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]詳細說明：
制造萬噸級重型設(shè)備是一個國家制造能力的標志，涉及設(shè)計、制造、運輸、安裝等諸多技術(shù)難題，屬于“極端制造”領(lǐng)域。
進口，進口，只有進口！10年前，我國機械制造行業(yè)深受大型鑄鍛件依賴進口之苦：國外企業(yè)借機提價，價格一漲再漲，交貨期一拖再拖…… 如今，這種整體受制于人的被動局面得到基本扭轉(zhuǎn)。近日，“十一五”國家科技支撐計劃重點項目“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制”通過驗收，這標志著我國初步實現(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，累計投入科研經(jīng)費超10億元，通過十年磨一劍，在多個科技計劃的持續(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、動力裝備快速發(fā)展，我國經(jīng)濟對大型鑄鍛件的需求越來越迫切。但與發(fā)達國家相比，我國大型鑄鍛件在產(chǎn)品品種、質(zhì)量等級、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的核心部件，長期以來一直依賴進口。“船等機、機等軸”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，全部依靠進口；300MW火電機組所需大型鑄鍛件50%以上依賴進口，600MW以上火電機組所需大型鑄鍛件90%依賴進口。
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)試模鍛液壓機承載機架。
業(yè)內(nèi)人士稱，中國機械制造業(yè)患上了大型鑄鍛件“進口依賴癥”。依賴進口，造成整個行業(yè)發(fā)展受制于人：一方面，國外供應商擁有完全定價權(quán)，進口價格居高不下；另一方面，我國重大工程建設(shè)進度受制于國外大型鑄鍛件產(chǎn)品的交貨期。
“即使我國通過引進技術(shù)買到一些裝備的設(shè)計圖紙，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。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會副秘書長、科技工作部主任李冬茹告訴記者。
國民經(jīng)濟建設(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，應組織聯(lián)合攻關(guān)，有針對性地開展特殊材料、專用鑄鍛件的國產(chǎn)化研發(fā)。從“十五”開始，科技部在先進制造領(lǐng)域依靠863計劃、攻關(guān)計劃、支撐計劃，對國產(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”國家科技支撐計劃中安排了“大型鑄鍛件制造技術(shù)和裝備研制”重點項目，主要是為了集合“十五”“十一五”前期研究的各項成果，針對我國大型核電、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，重點開展大型鑄鍛件制造、超大型壓機和大型冶金成套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究，掌握核心技術(shù)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，形成集團效應，促使整個產(chǎn)業(yè)實現(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、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突圍三個層次，有計劃有步驟地組織國內(nèi)優(yōu)勢單位進行攻關(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，直接應用于我國大型工程建設(shè)之中.
——針對大型先進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)方面達到國際先進水平，部分鍛件產(chǎn)品指標超過國外。這一突破為我國在引進消化吸收國外最先進的第三代核電AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計、制造CAP1400提供了技術(shù)儲備。
——針對三峽大型水電機組，開發(fā)并制造出機組關(guān)鍵鑄件，產(chǎn)品質(zhì)量達到或超過了國外同類產(chǎn)品的水平。中國第一重型機械集團公司和中國第二重型機械集團公司各自具備年產(chǎn)5套以上70萬千瓦及以上水電機組大型關(guān)鍵鑄鍛件的能力，基本建成了世界級的大型水電鑄鍛件制造基地。
——針對大型火電超超臨界機組，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)機組高低壓復合轉(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，大連重工起重集團有限公司破解了制造70型、90型船用曲軸的多項技術(shù)難題，具有標志性的國內(nèi)最大的90型船用曲軸已成功下線。截至目前，已累計成功為國內(nèi)外8家用戶生產(chǎn)了兩種系列5個品種大型船用曲軸，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、冷軋設(shè)備，包括150MN自由鍛造水壓機及2500kN/6300kNm鍛造操作機、140/160MN自由鍛造水壓機、165MN自由鍛造油壓機及2500kN/6300kNm鍛造操作機等，并已在相關(guān)產(chǎn)品制造過程中得以應用。
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。該擠壓機最大制管管徑可達1300毫米，達到世界領(lǐng)先水平，成為“十一五”期間中國裝備制造業(yè)16個重點項目中立項最早、進度最快、率先建成投產(chǎn)并實現(xiàn)批量生產(chǎn)的項目。
破解產(chǎn)業(yè)瓶頸之道：加強頂層設(shè)計，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)如何在短短兩個五年計劃中就實現(xiàn)了技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)突圍？
“國家的引導和牽引非常重要，可以起到四兩撥千斤的作用。”李冬茹解釋說，大型鑄鍛件制造生產(chǎn)工藝非常復雜，需要反復試驗，如果不成功，生產(chǎn)出來的就是廢件，成品率低。由于風險高、成本大，以前很多重型機械企業(yè)根本做不起試驗，覺得不合算，不愿意啃這種“硬骨頭”。科技部、國家發(fā)改委等多部門協(xié)同聯(lián)動，圍繞產(chǎn)業(yè)迫切需求，從工藝入手，以重大工程為依托，以市場應用為目標，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”初期重點探索攻關(guān)一批關(guān)鍵技術(shù)點，“十五”末期、“十一五”初期重點攻關(guān)個別產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應用示范，“十一五”期間布局整個產(chǎn)業(yè)的全面提升。
為了建設(shè)創(chuàng)新型國家，國家中長遠科技發(fā)展規(guī)劃制定了16大科技專項，而“3.6萬噸黑色金屬垂直擠壓機及工藝研究”是04專項的重要組織部分，被列為新時期16大標志性裝備之一，國家領(lǐng)導人包括李克強副總理、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現(xiàn)：“十五”末期超臨界發(fā)電機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，水電機組葉片、超超臨界機組轉(zhuǎn)子、大型船用曲軸等個別產(chǎn)品率先實現(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)實現(xiàn)整體突圍。
同時，充分利用國家政策引導作用，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，促進了企業(yè)研發(fā)成果迅速轉(zhuǎn)化。
“科技項目部署全面融入了‘工藝+產(chǎn)品+設(shè)備一體化’的思想。”一位全程參與“十一五”科技支撐項目實施的專家告訴記者，“在組織大型鑄鍛件的攻關(guān)過程中，始終堅持以企業(yè)為技術(shù)創(chuàng)新的主體，政產(chǎn)學研用相結(jié)合。每個具體的項目都是你中有我，我中有你，企業(yè)之間既合作又有競爭。”
此外，圍繞國家戰(zhàn)略，各項科技計劃相互配合，互相補充，協(xié)同推進。“十五”以來，國家863計劃先后部署了“第三代核電壓力容器壽命與可靠性評價關(guān)鍵技術(shù)”等一批前沿技術(shù)研究任務，為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)目標提供前沿技術(shù)支持；國家科技攻關(guān)計劃和支撐計劃則部署了“用于三峽電站的大型水輪機組轉(zhuǎn)輪鑄件制造技術(shù)及工藝開發(fā)”等一批產(chǎn)業(yè)應用示范任務，圍繞產(chǎn)業(yè)目標，促使創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)，并逐步提升整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。“十一五”后期，“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項逐步啟動，與其他計劃相互取長補短，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，從而打破長期依賴進口的不利局面，為推動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)濟和社會意義，同時也將成為北方重工和兵器工業(yè)集團實現(xiàn)科學發(fā)展新的經(jīng)濟增長點。
