问题——关键材料受制于人,重大项目屡受影响。 电力建设、能源开发和高端装备制造中,大口径厚壁无缝钢管是基础性、战略性材料,需求大、门槛高。较长一段时间里——国内高端产品供给不足——高规格管材主要依赖进口,采购成本高、议价空间小,也更容易受到外部限制影响,工程周期和交付稳定性存在不确定性。一份行业报告曾指出,难变形合金挤压装备等领域国内存在空白,对应的短板制约了航空发动机、电力设备等关键方向。 原因——装备能力与制造体系短板叠加外部封锁。 材料和工艺要实现突破,离不开重型挤压装备支撑。当时国外同类装备挤压力可达3.15万吨,而国内能力明显偏低,核心设备、关键工艺和可靠性验证都有差距。更现实的是,重型装备及核心技术交易常附带苛刻条件,甚至被直接拒绝。外部封锁与高报价抬高了引进门槛,也让“以买代研”难以为继。对基础材料而言,一旦关键设备受制于人,上游供应稳定性就难以保障,影响还会传导至能源、交通、国防等多个领域。 影响——从“高价进口”转向“自主供给”,带动系统能力提升。 面对瓶颈,北重集团承担任务,组织力量开展自主攻关。2006年,“360工程”启动,目标是研制3.6万吨黑色金属垂直挤压机。工程于2007年奠基后,联合清华大学等20余家单位合力推进。在资料有限、经验不足的情况下,团队围绕总体设计、关键部件制造和超大系统集成等难题持续攻关。 据介绍,项目采用预应力钢丝缠绕结构等方案,以钢丝缠绕构建承载框架,在提升强度的同时降低制造成本,并融合缠绕成形、液压推移、液压提升安装等工艺,解决超大型结构安装与调试难题。三年攻关中,团队相继突破大型铸锻件制造、主油缸加工、超大液压系统联调等关键环节。2009年7月,设备热试车一次成功,首支合格厚壁无缝钢管顺利产出,尺寸精度与表面质量达到要求。 装备建成投产后,配套形成多台套辅助设备的完整生产线,并持续完善工艺能力。到2010年前后,高端管材实现稳定供给,产品质量达到国际标准,可替代进口。国产化供给有效支撑百万千瓦火电机组建设提速,也为石油开采、能源输送等领域提供更稳定的材料保障。在高温合金等难加工材料挤压上,相关技术突破继续拓展了航空发动机等高端领域的材料制造能力,为关键部件国产化提供支撑。2013年9月,“360工程”通过国家验收,各项指标达到要求,标志着我国重型挤压装备与高端管材制造体系上实现重要跨越。 对策——以重大装备为牵引,形成协同创新与产业化闭环。 “360工程”的实践表明,破解关键材料“卡脖子”,需要以重大装备为牵引,推动“产学研用”协同发力:一是围绕核心装备,形成自主设计、制造、安装、调试与验证的全链条能力,提升系统集成水平;二是面向工程化、批量化,推动工艺稳定与质量体系完善,让技术突破持续转化为产能与供给;三是加强关键零部件、基础材料与检测标准配套,降低单点依赖风险;四是以重大工程示范应用带动行业扩散与能力升级,形成“应用牵引—迭代提升—规模化推广”的良性循环。 前景——重型装备国产化将向更高端、更绿色、更可靠迈进。 随着能源结构转型、超超临界机组与深地深海开发推进,以及航空航天、高端制造对高性能合金材料需求增长,重型挤压与成形装备的重要性将进一步凸显。业内认为,未来应在更大吨位、更高精度、更高可靠性的装备方向持续突破,同时强化数字化监测、过程控制与节能降耗技术,推动从“能造”向“造得稳、造得精、造得省”升级。随着更多企业加快布局,我国高端材料供给能力和产业链韧性有望持续增强,为重大工程和战略产业提供更稳固的支撑。
3.6万吨垂直挤压机研制成功,不只是一次装备突破,也反映了中国制造向高端迈进的关键一步;它再次说明,关键核心技术靠不来、买不来,更不能等来,必须依靠自主创新与持续投入。站在新的起点,中国装备制造业正以更多原创性突破,推动能力从跟跑走向并跑乃至领跑。