
2010年3月24日,德阳二重8万吨模锻压机活动横梁中梁5包合浇现场,二重集团浇铸有史以来最大的铸钢件,调集758吨钢水。(魏炜摄)
如何建造世界最大的巨型液压机
8万吨模锻压机属于世界极限装备,很多达到了人类工业能力的极限水平。如压机的活动横梁中梁,重达450吨,需要用758吨钢水浇铸;最长的单个零件长达36米,最厚的筒形锻件壁厚达700毫米,最厚的焊接件厚度达550毫米。如何将图纸上的上万个零部件制造出来,对二重提出极高的技术挑战。
2008年9月28日,二重集团重型装备股份公司,与集团总公司签订8万吨模锻压机供货合同,负责锻机设备制造安装工程。2008年12月25日,二重集团研制的8万吨级模锻液压机,30多件铸钢件浇铸模型正式投产,标志着8万吨压机进入制造阶段。这台巨型压机光是三大铸钢件,就需要浇铸2000多吨钢水,加工后净重达1351吨。主要部件下梁、中梁、上十字键上部、活动横梁中梁的铸件模型制作难度大,工艺复杂,质量要求高。需要经过撞制砂型,修型、干燥、制作盖箱等多达几十道工序的造型环节。仅铸件的浇注系统冒口模型就创造了模型史上最大、最重的纪录。二重集团采用计算机反复模拟浇注凝固实验以确保浇注成功。
2009年4月30日凌晨3点,二重集团铸造厂铸钢车间造型现场大跨西30米地坑,8万吨液压机开始浇铸第一件铸钢件——下固定梁中梁。该部件长8070mm,宽度4070mm,高度2225mm,重达395吨。二重组织了693吨钢水,采用5包一次合浇成功。为确保成功,二重制作了1500吨静压48小时的加固硬砂床保证底床强度,多达3层的1000吨压铁科学分布在数百个背点,三次补浇后派专人看守132小时,以确保万无一失。相隔近4个月后,8月25日,二重又成功浇铸了第二片下固定梁中梁。
2009年11月16日,河南舞阳钢铁公司为德阳8万吨压机,研制的390mm电渣重熔特厚调质钢板如期交货。这批80块20MnNiMo特厚钢板,主要用于制造8万吨压机机架,总重量达到2348吨。该钢板内部结构致密度、纯洁度、机械性能及平直度等各项标准要求极高。由于钢板大单重、大厚度,其表面质量、性能合格率、探伤合格率极难保证,生产难度极大。
2010年2月24日,德阳二重锻造厂热处理车间,8万吨压机的固定拉杆一次性调质淬火成功。该拉杆长14200mm,直径550mm,是加工长度最长、直径最小的产品,其细长形状不仅造成淬火出炉上端部温度偏低,而且造成淬火中变形量不易控制,给产品质量的保证工作提出了挑战。
2010年3月24日22时45分,二重集团浇铸有史以来最大的铸钢件——8万吨压机活动横梁中梁(加工后重量450吨)。此次浇铸所需钢水重达758吨,仅第一次五包钢水合浇就达609吨,需要80吨电炉和60吨电炉连续冶炼提供钢水。整个活动横梁为“II”型箱形结构,分布有10个拉杆孔、4个铸造工艺孔及中间穿孔部分,对铸造砂箱造型、及钢水分布有极高要求。整个浇铸工作从当天凌晨3时30分电炉送电开始,一直持续了19个小时。
2010年4月16日,德阳二重大型模锻压机厂房钢结构主体工程进入收尾阶段。该厂房总面积1.013万平方米,有基坑、炉子间、高压泵站、变电所辅助用房等组成。厂房钢结构立柱高达46米,重达80余吨。配置两台300吨级厂房起重机,单片梁重120吨,离地高度36米。负责施工的中机一建公司,用两台履带式起重机完成了吊装任务。
2010年6月30日,8万吨压机的下十字键,在二重锻造厂水压机车间锻造成功。该部件形状不规则,截面超大(2200×2300mm),重达165吨,用290吨级钢锭锻制。为锻造分厂生产史上最大矩形截面锻件,生产难度很大。锻造分厂技术科与水压机相关人员及时提出解决措施,确保了锻件的顺利生产。随着两个下十字键的成功投料,8万吨压机的大型锻件制造工作进入尾声。2010年8月,世界最大的8万吨模锻水压机核心部件——5个主工作液压缸柱塞,在二重集团德阳万力重型机械公司的外圆磨床上,磨削加工外圆。
2011年2月19日,二重重装公司召开董事会,审议通过8万吨压机安装设备议案。2011年5月15日,二重8万吨模锻车间厂房,各施工单位举行总装誓师大会,标志着这台世界最大的模锻压机,正式进入主体安装阶段。该机设备总重达两万多吨,有众多百吨级超大超限部件,对于翻身、运输、吊装、装配工作提出了极高要求。经过长达一年的总装工作。2012年4月1日,二重8万吨级模锻水压机,首次投料试车。整个调试工作已经进入尾声,预计2013年4月投产。
该机建造成功,标志我国装备制造业整体水平进一步提升,实现了锻造产品从高端产品向世界顶级产品的跨越,关键大型锻件受制于外国的时代彻底结束,成为我国国民经济特别是装备制造业和维护国家安全不可缺少的重要战略装备。8万吨模锻压机与激光快速成型(3D打印)技术取得突破,将为中国航空工业发展,插上腾飞的翅膀。