加強產學研結合提高大型鑄件自主創(chuàng)新能力
2008-06-10 15:46:28
中國已是制造大國，但遠不是制造強國。中國裝備制造業(yè)的突出問題是自主創(chuàng)新能力不強，制造技術基礎薄弱。大型鑄鍛件的質量及國產化問題十分嚴峻。2006年初，曾培炎副總理專門批示：重大裝備國產化項目中，大型關鍵鑄鍛件，依靠進口供貨，國產件能力、質量難以滿足要求，已成為重大裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，并受制于人。
經過一年多來的努力奮斗，特大型鑄件科技攻關，特別是三峽水輪機葉輪大型鑄件提高自主創(chuàng)新能力等方面已取得突破和進展。
市場牽引、企業(yè)主體
市場需求是推動裝備制造業(yè)發(fā)展和自主創(chuàng)新能力提高的根本動力，要充分發(fā)揮市場牽引作用。
三峽水輪發(fā)電機組單機容量為700MW，總裝機32臺，其中左岸機組14臺、右岸機組12臺、地下機組6臺。右岸機組分別由哈爾濱電機廠有限責任公司（簡稱哈電）、東方電機股份有限公司（簡稱東電）、阿爾斯通分別制造4臺。地下機組6臺，由右岸三家制造商分別制造2臺。現左岸14臺機組已全部發(fā)電，右岸12臺機組已發(fā)電3臺，其余機組正在制造中，哈電、東電已成長為左岸的國際招標的優(yōu)勝者。但是，作為水輪機的核心轉輪組成部分特大型鑄件上冠、下環(huán)、葉片無論是左岸還是右岸機組幾乎全部依賴進口。據預測，中國在建成32臺，三峽水輪發(fā)電機組后，還將新建150臺700MW以上的大型水輪發(fā)電機組。
隨著中國經濟的高速增長和國際經濟的復蘇，國際市場上大型鑄鍛件資源日漸緊缺，價格飛漲，交貨遠遠不能滿足主機廠的要求。為了加快大型鑄件國產化，突破重型裝備制造業(yè)的瓶頸，避免受制于人，國內特大型鑄件主要制造廠商紛紛開始加快研制的步伐。因此，除原來第一重型集團公司（一重）、第二重型集團公司（二重）等研制單位外，哈電、鞍鋼重型機械集團公司（鞍重）、大連重工重型機械集團公司（大重）及銀川共享鑄鋼公司（共享）在三峽總公司的支持下，自告奮勇，自籌經費，增添裝備，主動承擔起三峽水輪發(fā)電機等特大型鑄件的研制任務。
鞍重在三峽總公司的支持下，沒有伸手要條件，自己承擔澆鑄數百噸重的特大型水輪機鑄件的風險。鞍重先在試制彭水電站水輪機上冠、下環(huán)鑄件成功，取得經驗后，又請專家對三峽水輪機葉輪下環(huán)鑄件鑄造工藝方案進行評審。終于試制成功三峽水輪機葉輪下環(huán)鑄件,并于2007年3月通過鑒定。
哈電承制的三峽左岸23號機轉輪葉片由羅馬尼亞和斯洛文尼亞進口，其中斯洛文尼亞的后三片葉片嚴重脫期達八個月，哈電23號機2008年發(fā)電目標面臨難以實現的困境。因此，哈電緊急制造三件三峽葉片，研制目標及制造技術水平均超過羅馬尼亞和斯洛文尼亞制造的葉片。哈電經過十幾爐精煉鋼水的摸索，完全掌握了超純凈鋼水的冶煉技術。鑄造工藝方法利用哈電已獲得巨型葉片鑄造工藝專利方法進行研制。哈電制造的三件三峽葉片于2007年8月通過鑒定(圖2),成為繼二重、一重后，第三個成功制造三峽葉片的企業(yè)。
大連重工重型機械集團公司及銀川共享鑄鋼公司等在三峽總公司的支持下也已開始試制三峽上冠及葉片鑄件。共享鑄鋼公司試制成功的葉片達到國際先進水平，并于2007年12月通過鑒定（圖3）。
以上實例充分地說明：企業(yè)是技術創(chuàng)新的主體，也是提高裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的需求主體、投資主體和實施主體。
更值得一提的是，2007年12月，三峽右岸工程的一個葉輪在焊接組裝過程中有一件從斯洛文尼亞進口的葉片出現了質量事故，嚴重影響工程進度。哈電緊急采用了剛剛試制成功的葉片進行更換，才確保了工程進度。事故原因現已查明是進口葉片的機械性能沒有達到三峽葉片的技術要求。從以上正、反兩方面的實例，更進一步說明：一定要立足自主創(chuàng)新，絕不能盲目依賴國外。
高校及院所在技術創(chuàng)新中大有可為
重大裝備的設計與制造技術難度很大、涉及多個學科領域，單靠一個企業(yè)自身的力量往往是不夠的，應該在政府的引導、推動下，實現產、學、研之間的緊密聯合，或進一步結成聯盟，共同對重大裝備的共性技術、關鍵技術進行攻關，實現雙贏或多贏。
我們的體會：一是科研要面向國家目標，二是科研要有奉獻精神，三是要為企業(yè)提供科學技術支撐。
科研要面向國家目標
高等工科院校要將《國家中長期科技發(fā)展綱要》中的國家目標，作為科研主攻方向，克服輕視生產實踐，片面重視論文的傾向。
清華大學機械工程系一直以國家目標為科研主攻方向，早在2001年，就協(xié)助二重采用先進的計算機模擬技術，優(yōu)化鑄造工藝，試制成功中國第一件三峽水輪機葉輪葉片，2004年，又以“交鑰匙工程”方式，從鑄造工藝及模擬仿真兩方面，協(xié)助馬鋼重機在十個月內，澆鑄成功18片重200余噸的大型軋鋼機機架鑄件。項目合作期間，機械工程系多名教授、副教授帶領研究生先后多次深入現場。該項目的完成使得“馬鋼雙板軋機工程”提前6個月投產,為馬鋼公司節(jié)省外匯資金約1千萬余元。
科研要有奉獻精神
科學研究是要有奉獻精神的。中國科學院金屬研究所李依依院士領導的課題組和筆者領導的課題組以及沈陽鑄造研究所等單位的專家在一年多的時間
