世界最大油壓機(jī)——中信重工18500噸自由鍛油壓機(jī)

中信重工世界最大油壓機(jī)鍛造438噸特大型鋼錠

        2011年7月4日，目前世界最大的18500噸自由鍛造油壓機(jī)，在河南洛陽(yáng)中信重工投產(chǎn)。該機(jī)組規(guī)格居世界之最，最大鐓粗力達(dá)到18500噸，可鍛造世界最大的600噸級(jí)鋼錠、單重400噸級(jí)鍛件；鍛件正負(fù)誤差不超過2毫米，快鍛次數(shù)每分鐘可達(dá)44次以上，鍛造一個(gè)鍛件可同時(shí)做10個(gè)動(dòng)作，一人即可操作完成。照片左側(cè)即為巨型壓機(jī)，右側(cè)為聯(lián)動(dòng)作業(yè)的750噸?米鍛造操作機(jī)。

當(dāng)前大型裝備形勢(shì)分析

        當(dāng)前，裝備制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是，在極端制造領(lǐng)域一方面向超微超精發(fā)展，另一方面向超大超重發(fā)展。以發(fā)電設(shè)備為例，火電機(jī)組今后發(fā)展將以60萬(wàn)千瓦和100萬(wàn)千瓦級(jí)的超臨界、超超臨界機(jī)組為主，需要200噸級(jí)真空精煉鋼錠制造汽輪機(jī)主軸；核電將以百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組為主，其低壓轉(zhuǎn)子需要600噸級(jí)真空精煉鋼錠；水電將以70萬(wàn)千瓦以上混流式機(jī)組和用于抽水蓄能的軸流式機(jī)組為主，以三峽電站70萬(wàn)千瓦水輪機(jī)為例，其不銹鋼轉(zhuǎn)輪直徑9.8米，重達(dá)500噸。石化領(lǐng)域需要2000噸級(jí)以上的特大型加氫反應(yīng)器厚壁筒體，冶金領(lǐng)域5.5米中厚板軋機(jī)的支撐輥凈重230噸，也需要600噸級(jí)鋼錠，造船領(lǐng)域組合式船用曲軸長(zhǎng)度可達(dá)18米，重量達(dá)到300噸。這些超重型裝備對(duì)大型鑄鍛件制造提出了更高要求。

行業(yè)分析——中國(guó)裝備走出去，靠什么？

        而這些超大型鑄鍛件制造能力壟斷在日本制鋼所、法國(guó)克魯索、韓國(guó)斗山，中國(guó)一重、中國(guó)二重等少數(shù)幾家企業(yè)也掌握不深。造大鍛件必須有大型壓機(jī)。世界范圍內(nèi)，鍛鑄特大型鋼錠的萬(wàn)噸級(jí)液壓機(jī)數(shù)量屈指可數(shù)。中國(guó)于上世紀(jì)60年代在一重、二重、上重投產(chǎn)的三臺(tái)12000噸級(jí)水壓機(jī)日漸老化，近幾年上述三家企業(yè)分別新建了15000噸、16000噸自由鍛造水壓機(jī)，和16500噸自由鍛造油壓機(jī)。

        在敏銳意識(shí)到大型鑄鍛件的生產(chǎn)供應(yīng)將是全球性極為稀缺的戰(zhàn)略資源后，2006年12月1日，中信重工（原洛陽(yáng)礦山機(jī)械廠）領(lǐng)導(dǎo)層果斷決策，啟動(dòng)以世界最大的1.85萬(wàn)噸自由鍛造油壓機(jī)為核心的新重機(jī)工程。準(zhǔn)備在3年內(nèi)投資39億元，形成包括冶煉、鍛造、熱處理、機(jī)加工、鉚焊、液壓自動(dòng)化控制、實(shí)驗(yàn)計(jì)量檢測(cè)和超大型裝備生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)整機(jī)裝配試車能力。使中信重工一次精煉鋼水的能力提高到900噸，最大鋼錠澆注能力從現(xiàn)在的90噸增加到600噸，最大鑄件能力從目前的190噸增加到600噸，最大鍛件能力從70噸提高到400噸，具備核電、火電、水電、船舶、冶金、石化等大型鑄鍛件的加工能力，具備批量生產(chǎn)直徑12米到14米世界最大磨機(jī)的能力。

新重機(jī)工程

        包括建設(shè)重型冶鑄工部、重型鍛造工部、重型鑄鐵工部、重型鉚焊工部、重型加工工部、重型熱處理工部。其中重型鍛造工部廠房，位于公司原鋼二車間位置，南北總長(zhǎng)228米，東西寬121米，總建筑面積2.8萬(wàn)平方米，相當(dāng)于4個(gè)足球場(chǎng)。主廠房共4跨，最大跨度36米，最大高度33米，相當(dāng)于12層樓。建成后將成為中國(guó)規(guī)模和承載力最大的重型鋼結(jié)構(gòu)廠房。世界最大的18500噸油壓機(jī)、世界最大的750噸?米鍛造操作機(jī)，國(guó)內(nèi)最大的550噸鍛造行車、550噸運(yùn)輸行車以及19臺(tái)具有世界領(lǐng)先水平的大型加熱爐和熱處理爐將在這里安家。建成后可使中信重工形成年產(chǎn)15萬(wàn)噸大型鍛件的能力，從而牢牢占據(jù)世界行業(yè)頂端。

        長(zhǎng)期以來，出于戰(zhàn)略考慮，發(fā)達(dá)國(guó)家的大型鑄鍛件生產(chǎn)制造技術(shù)一直對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖。例如日本企業(yè)在我國(guó)核電站關(guān)鍵部件制造上就提出種種刁難，甚至扯上政治問題，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。因此，發(fā)展大型鍛鑄設(shè)備對(duì)中國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

        中信重工——從瀕臨破產(chǎn)到行業(yè)龍頭中信重工機(jī)械股份有限公司(原洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠)，是我國(guó)第一個(gè)五年計(jì)劃期間興建的156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一，著名物理學(xué)家錢偉長(zhǎng)曾擔(dān)任公司技術(shù)顧問，公司第一任廠長(zhǎng)紀(jì)登奎曾任國(guó)務(wù)院副總理，焦裕祿同志曾在公司擔(dān)任一金工車間主任。1993年并入中信集團(tuán)，更名為中信重型機(jī)械公司。然而和大多數(shù)特大型國(guó)有企業(yè)一樣，這個(gè)共和國(guó)長(zhǎng)子 曾經(jīng)瀕臨絕境，在1996年至2003年生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)舉步維艱，職工曾累計(jì)19個(gè)月發(fā)不出工資。

        2004年初，中信集團(tuán)果斷調(diào)整了企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)班子。新班子上任伊始，便緊緊抓住國(guó)家振興裝備制造業(yè)和世界制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，團(tuán)結(jié)帶領(lǐng)干部職工自我加壓，奮力開拓，實(shí)施了一系列行之有效的改革舉措，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展：企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值由2004年的24.32億元增加到2008年的80.33億元，經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)由2004年的1.21億元增加到2008年的5.85億元。

        歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的建設(shè)與發(fā)展，目前已成為中國(guó)最大的礦山機(jī)械制造企業(yè)、中國(guó)最大的重型機(jī)械制造企業(yè)之一，是中國(guó)低速重載齒輪加工基地，中南地區(qū)鑄鍛和熱處理中心，國(guó)家級(jí)理化檢驗(yàn)認(rèn)可單位和國(guó)家一級(jí)計(jì)量企業(yè)。擁有甲級(jí)工程設(shè)計(jì)院，即洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院，是國(guó)內(nèi)最大的礦山機(jī)械綜合性技術(shù)開發(fā)研究機(jī)構(gòu)。經(jīng)過50多年的發(fā)展，公司服務(wù)領(lǐng)域已從單一的礦山機(jī)械產(chǎn)品，擴(kuò)展到煤炭、建材、冶金、有色、電力、化工、環(huán)保、（軍工）等行業(yè)，產(chǎn)品遍及國(guó)內(nèi)各地，遠(yuǎn)銷歐、美、亞、非等國(guó)際市場(chǎng)。眾多科研成果填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠建廠初期照片，圖為大型龍門銑床加工軋鋼機(jī)底座

        2008年5月22日，中信重工采用10爐冶煉6包合澆的方式一次性組織829.5噸精煉鋼水，成功澆鑄了毛坯總重達(dá)520噸的上橫梁。這件油壓機(jī)上橫梁長(zhǎng)11.95米，寬3.8米，高4.59米，毛坯總重達(dá)520噸。這是目前世界上一次組織鋼水最多、澆鑄噸位最重的特大型鑄鋼件。

世界最大油壓機(jī)

        2008年11月18日，隨著250噸天車吊起首件116.4噸的基礎(chǔ)梁，并穩(wěn)穩(wěn)安放到新重機(jī)10多米深的基坑，世界最大18500噸自由鍛造油壓機(jī)及750噸?米鍛造操作機(jī)安裝大幕宣告拉開。這臺(tái)油壓機(jī)是為滿足我國(guó)能源、交通等領(lǐng)域的特殊要求而建造的。

        中信重工研制的這臺(tái)巨型鍛壓設(shè)備，設(shè)備總重達(dá)4000多噸，地面高度有20米；地下深度7.5米；移動(dòng)工作臺(tái)長(zhǎng)寬為13米x5.4米；凈空高度8.5米；活動(dòng)梁行程達(dá)4.2米，最大鐓粗力達(dá)185MN（18500噸）。這是世界有史以來已建造過的20多臺(tái)萬(wàn)噸級(jí)液壓機(jī)中最大的一臺(tái)，可以鍛造目前世界最大的600噸級(jí)以上的特大鋼錠。

        該機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)，一改常規(guī)的圓柱形四立柱設(shè)計(jì)方案，采用最新的三大梁、雙矩形立柱、上傳動(dòng)、多拉桿預(yù)應(yīng)力框架及可調(diào)式精確平面導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使主機(jī)抗彎、抗疲勞和穩(wěn)定性大大提高，在頻繁鍛造過程中始終保證兩個(gè)工作砧之間完美的同心度和平行度。同時(shí)采用傳統(tǒng)壓機(jī)3缸壓力分級(jí)形式，將三個(gè)直徑達(dá)1.4米的工作油缸配置成可調(diào)節(jié)選擇的3個(gè)壓力范圍，從而保證了對(duì)不同鍛件的良好適應(yīng)性。實(shí)現(xiàn)大型鍛件尺寸精度控制的精確鍛造，一米直徑鍛件精度可以達(dá)到±2mm。由于新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和液壓控制系統(tǒng)先進(jìn)，壓機(jī)使用率達(dá)到95%以上，無泄漏，不須頻繁維修，鍛工和維修人員大大減少，成本降低，對(duì)生態(tài)環(huán)保作出有益貢獻(xiàn)。

        由于整機(jī)機(jī)組采用了德國(guó)威普克-潘克公司改進(jìn)型正弦傳動(dòng)系統(tǒng)(PMSD)，20臺(tái)RX500泵最大能提供15000kw的容量，實(shí)現(xiàn)了液壓直傳泵控技術(shù)，比傳統(tǒng)鍛造壓機(jī)所用的泵-蓄勢(shì)器傳動(dòng)型式節(jié)能高達(dá)30%以上。PMSD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)鍛造過程無沖擊的平滑過渡，柔和鍛造，并在鍛造不同鋼種、不同形式鍛件所需各種工序時(shí)可遙控快速換砧，因而達(dá)到最佳效果，工作效率和自動(dòng)化程度達(dá)到新的高度。在鍛造力為110MN時(shí)，鍛造次數(shù)大于44次/分鐘。在2缸運(yùn)行時(shí)鍛造速度每分鐘最高達(dá)66次，工作效率是同規(guī)格普通水壓機(jī)的3倍，在自動(dòng)化控制技術(shù)上也達(dá)到了世界頂級(jí)水平。

        與這臺(tái)巨型油壓機(jī)配套的是一臺(tái)德國(guó)DDS公司制造的世界上夾持力矩最大的750噸·米的鍛造操作機(jī)，通過電腦程序?qū)崿F(xiàn)油壓機(jī)與操作機(jī)聯(lián)動(dòng)控制，旋轉(zhuǎn)精度誤差正負(fù)0.5毫米。操作機(jī)就像一雙巨大有力的鋼鉗，夾住數(shù)百噸重的巨型炙熱鋼錠，在鍛壓機(jī)上完成鐓粗、拔長(zhǎng)、檢測(cè)等鍛造工序。一改過去需要鍛造工人付出繁重體力的操縱過程。在市場(chǎng)條件具備、配套設(shè)施齊全、正常三班工作時(shí)，年生產(chǎn)能力預(yù)計(jì)可達(dá)15-20萬(wàn)噸鍛件。被鍛造行業(yè)譽(yù)為世界自由鍛造王國(guó)的一頂皇冠。

        自從對(duì)外宣布計(jì)劃打造一臺(tái)世界頂尖的重型自由鍛造裝備起，中信重工制造的18500噸油壓機(jī)便引起國(guó)內(nèi)外業(yè)界的廣泛關(guān)注。首先在制造規(guī)格上，18500噸油壓機(jī)是目前世界上規(guī)格最大的一臺(tái)重型自由鍛造裝備，因此被譽(yù)為世界自由鍛王國(guó)的一頂皇冠。其次在制造周期上，按照目前的進(jìn)度，這臺(tái)設(shè)備將刷新業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品的制造時(shí)間，將在兩年左右的時(shí)間內(nèi)順利完成。中信重工機(jī)械股份有限公司（原為中信重型機(jī)械公司）此次以18500噸油壓機(jī)為核心設(shè)備的新重機(jī)工程，總投資超過20億元，全部為企業(yè)自籌資金。

830噸鋼水一次澆鑄

        2008年5月下旬，中信重工在歷經(jīng)數(shù)月的精心準(zhǔn)備后開始了18500噸油壓機(jī)核心部件上橫梁的澆注工作。5月22日下午18:36，中信重工新重機(jī)工程冶鑄工部隨著指揮長(zhǎng)哨聲鳴響，即刻紅光四射，鋼花奔流，10分鐘后，世界最大且唯一的，并且是最先進(jìn)的自由鍛造設(shè)備18500噸油壓機(jī)核心部件上橫梁順利澆注成功，整個(gè)廠房?jī)?nèi)頓時(shí)一片歡騰。這件油壓機(jī)上橫梁長(zhǎng)11.95米，寬3.8米，高4.59米，毛坯總重達(dá)520噸，需冶煉10爐6包重量達(dá)829.5噸的鋼水進(jìn)行合澆。其重量之巨，各爐鋼水溫差要求之微，工藝之復(fù)雜，合澆之困難，對(duì)龐大的系統(tǒng)設(shè)施、設(shè)備可靠性要求之嚴(yán)，對(duì)系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同配合要求之緊密，在中國(guó)鑄造史上是絕無僅有的。這是目前世界上一次組織鋼水最多、澆鑄噸位最重的特大型鑄鋼件。

國(guó)家非常重視

        原機(jī)械工業(yè)部常務(wù)副部長(zhǎng)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)特別顧問陸燕蓀，中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)、中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)、河南省鑄鍛工業(yè)協(xié)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)和專家，以及中央電視臺(tái)、中國(guó)工業(yè)報(bào)、省市電視臺(tái)等眾多媒體記者共同見證了這一歷史時(shí)刻。國(guó)務(wù)院三峽建設(shè)委員會(huì)三期重大設(shè)備制造檢查組組長(zhǎng)、原機(jī)械工業(yè)部副部長(zhǎng)陸燕蓀認(rèn)為，它的出現(xiàn)從此改變了中國(guó)重大、重型裝備鍛造的局面，必將徹底打破國(guó)內(nèi)重大裝備發(fā)展的制約瓶頸，必將成為世界重大裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)一個(gè)里程碑及標(biāo)志性裝備。

        中信重工以18500噸油壓機(jī)為核心設(shè)備的新重機(jī)工程項(xiàng)目，主要包括重型冶鑄工部、重型鍛造工部、重型鑄鐵工部、重型加工工部、重型熱處理工部等。據(jù)介紹，新重機(jī)工程包含的主要設(shè)備有80噸電弧爐、150噸LFV精煉爐、150噸LF/VOD精煉爐、250/750噸?米鍛造操作機(jī)及有關(guān)重型起重、加工、熱處理設(shè)備等，以及18500噸自由鍛造設(shè)備。

        中信重工領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為，在重型裝備制造領(lǐng)域，沒有核心裝備將永遠(yuǎn)進(jìn)入不了世界一流企業(yè)行列，為了這一目標(biāo)，中信重工只有打破常規(guī)，從而獲得令人難以企及的飛躍發(fā)展。

        油壓機(jī)基礎(chǔ)梁的成功吊裝是世界最大18500噸油壓機(jī)及750噸?米鍛造操作機(jī)安裝進(jìn)程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，為了這一刻中信重工機(jī)械股份有限公司整整奮斗了兩年。在過去的兩年中，該公司接連創(chuàng)造了三個(gè)奇跡：一是建起了總面積27000平方米、最大天車550噸的鍛造工部廠房；二是萬(wàn)噸油壓機(jī)十大件陸續(xù)一次性澆鑄成功；三是18500噸油壓機(jī)和750噸?米鍛造操作機(jī)工程量繁重的基礎(chǔ)土建施工順利完成。中信重工世界最大、最先進(jìn)的18500 噸自由鍛造油壓機(jī)和750噸?米鍛造操作機(jī)將在這里拔地而起并進(jìn)入試車。

        2009年5月19日下午，在洛陽(yáng)，技術(shù)人員正在巨大的基坑里進(jìn)行18500噸自由鍛造油壓機(jī)的下橫梁安裝。這臺(tái)目前世界上最大的油壓機(jī)是中信重工公司投資30億元的新重機(jī)工程的核心裝備。該裝備地上高度20米，地下深度7.5米，整機(jī)重達(dá)4000多噸。

        2010年6月28日，世界最大的18500噸自由鍛造油壓機(jī)主體,在洛陽(yáng)中信重工完成安裝，其5.2米回轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸承E8331—7P由洛陽(yáng)特重軸承有限公司研發(fā)生產(chǎn)。

        2011年10月10日，洛陽(yáng)中信重工的18500噸油壓機(jī)正在鍛造438噸特大型鋼錠

        2011年10月10日，洛陽(yáng)中信重工的18500噸油壓機(jī)正在鍛造438噸特大型鋼錠。該支鋼錠用于鍛造江蘇興澄特鋼4300mm中厚板爐卷軋機(jī)支承輥毛坯。

        重達(dá)438噸的巨型鋼錠，直徑超過2米，比工人的身高還粗。如此龐然大物，在18500噸自由鍛油壓機(jī)下，如同揉面團(tuán)般鍛造成型。

        2011年10月10日，在洛陽(yáng)中信重工重型鍛造工部，技術(shù)人員正在工作室操作18500噸油壓機(jī)，鍛造438噸特大型鋼錠。

        國(guó)內(nèi)最大的齒圈，直徑11米，重70多噸，精度等級(jí)達(dá)到7級(jí)，由中信重工為中國(guó)黃金集團(tuán)制造。

        中信重工自主研發(fā)、制造的Φ12.02米齒圈

        2009年，由上海重型機(jī)器廠自行研制的1.65萬(wàn)噸自由鍛造油壓機(jī)和操作機(jī)正式形成聯(lián)動(dòng)，投入試生產(chǎn)。這個(gè)龐然大物只要伸出手臂，就能抓取600噸級(jí)的鋼錠任意旋轉(zhuǎn)，交給油壓機(jī)鍛打，而油壓機(jī)產(chǎn)生的1.65萬(wàn)噸壓力，輕輕松松就把600噸的鋼錠像揉面一樣鍛造成形。

        2007年8月，中信重工中標(biāo)西澳大利亞SINO鐵礦，為該項(xiàng)目研制6組12臺(tái)，世界最大的Φ7.93×13.6米溢流型球磨機(jī)，和更大規(guī)格的Φ12.2×11米自磨機(jī)。西澳SINO鐵礦由中信集團(tuán)投資，是目前世界最大的鐵礦項(xiàng)目，年產(chǎn)2760萬(wàn)噸鐵精粉。由中信重工建造的6組巨型磨機(jī)，規(guī)格居世界之最。其中Φ7.93×13.6米溢流型球磨機(jī)，傳遞功率達(dá)15600千瓦。與其配套的Φ12.2×11米自磨機(jī)，相當(dāng)于五層樓高，回轉(zhuǎn)總重超過3700噸，采用世界上最先進(jìn)的滑環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率達(dá)到28000千瓦，居世界之最。照片為2011年3月，滑環(huán)電機(jī)定子吊裝施工，部件高19米，寬25米，厚2.7米，分為4瓣組裝，總重640噸。