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雷丙旺:攀登“极端制造”新高峰

2016年01月14日 11:19中国机床商务网点击:3909

  【中国机床商务网 机床人才】雷丙旺,1966出生,工程硕士,研究员级高级工程师,现任内蒙古北方重工业集团有限公司副总经理。作为“3.6万吨黑色金属垂直挤压机及工艺研究”国家重大科技专项课题组长,带领项目团队,突破了一系列关键工艺难题,开发制造出世界最大的3.6万吨黑色金属垂直挤压机。《3.6万吨黑色金属垂直挤压机组的研制》获2012年内蒙古自治区科学技术进步奖一等奖,《3.6万吨垂直挤压工艺及装备》获2014年中国机械工业科学技术奖一等奖。“垂直挤压大口径厚壁无缝钢管制造方法”发明专利荣获内蒙古自治区重大自主知识产权成果。《3.6万吨黑色金属垂直挤压机成套装备与工艺技术研发及产业化》获得2015年度国家科学技术进步二等奖。
 
雷丙旺:攀登“极端制造”新高峰(图片来自百度图片)  
 
  作为百千万人才工程国家级人才、中国塑性工程学会理事,雷丙旺时刻关注装备制造业发展前沿,引领企业技术进步。2003年,以金属学专家、两院院士师昌绪为组长的中国工程院《发展我国大型锻压装备研究》报告中指出:“大型难变形金属挤压机在我国还是一个空白,已经制约了相关武器装备尤其是军用先进航空发动机的发展”。同期相关报告显示:我国目前60万千瓦以上超临界、超超临界火力发电设备必不可少的耐高温高压大口径厚壁特种钢管,90%以上依赖进口。“十一五”期间乃至相当长一段时间,我国发电设备制造每年需此类钢管约10多万吨。因此,建设一条重型挤压生产线,对国家急需关键材料的国产化意义重大,可为电力、石化、航空航天、军工等行业自主发展奠定高端材料基础。
  
  万吨级重型装备是一个国家制造能力的标志,涉及设计、制造、运输、安装等诸多难题,属于“极端制造”领域。当时世界上只有美国威曼·高登公司拥有3.15万吨垂直挤压机组,掌握重型挤压技术。雷丙旺说:北方重工起初想购买一台3.6万吨黑色金属垂直挤压机,并与美国Wyman-Gordon公司和世界知名锻压设备供应商德国MEER公司进行了长时间洽谈。美国人坚称“这一技术为国家的核心技术,不对外转让”,并对我们实行严格保密。德国人称“他们没有做过3万吨级的垂直挤压机,但做了多年技术积累,同时开价0.9—1.1亿欧元。”
  
  为打破国外技术垄断,北重在充分调研论证的基础上,决定与清华大学合作,自主创新制造3.6万吨垂直挤压机及大口径厚壁无缝钢管生产线项目,并先后获中国兵器工业集团、国家发改委、国家工信部、国家科技部、国防科工局的支持。
  
  这条重型挤压生产线包括一台3.6万吨垂直挤压机及相关辅助设备63台套的热挤压生产线,作为世界的首台首套工程,可借鉴的现成经验极少,不论是在施工建设、设备制造、安装运输、调试、人员培训、工艺工装等都是新的和首次接触,来自方方面面的压力无时不在。雷丙旺及其团队,团结协作,集智攻坚,经三年的奋力攻关,克服技术、设备、安装调试等多个重大难题,终于于2009年7月13日热调试成功。雷丙旺解释说“建成的3.6万吨垂直挤压机项目打破了锻压设备传统的设计理念,在多个方面实现了重大突破:在压机制造方面,突破了压机设计、大型铸锻件制造、大尺度超重机架钢丝预应力原位缠绕、主油缸制造、超重整体机架安装、超大液压系统安装调试、设备安装调试等技术关键,创造了多项世界第一;在挤压工艺方面,突破了工模具设计制造、大吨位钢锭制坯、氧化皮去除、玻璃润滑、钢管挤压、压余切除等关键难题”。其核心技术创新体现为:
  
  创新点1:针对重型挤压机承载能力与可制造性的矛盾,提出了预应力钢丝缠绕“剖分—坎合”设计方法,突破了传统重型承载结构的设计思路和理论,显著提高了关键部件承载能力和抗疲劳性能,大大降低了设备的加工制造难度,建立了预应力钢丝缠绕重型结构设计与制造的完整技术体系,成功研制出3.6万吨挤压机组,开创了一条重型装备设计制造的新技术路线。
  
  创新点2:针对大规格、高性能难变形金属的改性成形工艺难题,开发了大型多棱钢锭及空心坯料的高压水除鳞、在线热修形、玻璃润滑等关键技术,建立了独具特色的高合金钢、高温合金等材料的挤压技术体系和全套工艺规范,实现了重型挤压技术的创新突破。
  
  创新点3:针对超大、超重结构的缠绕施工、安装等核心问题,开发出机器人卫星缠绕、超重机架液压推移、液压提升安装等技术,首次解决了千吨级超大型结构的缠绕施工和整体安装的技术难题,创造了超大型钢丝预应力结构施工安装的先例。
  
  创新点4:针对高温、高压重型挤压筒等工模具问题,首创了钢丝预应力剖分结构挤压筒设计制造技术,突破了传统多层过盈配合结构形式,有效解决大型挤压筒制造这一重大难题,形成了独特的模具体系。
  
  3.6万吨垂直挤压机经国家检验中心检测,挤压机组公称吨位、控制精度等指标均满足设计要求;其挤压生产的大口径厚壁无缝钢管经权威部门检验,各项指标达到ASMESA335等标准,完全替代进口。部级鉴定:“开创性地运用预应力钢丝缠绕和剖分—坎合技术,成功研制了目前世界上最大的3.6万吨黑色金属垂直挤压机,实现了我国在此领域的突破创新,打破了国外的长期垄断,整体技术水平达到国际领先”。中国锻压协会评价为:开创性设计制造出首台首套3.6万吨钢丝预应力缠绕剖分—坎合结构热挤压机,大大提升了我国在世界锻压界的学术地位”。中国电器工业协会评价为:解决了高端电力管道自主供应这一重大问题。进口钢管价格大幅降低,取得了巨大的经济社会效益,为我国电力行业的健康发展做出重大贡献。
(来源:科技日报)

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