成果简介

　　青15000吨重型自由锻造水压机是我国自行设计制造的世界上吨位最大、技术最先进的万吨水压机，于2006年12月30日一次热负荷试车成功。该水压机设计先进、结构合理、性能优良，产品适用范围广、适用效果好，各项技术指标均达到预设要求，鉴定专家一致认为该设备锻造精度高于国外同类产品的技术指标。在主机结构、控制水平、锻造产品规格等主要技术性能上均超过国外同类设备，达到了国际领先水平。15000吨水压机的成功试车和投产，使我国成为世界上第三个拥有15000吨水压机的国家，为生产大型锻件提供了重要的硬件基础，从而大大提升了我国电力、石化、冶金及船舶行业的设备制造水平。该科技成果开发了6大创新技术，获3项发明专利，并获得了2008年度国家科技进步奖一等奖，是我国重型锻压设备获得的国家最高奖项。它的研制成功，改变了我国关键大锻件长期依赖进口的局面，标志着我国在重型锻压设备领域跻身世界先进行列，确立了中国制造在该领域的世界领先地位，对国民经济建设具有重要的推动作用。

历史背景

　　把大型铸锻件的制造是重大技术装备制造的关键基础之一，直接影响到成套装备的整体水平和运行可靠性。随着我国电力、石化、冶金及船舶行业向高效率、大机组方向发展，加之国内大型铸锻件行业曾有一段时间发展停滞，我国大型铸锻件制造能力表现出明显不足。尤其是在高端大型铸锻件的研发方面，更因技术上的不足而受制于发达国家，严重影响了我国国民经济的发展和国家安全。针对这些发展问题，为满足国家重大工程项目的需求，确保国民经济的持续健康发展和振兴东北老工业基地战略目标的早日实现，党中央、国务院于2002年决定，由中国第一重型机械集团公司（简称“一重”）牵头研制15000吨锻造水压机。

创新历程

　　15000吨水压机的设计与制造在当时是史无前例的，其研发的艰难是对中国的考验、对一重的考验、对总设计师吴生富的考验。2003年酷署，15000吨水压机开始铸造模型，项目组多次召开专家会议研究讨论其中的热工工艺并探索解决铸造中的诸多难题。例如，水压机的重要部件“三梁四栏”要全部采用铸钢件，活动横梁等3大梁不仅超大超重，结构也非常复杂，另外还要解决排气、漂芯、超高等3个大难题。这些问题不解决，轻则导致铸件报废，重则导致铸件大爆炸。

　　以4根立柱为例，它们是15000吨水压机的“骨骼”，其健壮程度，将直接关系到水压机的工作寿命。为确保立柱的刚性和强度，经过专家多方调研、反复论证，最终决定采用当时世界上最为先进的四棱形结构。然而，四棱形结构的立柱却给生产制造带来了难以想象的困难。在铸造时，由于生产条件的限制，无法将总长为13.35米的立柱一次铸成，必须将每根都分成3段进行浇注，然后再焊接而成。此外，4根主拉杆钢锭的锻造同样是一个充满挑战的过程，要在规定的锻造温度内，将一根短而粗的钢锭快速拔长到像“面条”一样细、像“长龙”一样长的拉杆，而且必须保证一次出成品。这就要求锻造工序环环相扣、步步紧跟。吴生富牵头成立了攻关小组，对主拉杆的锻造工艺进行攻关。2005年7月29日，在如潮的掌声中，主拉杆终于露出了通红的“笑脸”。

　　在研制过程中，项目组集思广益，在吴生富的带领下巧妙地解决了种种难题，成功铸造了15000吨水压机的3个工作缸、3个横梁、4根立柱等特大件，还首创了平接式预应力组合框架结构、方立柱16面可调间隙的平面导向结构、特大型整体箱形铸钢上横梁和活动横梁、大型水压机被动安全保护等13项专利技术。这些创新技术在高端大型锻造设备15000吨水压机上被运用得淋漓尽致，使得15000吨水压机的锻造能力、主机结构、锻造精度、综合性能等均比国际上其他2台同吨位设备更先进。

重大意义和深远影响

　　 　　随15000吨水压机整机从设备选型、设计方案和技术参数制订到整机设计、制造、安装、调试，所有研制工作都由一重的技术人员独立完成，具有完全自主知识产权，另有4项创新成果弥补了12500吨水压机的缺陷：开发了全新全预应力组合框架的主机结构，代替“三梁四柱”的传统结构；研究出新的平面可调间隙导轨，代替了不可调节的圆柱导向方式；整体结构的横梁设计，避免了组合横梁发生损坏的可能；研究出以水压机比例控制系统和可编程序控制系统为核心的新的水压机控制系统，代替多年沿用的传统手动操作系统。

　　15000吨水压机成功试车和投产，是我国继1958年研制成功万吨水压机之后又一重大装备成果，为生产大型锻件提供了重要的硬件条件，对加快振兴重大装备制造业具有重要意义。这台大型战略装备是我国制造实力的体现和综合国力的象征，标志着我国重型锻造设备的设计制造水平跨入国际领先行列，同时也标志着我国已具备自主生产大型高端锻造机械的能力，可有效满足我国核电、水电、火电、船舶、冶金、石化、煤化工业以及国防装备等领域高端大型铸锻件生产的需要，从而为这些领域的自主创新和后续发展奠定坚实基础