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一重“大型船用曲轴锻件研究”课题通过验收

2011年03月08日 10:34中国机床商务网点击:3530

  国家科学技术部近日发布消息称,由中国第一重型机械集团公司(以下简称“一重”)等单位承担的“十一五”国家科技支撑计划“大型铸锻件制造关键技术与装备研制”重点项目“大型船用曲轴锻件研究”课题,近日已通过验收。
  
  据了解,“大型船用曲轴锻件研究”是围绕中国船舶业对大型船用曲轴国产化的需求而设置的课题。业内专家表示,该课题通过验收,表明国产大型船用曲轴将开始实现规模化生产。
  
  起航
  
  中国造船业“世界第一”背后隐藏着严重的危机。
  
  这是在2007年左右,时任国防科工委船舶行管办主任,现任工业和信息化部装备工业司司长张相木的看法,他认为,我国船舶工业必须尽快提高整体水平,消除先进造船能力不足、自主研发能力弱、船舶配套对外依存度高、造船生产效率低的四大瓶颈。
  
  一艘轮船的心脏就是柴油机,而柴油机最核心的部分就是曲轴了,柴油机发出的强大动力,需要通过曲轴传递给螺旋桨来推动轮船前进。
  
  据悉,这样的曲轴一艘上万吨巨轮的曲轴到底有多大呢?长大概十几米,重达几十吨。然而就是这么一个笨重的“铁疙瘩”,在设计和制造工艺上却相当复杂,精加工要求很高,在旋转时振动的振幅不能小于人头发丝的四分之一。
  
  正因为制造精度高,性能要求苛刻,工艺复杂,所以是否能自主研制大型船用曲轴代表着一个国家的造船工业水平。
  
  过去大型船用曲轴市场一直被韩国、捷克和西班牙等少数国家垄断。近年来,随着世界造船业的迅速发展,大型船用曲轴出现了全球性供不应求的短缺局面,价格不断上涨,交货期也越来越长,致使我国造船业经常出现“船等机、机等轴”的现象。而且由于不掌握核心技术,有些船厂甚至出几倍的价格也买不到曲轴,造船周期被无奈地拉长。
  
  记者听到一个故事说,在一次国际订货会上,几位日本、韩国的曲轴供应商同一位国内船用柴油机厂的负责人开玩笑说,喝一大杯白酒就卖一根曲轴,这位负责人二话没说,就端起酒杯,直吓得供应商连连拱手,因为他们生产的曲轴将优先供应本国,根本不敢轻易许诺给中国客户。
  
  在这种形势下,迅速建立中国自己的曲轴生产基地,实现船用大功率低速柴油机曲轴国产化已经成为我国经济建设中的一项战略任务。因此大型曲轴的研制从“十五”时期就入选了国家的科技计划。
  
  2002年5月,上海电气(集团)总公司、沪东中华造船(集团)有限公司、中国船舶重工集团公司和上海工业投资公司共同投资组建上海船用曲轴有限公司,投资1.86亿元开展船用半组合曲轴的科技攻关。
  
  2005年1月,中国第一根国产船用大功率低速柴油机半组合曲轴在上海船用曲轴有限公司顺利下线,这根7.5米长、约60吨重的船用柴油机半组合曲轴实现了我国在该领域零的突破。该曲轴的诞生是“十五”期间中国船舶行业配套领域最大的技术突破。
  
  时至今日,国内至少已有4家企业可以生产大型船舶用曲轴,分别为:上海船用曲轴有限公司、青岛海西重工、大连华锐曲轴公司和大连重工·起重集团。
  
  技术难题
  
  曲轴的制造难度很大,制约曲轴生产的根源在于大型曲轴合格锻件的短缺。
  
  首先曲轴是由将钢铁打制成型的锻造钢和在模具中熔铸的铸造钢制成的。制造方法大体上有二种,一是整体制造的曲轴,主要用于中小船舶和发电用中、高速的冲程的柴油发动机,这种曲轴大多个体较小,我国的制造技术已经非常成熟;另一种是组装式曲轴,主要用于大中型船舶和发电用低速二冲程柴油发动机,是将曲拐和轴颈部件热压成为整体。这种曲轴直到2005年我国才实现零的突破。
  
  此外,组装式曲轴的曲拐又分锻造和铸造二种制造方法,锻造方法需要用压力机等装备,机械加工费用高,制造成本高。但是由于用压力机加工,疲劳强度可提高。铸造方法与锻造方法比,在成本上有优越性,可批量生产,但疲劳强度比锻造的低。
  
  加之因为船用大马力低速柴油机曲轴形状复杂,传递动力大,承受交变载荷,在船舶寿命期内不允许更换,因此对曲轴钢的纯净化,强度、硬度等有很高的要求,对曲轴毛坯锻件的强度、耐疲劳、抗冲击等性能要求十分苛刻,而且曲轴毛坯一体化成型工艺复杂,锻件制造还必须获得国际制造许可证和船级社的工厂许可。
  
  2007年12月7日,鞍钢重机公司正式接到丹麦MAN-B&W总部的“大型船用柴油机曲轴锻件制造认证证书”,这表明鞍钢成为国内第一家申请六家船级社认证生产大型船用柴油机曲轴锻件的企业。
  
  2007年8~9月,一重集团相继获得了中国船级社和英国劳氏船级社的工厂认可证书,10月28日,正式收到了丹麦MAN-B&W总部的“大型船用柴油机曲轴锻件制造许可证”。至此,一重集团已取得了生产规格80以下曲轴毛坯的全部认证,具备了大型船用柴油机曲轴锻件的资质。
  
  目前国内生产曲轴毛坯锻件的企业就这两家,即鞍钢重机与一重集团。
  
  因此,从这个意义上说,一重“大型船用曲轴锻件研究”课题通过验收可谓意义重大。此举表明我国曲轴锻件长期依赖进口的局面得以改变,对降低造船成本、缩短生产周期、提高经济和社会效益,实现民族造船业健康持续发展有重要意义。
  
  据了解,中国一重在研制阶段,上重通过与相关单位合作,取得了核心技术的突破,如高纯度、晶粒细化、组织均匀的曲轴坯料研制技术,半组合式曲轴锻压成型及操作工艺技术等。在掌握制造核心技术的基础上,该公司又进行了扩能技术改造、操作工艺技术优化等一系列的自主创新,全面提升了制造技术水平。
  
  以钢锭为例,其利用率提高到了75%。该公司制造大型船用曲轴毛坯已实现了生产专业化、规模化,产品标准化、系列化。现在该公司大型船用曲轴毛坯的年产能可达300套。
(来源:中国工业报)

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