成果簡介

　　青15000噸重型自由鍛造水壓機是我國自行設計制造的世界上噸位最大、技術最先進的萬噸水壓機，于2006年12月30日一次熱負荷試車成功。該水壓機設計先進、結構合理、性能優(yōu)良，產品適用范圍廣、適用效果好，各項技術指標均達到預設要求，鑒定專家一致認為該設備鍛造精度高于國外同類產品的技術指標。在主機結構、控制水平、鍛造產品規(guī)格等主要技術性能上均超過國外同類設備，達到了國際領先水平。15000噸水壓機的成功試車和投產，使我國成為世界上第三個擁有15000噸水壓機的國家，為生產大型鍛件提供了重要的硬件基礎，從而大大提升了我國電力、石化、冶金及船舶行業(yè)的設備制造水平。該科技成果開發(fā)了6大創(chuàng)新技術，獲3項發(fā)明專利，并獲得了2008年度國家科技進步獎一等獎，是我國重型鍛壓設備獲得的國家最高獎項。它的研制成功，改變了我國關鍵大鍛件長期依賴進口的局面，標志著我國在重型鍛壓設備領域躋身世界先進行列，確立了中國制造在該領域的世界領先地位，對國民經濟建設具有重要的推動作用。

歷史背景

　　把大型鑄鍛件的制造是重大技術裝備制造的關鍵基礎之一，直接影響到成套裝備的整體水平和運行可靠性。隨著我國電力、石化、冶金及船舶行業(yè)向高效率、大機組方向發(fā)展，加之國內大型鑄鍛件行業(yè)曾有一段時間發(fā)展停滯，我國大型鑄鍛件制造能力表現出明顯不足。尤其是在高端大型鑄鍛件的研發(fā)方面，更因技術上的不足而受制于發(fā)達國家，嚴重影響了我國國民經濟的發(fā)展和國家安全。針對這些發(fā)展問題，為滿足國家重大工程項目的需求，確保國民經濟的持續(xù)健康發(fā)展和振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略目標的早日實現，黨中央、國務院于2002年決定，由中國第一重型機械集團公司（簡稱“一重”）牽頭研制15000噸鍛造水壓機。

創(chuàng)新歷程

　　15000噸水壓機的設計與制造在當時是史無前例的，其研發(fā)的艱難是對中國的考驗、對一重的考驗、對總設計師吳生富的考驗。2003年酷署，15000噸水壓機開始鑄造模型，項目組多次召開專家會議研究討論其中的熱工工藝并探索解決鑄造中的諸多難題。例如，水壓機的重要部件“三梁四欄”要全部采用鑄鋼件，活動橫梁等3大梁不僅超大超重，結構也非常復雜，另外還要解決排氣、漂芯、超高等3個大難題。這些問題不解決，輕則導致鑄件報廢，重則導致鑄件大爆炸。

　　以4根立柱為例，它們是15000噸水壓機的“骨骼”，其健壯程度，將直接關系到水壓機的工作壽命。為確保立柱的剛性和強度，經過專家多方調研、反復論證，最終決定采用當時世界上最為先進的四棱形結構。然而，四棱形結構的立柱卻給生產制造帶來了難以想象的困難。在鑄造時，由于生產條件的限制，無法將總長為13.35米的立柱一次鑄成，必須將每根都分成3段進行澆注，然后再焊接而成。此外，4根主拉桿鋼錠的鍛造同樣是一個充滿挑戰(zhàn)的過程，要在規(guī)定的鍛造溫度內，將一根短而粗的鋼錠快速拔長到像“面條”一樣細、像“長龍”一樣長的拉桿，而且必須保證一次出成品。這就要求鍛造工序環(huán)環(huán)相扣、步步緊跟。吳生富牽頭成立了攻關小組，對主拉桿的鍛造工藝進行攻關。2005年7月29日，在如潮的掌聲中，主拉桿終于露出了通紅的“笑臉”。

　　在研制過程中，項目組集思廣益，在吳生富的帶領下巧妙地解決了種種難題，成功鑄造了15000噸水壓機的3個工作缸、3個橫梁、4根立柱等特大件，還首創(chuàng)了平接式預應力組合框架結構、方立柱16面可調間隙的平面導向結構、特大型整體箱形鑄鋼上橫梁和活動橫梁、大型水壓機被動安全保護等13項專利技術。這些創(chuàng)新技術在高端大型鍛造設備15000噸水壓機上被運用得淋漓盡致，使得15000噸水壓機的鍛造能力、主機結構、鍛造精度、綜合性能等均比國際上其他2臺同噸位設備更先進。

重大意義和深遠影響

　　 　　隨15000噸水壓機整機從設備選型、設計方案和技術參數制訂到整機設計、制造、安裝、調試，所有研制工作都由一重的技術人員獨立完成，具有完全自主知識產權，另有4項創(chuàng)新成果彌補了12500噸水壓機的缺陷：開發(fā)了全新全預應力組合框架的主機結構，代替“三梁四柱”的傳統結構；研究出新的平面可調間隙導軌，代替了不可調節(jié)的圓柱導向方式；整體結構的橫梁設計，避免了組合橫梁發(fā)生損壞的可能；研究出以水壓機比例控制系統和可編程序控制系統為核心的新的水壓機控制系統，代替多年沿用的傳統手動操作系統。

　　15000噸水壓機成功試車和投產，是我國繼1958年研制成功萬噸水壓機之后又一重大裝備成果，為生產大型鍛件提供了重要的硬件條件，對加快振興重大裝備制造業(yè)具有重要意義。這臺大型戰(zhàn)略裝備是我國制造實力的體現和綜合國力的象征，標志著我國重型鍛造設備的設計制造水平跨入國際領先行列，同時也標志著我國已具備自主生產大型高端鍛造機械的能力，可有效滿足我國核電、水電、火電、船舶、冶金、石化、煤化工業(yè)以及國防裝備等領域高端大型鑄鍛件生產的需要，從而為這些領域的自主創(chuàng)新和后續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎

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