC)总包的巴基斯坦吉航燃机电站等P92超超临界机组四大管道,扭转了P92钢管长期依赖进口的局面。北重集团已成为全球超超临界电站“四大管道”用P92钢管主要供应商。

  经过十多年的运行,北重集团特钢事业部不断加快技术创新和工艺改进,各种高品质厚壁无缝钢管产品相继成功挤压,从挤压、技工、强度上比国际标准还要高出3倍之多。目前P91、P92钢管被广泛应用于国内超临界和超超临界火电机组的四大管道以及冶金、煤化工等领域,国产化覆盖率越来越高,被国家能源局确定为国产化示范产品。

  据了解,“360项目”自2009年正式运行以来,从最初的能够挤压低合金钢材,发展到能够挤压P91、P92等高合金电站锅炉、电厂四大管道、核电用管道等高温、高压环境下使用的管材;再到当前可以满足诸如飞机发动机涡轮盘用高温粉末合金棒、钛合金熔炼结晶器用大口径铜管、高压气瓶用各类型号的不锈钢管、700℃电站大口径镍基合金管、核潜艇用钛合金管、航空航天用钛合金管/棒等国内外前沿高端产品。

  一路走来,“360项目”始终坚持高端材料自主创新、打破国外技术封锁,使我国在航空发动机高压涡轮盘用大规格粉末高温合金棒材方面成为全球第三个拥有制造技术的国家,船用轻型无缝高压空气瓶用钛合金管材打破了国外限制,在国产化自主研发方面取得令人瞩目的成绩,使我国在高端材料制造领域掌握了强大的话语权。

  时至今日,“360项目”大型设备维护能力日益增强,有效开机率阶梯式上升,挤压、换模作业标准时间逐步缩短,技能人员不断在实践中总结问题、积累经验,提高解决现场问题能力,推广新方法、新工艺,培育新产业、新动能,推动“360项目”设备能力不断升级。

面对“十四五”高质量发展的新形势,特钢事业部坚定不移走“高、精、特、优”发展之路,从释放压机产能、工艺技术改进、提质增效、管理创新等方面入手,使公司的高端材料研发制造能力实现从跟跑到领跑的跨越,为打造主业突出、技术领先、数字强企、健康发展的新北重贡献特钢智慧和力量。(远蓬)

责任编辑:木兰

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