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进入二十一世纪,如果问作为中国人感觉变化最大的有哪些,可能很多人都会回答“中国科技的崛起”。也正是随着二十一世纪中国在各个领域科学力量的崛起,才让越来越多的中国人幡然醒悟,在过去的几十年里我们因为科学技术发展不足受了多少“委屈”。
在很多人都不熟悉的重型装备领域,就有这么一台“大国重器”,默默的为中国人争了一口气,也为国家的电力、航天、军工领域更加增添了一份保障。中国北重仅用了三年时间就攻克并建成的“360工程”到底是什么?它又是如何打破欧美在重型装备上的垄断地位的呢?
中国一直以来都是一个地大物博的资源大国,我们国家各种矿藏资源的储存量在国际上来说都是比较丰富的。
因此,在国人眼中跟很多国土狭小的国家相比,我们有大量的资源和能源可以开发和利用,甚至出口。
从来没有想过,其实长久以来,我们国家也会受到“钢管”这么一个看起来十分普通的东西的制约。
我们国家当然不缺普通钢管,在2009年以前我们国家每年都不得不花费上百亿到美国或者德国、日本进口的钢管叫做:无缝厚壁钢管。从这个钢管的名字就不难看出它的特点,区别于我们常见的钢管,它必须是一体成型的没有连接缝的钢管,并且在厚壁上有一定的要求。
看起来没有什么特别的钢管,难道我们国家自己不能生产吗?事实上,在2009年以前不仅我国没有这个能力,全世界还只有美国、德国和日本可以做到。
生产这种无缝厚壁钢管有一个最大的技术难点就在于“挤压”,通常情况下制造无缝厚壁钢管先是需要一个符合工艺要求的钢管原肧,然后取掉中间部分形成钢管雏形,再后来就是最重要也是最难的“挤压”部分了。必须通过特殊的挤压方式,让上吨的钢管经过均匀的受力挤压,一边拉长,一边保持钢管所需的质量。
早在二十世纪六十年代,美国就已经展开了关于“重型黑色金属挤压技术”的研究,并且制造了十几套具备制造大型无缝厚壁钢管的挤压机,其中Wyman-Gordon公司甚至拥有一台达到3.15万公吨的立式挤压机。同时,拥有相对成熟的重型黑色金属挤压技术的国家都不约而同的进行了技术垄断。
反观我国,在美国拥有3.15万公吨的挤压机的时候,我国最厉害的挤压机才区区3150公吨,挤压力度完全跟不上生产工艺的要求。这也就造成了,我国不得不花费十几万一吨的高价进口无缝厚壁钢管的被动局面。
除了技术落后以外,无缝厚壁钢管到底有什么重要的作用,我们非买不可呢?仔细了解了无缝厚壁钢管到底都用在什么地方之后,我们就发现,不仅无缝厚壁钢管非买不可,重型黑色金属挤压技术还非自主研发不可。
首先,无缝厚壁钢管最重要的用途之一就是火力发电。很多人都以为在新能源开发如火如荼的今天,难道我们国家还要依靠最传统的火力发电?
事实就是尽管“火力发电”存在各种各样的不足之处,从长远来看也是必定要被替代的发电方式,但目前来说火力发电以其低成本、稳定等优势,依然是我国电能的主要来源。根据相关数据的统计,我国火力发电量截至2021年依然占据了全社会发电量百分之七十以上。
而火力发电就离不开耐高温、性能稳定的无缝厚壁钢管。在火力发电领域,其实修建一个火力发电厂,发电机本身由于技术成熟,占的资源并不是最多的。占用技术最多的是跟火力发电机相配套的“四大管道”系统。
其次,除了火力发电,在建设核电站的时候也离不开无缝厚壁钢管。由于无缝厚壁钢管抗压能力强,性能稳定,可以作为核废水流动的管道。同样,这样的无缝厚壁钢管也是石油开发、天然气开采等等能源领域不可或缺的重要组成部分。
除了能源领域,在军工领域、航天、航空领域全都离不开无缝厚壁钢管,离不开重型黑色金属挤压技术。
这样一来,仔细思考一下就不难发现,如果我们国家在重型黑色金属挤压技术上一直都保持着依赖进口的状态,那么对于整个国家而言是一个多么大的危险隐患。
美国为了制约我国整体发展可以完全无视全球经济共同体的整体利益而采取“技术制裁”的科技狙击战,我们又如何能放心将百分之七十以上的电力能源和军工航天等国防重要领域的关键性设备放在外国人手上?
痛定思痛,我国重工业领域研发的佼佼者中国兵器工业集团北重集团已经在着手攻克“重型黑色金属挤压技术”难题。
抱着“科学无国界”的信念,既然美国、德国和日本已经具备了比较成熟的重型黑色金属挤压技术,我们如果能够站在巨人的肩膀上,那么相关的研发肯定能够更加容易。
于是,北重集团研究团队2004年试图通过跟美国Wyman-Gordon公司谈判,提出了愿意出重金购买相关技术的意愿。
出于对垄断技术的保护,美国公司直截了当的拒绝了我国提出的要求。既然不能购买技术,那么我们又提出了退而求次,出资合作的方案。但在谈判过程中,遇到了美国对中国进出口的收紧政策,最终没能达成协议。
跟美国公司谈崩之后,北重集团又将目光投向了德国SMS Meer公司,这次德国公司倒是爽快的答应了合作。
但是,出于种种目的,德国公司光是在最初的设计方案阶段就提出了10亿的巨额投资要求。北重集团一看,不靠谱。
一方面,技术成熟的“巨人”都在别处,并且拒绝了给我们使用肩膀;另一方面我国电力行业、能源行业、军工、航空等等一系列关键性行业的发展都受到了限制。
2006年中国北重终于下定决心,联合了清华大学等数十家单位发起了“360项目”。所谓360项目其实就是完全自主研发制造一台3.6万公吨的黑色金属垂直挤压机项目,直接超过美国3.15万吨规模,剑指行业最高端。
由于长期以来对于无缝厚壁钢管都是依赖的国外进口,因此,在立项之初,我们国家的科研团队连一台可供拆解研究的“大型黑色金属垂直挤压机”都没有。
我们拥有的只有一本叫做《异型钢管生产》的理论书,后来人们都会说,360项目就是一本书、一群人三年造出的奇迹。
在关键时刻中国人民发挥了团结一致的精神,来自金属界各个领域的顶尖科学家们,在国家的号召下走到了一起。锻压专家、挤压专家宝博体育、异型钢管研究专家、润滑工艺专家大家从各自的研究领域里各取所长,一个环节一个环节的攻克制造“3.6万吨大型黑色金属垂直挤压机”所遇到的难点。
但是,世界范围内数十年来没有第四个国家能突破的技术,由此可见,难度有多大。最初,参照欧美的传统技术,北重的研发小组总是无法在设计和制造上找到突破。如果在传统工艺上无法突破,难道没有其他办法替代吗?
最后,胆大心细具有创造力的中国科研工作者们在三年没日没夜的努力下,通过采用清华大学研究了四十多年的“钢丝缠绕技术”最终攻克了在设计和制造大型黑色金属垂直挤压机上的难关。完全通过我们自主研发的方式,完成了设计和组装。
2009年7月,传来了激动人心的消息,在无数个日日夜夜的钻研之后,中国第一根符合超临界发电机组要求的特种厚壁无缝钢管在北重自主研发的3.6万吨垂直挤压机中成功诞生。
这根特种厚壁无缝钢管的诞生,凝聚着中国科学研究者无数的心血,也为中国电业带来了一剂强而有力的强心剂。
又经过一年多的时间,到了2010年10月,中国北重集团制造的P92钢管正式投入批量生产,一举打破了欧美国家对于此项产品的垄断。
更为值得骄傲的是,由于我国的3.6万吨垂直挤压机采用的是新型技术,生产出的P92钢管不仅在性能上超越其他国家的产品,在成本上更是实现了大跨步的成就。中国成功生产出的P92钢管平均每吨的价格不足5万元每吨,而原来我们进口P92钢管需要花费16万元每吨。这让我国广大相关行业极大的降低了成本。
另一方面,研发并制造整台3.6万吨垂直挤压机我国总共花费了三年时间,不足3.4亿元资金。再对比之前德国公司数十亿元的漫天要价,我国优秀的科研人员实在是太令人骄傲了。
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