成果簡介

　　3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機成套裝備與工藝技術研發及產業化項目于2009年7月13日熱試車一次成功，2010年完成工藝試制，形成批量生產。經國家檢驗中心檢測，擠壓機組公稱噸位、控制精度等指標均滿足設計要求，其部級鑒定和行業評價為“開創性地運用預應力鋼絲纏繞和剖分—坎合技術，成功研制了世界上最大的3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機，實現了我國在此領域的突破創新，打破了國外的長期壟斷，整體技術水平達到國際領先”。

歷史背景

　　2003年，中國工程院《發展我國大型鍛壓裝備研究》報告指出：“大型難變形金屬擠壓機在我國還是一個空白，已經制約了相關武器裝備尤其是軍用先進航空發動機的發展”。同期相關報告顯示，當時我國60萬千瓦以上超臨界、超超臨界火力發電設備必不可少的耐高溫高壓大口徑厚壁特種鋼管90%以上依賴進口。“十一五”期間乃至相當長一段時間，我國發電設備制造每年需此類鋼管約10多萬噸。因此，建設一條重型擠壓生產線，對實現國家急需關鍵材料的國產化意義重大，可為電力、石化、航空航天、軍工等行業自主發展奠定高端材料基礎。重型擠壓技術是高性能、難加工材料的核心加工技術，工藝復雜、設備建造難度巨大。當時，美國威曼高登公司對其形成長期獨家壟斷，并稱其為公司的核心技術，不對外轉讓。而自稱擁有設計能力的德國公司則漫天要價，令人生畏。在此背景下，厚壁無縫鋼管的國產化重任落到了北重集團身上。作為共和國最大的火炮研制和生產基地，全國的火炮炮身大型鍛件都出自北重集團。多年來，北重集團在特種鋼制造領域積累了豐厚的技術儲備，并利用炮鋼技術開發了大口徑厚壁無縫鋼管。但該技術效率比較低，同時還面臨著大規格管材很難被加工的困擾。面對巨大的市場需求和外國同行的封鎖，北重集團沒有退縮，主動請纓，提出自主研制3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機這一大國重器。

創新歷程

　　重型擠壓生產線包括一臺3.6萬噸垂直擠壓機及63臺套相關輔助設備。作為世界的首臺首套工程，可借鑒的現成經驗極少，不管是在施工建設、設備制造、安裝運輸方面，還是在設備調試、人員培訓、工藝工裝方面，來自方方面面的壓力無時不在。作為國家重大科技專項“3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機裝備及工藝技術研發”的課題組長，雷丙旺秉承著“不能讓外國人小看我們”的信念，帶領清華大學等國內20余家單位組成的課題組，向極端制造發起挑戰，成功攻克大口徑厚壁無縫鋼管擠壓工藝和重型擠壓裝備的設計、制造兩大技術難題。僅用3年時間，就完成了國外設計制造同類設備7年的工作量。在這三年時間里，研發團隊沒有周末、沒有節假日，從白天到黑夜，從深夜到黎明，團結協作，集智攻堅，不斷克服技術、設備、安裝調試等多個重大難題，擠壓機終于在2009年7月13日熱調試成功。

　　在成功打造3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機這一“大國重器”的基礎上，雷丙旺憑借自己豐富的冶金技術經驗，帶領技術團隊，對航空發動機渦輪盤關鍵材料擠壓技術進行了艱苦攻關，克服了試制中出現的各種問題，實現了這一技術的跨越式發展并達到世界先進水平。目前該技術已應用于國內大量亞臨界、超臨界和超超臨界火電機組的四大管道，實現了國家超（超）臨界火電站四大管道所需管材全部國產化的目標，徹底扭轉了國家超（超）臨界火電站建設所需P92管材長期依賴進口的局面，且市場價格由每噸十幾萬元（人民幣）降至每噸幾萬元，每年為國家節約資金40億元，創造了巨大的經濟效益。

重大意義和深遠影響

　　首臺首套3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機大大提升了我國在世界鍛壓界的學術地位，徹底解決了高端電力管道自主供應這一重大問題，取得了巨大的經濟社會效益，為我國電力行業的健康發展做出重大貢獻。該項目該技術入圍“中國制造2025”強基工程，是國家能源局確定的國產化示范產品，獲國家科學技術進步獎二等獎、省部級一等獎及中國工業大獎表彰獎