焊接钢管单重(奖励风采｜铸就万吨级装备制造的中国奇迹——记2017年度自治区科学技术特别贡献奖获得者雷丙旺)

Posted 2023-06-02

篇首语：行是知之始,知是行之成。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了焊接钢管单重(奖励风采｜铸就万吨级装备制造的中国奇迹——记2017年度自治区科学技术特别贡献奖获得者雷丙旺)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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近年来，自治区全面贯彻落实中央关于深化科技体制改革的总体要求和部署，始终坚持把科技创新作为支撑和引领经济社会发展的重要引擎，科技实力大幅提升，广大科技工作者创新热情空前高涨。近日，2017年自治区科学技术奖揭晓，累累硕果全面反映了我区科技创新水平和科技攻关能力，一项项重大科技成果正推动自治区科技事业进入飞跃发展的新起点。

从今天开始，创新内蒙古将聚焦2017年自治区科学技术奖励。带您走近那些获奖的杰出科技人才和优秀科技成果，了解更多创新背后的故事。

图 : 3.6万吨黑色金属垂直挤压机（图片来源于网络）

一块12吨的钢锭，采用3.6万吨黑色金属垂直工艺，只要28秒就可以挤压成一根8米多长的厚壁无缝钢管，且不产生铁屑。不仅实现了自动控制，而且打破了国内超（超）临界发电设备耐高压大口径厚壁无缝钢管之前90%依赖进口的尴尬局面。

这就是“国之重器”——3.6万吨黑色金属垂直挤压机项目的“魅力所在”。

在中国兵器制造业中，赫赫有名的“北炮”——内蒙古北方重工业集团（隶属于中国兵器工业集团有限公司）（以下简称北重集团）坐落在包头市青山区兵工路上，“3.6万吨黑色金属垂直挤压与工艺研究”项目便诞生于此。

作为这个项目的带头人，现任中国兵器工业集团有限公司首席科学家的雷丙旺，也因此获得2017年度内蒙古自治区科学技术特别贡献奖。

雷丙旺带领项目团队历时3年多，突破一系列关键工艺难题，开发制造出当时世界最大的3.6万吨黑色金属垂直挤压机，铸就万吨级装备制造的中国奇迹。

该项目相关成果先后荣获国家科技进步二等奖、中国机械工业科学技术奖一等奖和自治区科技进步一等奖，“垂直挤压大口径厚壁无缝钢管制造方法”发明专利被评为内蒙古自治区重大自主知识产权成果。

打造

大国重器

重型挤压技术是高性能、难加工材料的核心加工技术，工艺复杂、设备建造难度巨大。

“在上世纪90年代，大型无缝钢管挤压技术一直被国外公司垄断，价格极其昂贵。按照当时每吨2万多美元的价格计算，进口一根无缝钢管的价格超过一辆顶级轿车，高昂的成本严重制约了我国火电业和制造业的发展。”雷丙旺一谈到此事，便有切肤之痛。

2003年，中国工程院以师昌绪为组长对发展我国大型锻压装备开展研究咨询，《研究报告》明确指出：“难变形合金挤压机在我国还是一个空白，已经制约了相关装备尤其是军用先进航空发动机的发展。”而那时我国超（超）临界发电机组用大口径厚壁无缝钢管全部依赖进口，对能源建设和安全发展形成严重制约。

2004年，北重集团为解决国家关键材料的供应问题，寻求与发达国家开展“垂直挤压大口径厚壁无缝钢管工程”技术合作。世界独家技术垄断的美国威曼·高登公司实行技术封锁；自称拥有设计能力的德国SMS Meer公司漫天要价。无奈之下，北重集团决定依靠自主创新解决技术瓶颈，雷丙旺不辱使命、勇于担当，承担了主持国家重大科技专项“3.6万吨黑色金属垂直挤压机及工艺研究”的课题研究。

肩负重任的雷丙旺深知，摆在面前的是一条充满艰难坎坷的长路。

这是一个全新的领域，作为当时世界上最大的垂直挤压机项目，国内可借鉴的经验极少，这让雷丙旺“压力山大”。

“当时可供研究借鉴的只有国外大型挤压机产品的图册及前苏联的理论资料，国内相关理论资料只有上海异型钢管厂与上海冶金专科学校编写的一本《异型钢管生产》。”雷丙旺介绍，就是这本《异型钢管生产》对于他和研发团队来说，也是如获珍宝。

在一个全新领域重头学起，谈何容易。一摞纸、一支笔、几本专业书，书越翻越旧，图纸叠了一摞又一摞，他硬是用了2年时间，吃透了挤压专业知识，为国产垂直挤压机制造打下坚实的理论基础。

随后，为了验证书本上学到的挤压工艺，雷丙旺费尽周折联系《异型钢管生产》的作者，最后找到了当时全国唯一可以生产小型异型钢管的上海异型钢管厂，通过模拟优化和缩比实验验证,成功完成了挤压工艺设计开发,为设备研制奠定了工艺基础。

在同事们的眼中，那时雷丙旺的工作状态可以用“痴狂”来形容：手机24小时不关机，随时接听工作人员的电话汇报；连续3年没休过假，一门心思扑在技术攻关上；研究技术资料时经常是一坐一上午，直到同事提醒到了午餐时间才恍悟，走在路上还不停地念叨着功率、压力……

制造万吨级重型设备是一个国家制造能力的标志，涉及设计、制造、运输、安装等诸多技术难题，属于“极端制造”领域。面对企业前所未有的科研攻关，雷丙旺深知只有加强产学研合作，采用集成创新的研发模式才能实现关键突破。从2006年开始，北重集团先后联合清华大学、太重集团、中冶京唐等20余家国家重点院校与企业组成产学研联盟，其研发团队聚积了我国著名金属材料学专家——两院院士师昌绪，清华大学锻压专家颜永年、林锋、关任东，轧锻专家张一弓，金属挤压专家魏军，异型管专家蒙日昌、方源栋，工艺专家段素洁，油缸专家陈伟光等一大批金属加工行业顶尖科研人才。他们将先进基础理论和实际技术经验相结合，经过系统论证，集智攻坚，在研制环节打破锻压设备传统的设计理念和方法，成功攻克大口径厚壁无缝钢管挤压工艺和重型挤压装备的设计、制造两大技术难题，并在提高压机主要承载部件疲劳寿命，控制零件单重，降低制造、运输难度等多个方面实现了技术突破。

“项目进入关键期，怎样把这个‘大家伙’组装起来，研发团队为组装犯难。”雷丙旺说，通过反复验证，他们将清华大学研究了40余年的钢丝缠绕技术应用于3.6万吨挤压机的建造之中，实现了大型压机机架的重大创新，不仅为国家节约了大量外汇，还保证了项目的快速建成。

图：北重集团采用钢丝缠绕技术对大压机进行组装（图片来源于网络）

2009年7月13日，这是雷丙旺终身难忘的日子。上午10时许，在经过多日细致缜密调试后，3.6万吨黑色金属挤压机正式进行首次钢管挤压热调试。当看到挤压机顶端冒出一截红红的钢管时，现场沸腾了，掌声欢呼声此起彼伏，雷丙旺的眼圈也红了。

图：北重集团3.6万吨黑色金属挤压机正式进行首次钢管挤压热调试（图片来源于网络）

“我们仅用3年时间，就完成了国外同类设备研发7年的工作量。”雷丙旺说，只有他们知道，这对他们意味着什么。

“这个‘大力神’的成功研制标志着中国从此打破国外垄断，为超临界、超（超）临界火力发电设备制造等提供关键零部件。”据雷丙旺介绍，北重集团生产的P92钢管在力学性能、显微组织、无损检测等主要技术指标方面与国外先进产品基本相同，国产钢管的工艺质量水平已经达到国际先进水平，部分指标已经超过国际先进水平，能够满足不同标准体系的技术指标要求，完全可以替代进口P92钢管使用。

3.6万吨挤压机的研发过程先后突破了压机设计、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、超重机架整体安装、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。它的问世，也标志着剖分组合、钢丝预应力缠绕技术在大型设备上实现了工程化，这为解决万吨级重型装备极端制造能力不足走出了一条新路。同时，此成果还为西安阎良4万吨模锻压机、江苏昆山3万吨模锻压机研制提供了坚实基础，由此可设计制造6万吨、8万吨，乃至10万吨的液压机，对促进我国制造业的振兴和制造能力的跨越式发展意义重大，被列为我国新时期十大标志性装备之一。

破解

国外倾销困局

全国首套3.6万吨黑色金属垂直挤压机的建成使当时的北重集团如虎添翼。然而，压机生产的P92特种钢管一经面世，一些跨国公司就联手打压，对国内特种钢管实施倾销政策，他们利用其过去超额利润积累的实力，实施低价竞争，使进口P92钢管价格降至4.5万元／吨。

是被动跟着降价掉进“价格陷阱”，还是正中对手下怀主动退出市场？

北重集团果断拿起法律武器，向国家商务部提交诉原产于欧盟、日本和美国的进口P92钢管倾销调查申请。

2014年5月9日，商务部颁布《关于原产于欧盟、日本和美国的进口相关高温承压用合金钢无缝钢管反倾销最终裁决的公告》。经调查，最终裁定，在本案调查期内，原产于欧盟、日本和美国的被调查产品存在倾销，中国相关高温承压用合金钢无缝钢管产业受到了实质损害，而且倾销与实质损害之间存在因果关系。决定从2014年5月10日起，对原产于欧盟和美国的进口相关高温承压用合金钢无缝钢管征收为期5年的税率为13.0％～14.1％的反倾销税。

5月9日这一天，不仅让国外跨国公司记住了北重集团，更让中国民族工业记住了这个具有里程碑意义的日子。北重集团反倾销诉讼的胜利，开创了内蒙古自治区和中国军工机械制造行业的先河，是企业运用法律武器维护市场健康秩序的一个壮举，打造了中国企业应对国际贸易争端的一个成功样本。

图：雷丙旺在生产现场（图片来源于网络）

面对反倾销胜利带来的巨大喜悦，雷丙旺却保持冷静，他深知，激烈的国际竞争永远没有尽头，只会愈演愈烈，只有依靠科技创新，不断深挖挤压工艺，才能让大压机的活力得以延续下去，把发展的主动权牢牢掌握在自己手里。

于是，在接下来的几年中，围绕3.6万吨黑色金属垂直挤压机，以国产P92钢管在百万千瓦级超超临界电站四大管道的应用突破为基础，雷丙旺带领团队走上了一条新工艺、新产品创新之路。

2014年，北重集团圆满完成南通电厂百万千瓦机组四大管道P92国产化示范任务，标志着国产超超临界机组四大管道高端耐热钢大口径厚壁无缝钢管技术全面突破，北重集团成为P92无缝钢管国产化示范项目首家提供单位。2015年，北重集团与工信部签订国家强基工程《超超临界火电机组P92大口径厚壁无缝钢管工程项目》，获得国家支持资金4980万元。此后，北重集团又先后中标句容电厂等建设项目，实现了国家超（超）临界火电站四大管道所需管材全部国产化的目标，彻底扭转了国家超（超）临界火电站建设所需P92管材长期依赖进口的局面，不仅为国家创造了巨大的经济社会效益，而且显著提升了企业高端管道的市场业绩。

涡轮盘被称为航空发动机的皇冠，是航空发动机中最关键的核心部件。然而材料不过关的问题却长期制约着我国航空发动机性能的提升。

雷丙旺凭借自己丰富的冶金技术经验，决定创新大压机的挤压工艺，为国产航空发动机用涡轮盘生产高性能、高可靠性、长寿命的粉末高温合金材料。

“当时我国粉末高温合金材料体系和发动机用粉末盘制备工艺与欧美接近，但由于受到设备条件限制，粉末盘关键制备工艺之一的大变形量挤压开坯技术一直无法实施。”据雷丙旺介绍，3.6万吨黑色金属垂直挤压机研制成功后，北重集团就承担了国防科工局大飞机材料专项《FHG96粉末涡轮盘材料研制及应用研究》课题，先后开展了多个重大型号飞机发动机用高温合金的开发试验工作。他们在攻关过程中不断优化工艺，克服了试制中出现的各种问题，实现了这一技术的跨越式发展。现在，北重集团已成为世界继美国Wyman-Gordon公司和法国阿布杜瓦公司之后，第3个能够挤压航空发动机高压涡轮盘用大规格粉末高温合金棒材的厂家，在重型挤压技术领域占据世界一席之地，具备了同国外竞争的实力。

“将大国重器掌握在自己手里，确立北重集团在超（超）临界机组用高端大口径厚壁无缝钢管研发制造的领先地位。依托该装备，集团瞄准高合金耐热钢、不锈钢、高温合金、钛合金等高新技术产业核心关键材料，研发具有自主知识产权的高附加值产品，使公司军民融合之路越走越宽广。”雷丙旺说。

推动

军民融合

3.6万吨黑色金属垂直挤压机研制成功后，雷丙旺带领团队不断对工艺研究开发，先后突破了P91、P92、WB36等大口径厚壁无缝钢管产品及航空大规格粉末高温合金挤压技术等重型挤压工艺技术，围绕该装备的技术体系正在不断延伸。

“过去只有美国、德国等发达国家掌握这些产品的制造技术，我国市场主要依赖进口产品，价格奇高，比如超临界、超（超）临界电站用管每吨在十几万元以上。 3.6万吨黑色金属垂直挤压机项目投产前，进口电站用管的供货期在一年左右，北重集团目前只需要三个月，价格也降为每吨2.5万元到5万元左右，仅此一项，每年就为我国能源企业节约近百亿元开支。”雷丙旺说，坚持创新，军民融合，带动了北重集团转型、壮大。

在国产P92钢管在百万千瓦级超（超）临界电站四大管道的应用突破的基础上，北重集团承担“中国制造2025”强基工程-超超临界火电机组P92大口径厚壁无缝钢管项目实施，项目总投资28000万元，主要内容包括材料性能提升研制及试验、生产工艺优化及产业化能力建设等。通过项目实施，使我国超超临界火电机组P92大口径厚壁无缝钢管制造水平得到显著提高，在原来小批量生产的基础上，实现了P92钢管的产业化，打通了P92钢管国产化的“最后一公里”。

北重集团陆续承担“华电集团句容二期百万超（超）临界火电机组国产化示范工程”四大管道、华能宁夏大坝电厂和华能烟台八角超（超）临界火电机组“四大管道”的生产。

目前，雷丙旺正带领团队依托3.6万吨挤压机组，着力开发蒸汽温度630℃电站G115大口径无缝钢管、蒸汽温度650℃电站sancro25大口径不锈钢管和蒸汽温度700℃电站大口径镍基合金管，已取得令人振奋的成果。北重集团已成为我国超（超）临界电站“四大管道”用P92钢管唯一供应商和630℃、650℃、700℃等新一代电站用大口径管材研发的排头兵，极大地提升了企业技术创新能力和市场竞争能力，确立了企业在超（超）临界机组用高端大口径厚壁无缝钢管的领先地位，树立了企业品牌形象。

回顾“3.6万吨黑色金属垂直挤压与工艺研究”项目一路走来的艰辛，雷丙旺表示，项目的成功不仅仅是一套设备、一条生产线的研制成功，也绝不是一个人的成功，是这个项目团队及国家高端制造领域的成功。

人物简介：

雷丙旺，男，汉族，1966年生于河北省宁晋县，1983年9月进入内蒙古工业大学锻压工艺及设备专业学习，1987年7月获工学学士学位，2005年12月获吉林大学工程硕士学位。1987年7月加入内蒙古北方重工业集团，先后担任助理工程师、冶金技术处室主任、工程师、高级工程师、技术部副部长、部长、副总工程师兼技术中心主任等职，曾任内蒙古北方重工业集团有限公司副总经理、研究员级高工，现任中国兵器工业集团有限公司首席科学家，中国塑性工程学会常务理事，中国重型协会大型铸锻件分会理事，中国动力工程学会材料专业委员会委员。

（科技宣传中心）