中国一重1.5万吨水压机研制始末思维导图

文/本刊记者朱娅琼特邀通讯员韩志斌

走进素有“国宝”之称的中国第一重型机械集团（以下简称一重），一座20多米高的“钢铁巨人”令人印象深刻。这就是中国一重自行设计、制造和安装的中国首台1.5万吨水压机。

中国一重总经理吴生富告诉《中国投资》，这台拥有完全自主知识产权的1.5万吨水压机，历经4年的艰苦攻关才终于成功面世。2006年12月30日，当它一次热负荷试车成功，标志着中国重型锻造设备的设计制造水平已跨入国际领先行列，同时也标志着中国已具备自主生产高端大型锻造机械的能力。

历史性抉择

偶然与必然的交点，就是历史车轮的轨迹。

时任副总经理的吴生富坚持认为，“如果老水压机再出现新的、甚至无法修复的恶性故障，那么不仅对本企业来说是灾难性的，而且也将影响国家的一些重点工程的建设进度。为了企业将来做大做强，求得更大更长远的发展，研制一台新的、更大吨位的水压机势在必行！”

经过中国一重领导班子和各部门技术专家的激烈讨论之后，王计总经理拍板决定：一、向国务院和国家发改委递交书面报告，一重研制13000吨自由锻造水压机申请立项；二、吴生富副总经理任新万吨水压机总设计师，立即组建设计攻关组；三、马克副总经理带领专家组到国内、国外考察，了解掌握当今万吨水压机的相关信息。

吴邦国批示道：“一重是我国装备制造业的重点企业，万吨水压机是一重的关键设备。请经贸委支持一重万吨水压机改造，尽早列入改造计划。”并表示相信，重建万吨水压机是提升我国综合国力的需要，一重也完全有能力自主创新、自行研制一台具有当代国际先进水平的万吨水压机。

突破式设计

“究竟要设计一个什么样的水压机呢？”这个问题在总设计师吴生富的脑海里，已然盘旋许久。

原先定位在13000吨的水压机，比照老水压机已前进了一大步，但它对400吨以上的大锻件却还是难以“吞咽”。当时俄罗斯、罗马尼亚的15000吨水压机已成为世界上什么样的大锻件都可以“通吃”的“巨无霸”，如果我们能拥有这样的“巨无霸”，就会为将来把中国一重打造成为世界最大的铸锻钢基地夯实牢牢的基础。

集团公司领导班子很快批准了吴生富的建议：将研制的新水压机升级为15000吨。

为了迎接这个极为严峻的挑战，中国一重各方力量开始全马力运转：

设计院锻压部主任设计师宋清玉，对于15000吨水压机项目从最初的方案设计到图纸全部入库的过程功不可没；

水压系统可谓水压机的血液，是推动水压机运行的源动力。15000吨水压机水压系统设计水准的高低，将直接影响到水压机的动力和控制精度。这一设计重任落到了设计院流体部副部长张景胜的肩上

在众多专家的通力配合下，2003年7月，15000吨水压机总体设计方案和主机结构终于出台了。这个设计方案，体现出吴生富“立足在打造世界最大铸锻钢生产基地的大背景下”和“世界最大、精度最高、技术最先进并50年不落后”的全新设计理念，跨上了世界同类产品的设计巅峰。

记者了解到，该设计已有4项创新展现在世人面前：开发出了全预应力组合框架的主机结构，代替了三梁四柱历久不变的传统结构；研究出了平面可调间隙导轨，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；以水压机比例控制系统和PLC控制系统为核心的新的水压机控制系统，代替了多年沿用的传统手动操作系统。

艰险的制造

制造这样一台巨型水压机，在当时史无前例，其艰巨性非常人所能想象。

“这是对中国一重整体协同配合能力的巨大考验和提升”，中国一重技术中心副主任于兆卿告诉《中国投资》。

于兆卿告诉记者：15000吨水压机的重要部件“三梁四柱”将要全部采用铸钢件，而活动横梁等3大梁不仅超大超重，结构也属非常复杂的箱体类铸件。在铸造过程中，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。

实际上，中国一重人集思广益，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。

在15000吨水压机的结构组成中，活动横梁是最难造型、最难浇注、最难加工的部件。为了这个大家伙，一重人可谓煞费苦心。

要解决铸造过程中盖箱的问题。由于活动横梁自身的因素，传统的做法很难保证所有的排气管都畅通，弄不好就是一个大祸患。老工人王允兴经过几天的反复思量，提出了将上箱“化整为零”的方法，成功解决了这个问题。

活动横梁还是加工中最难啃的“骨头”，加工如此大体积的活件还真是头一次。活动横梁上需要加工的除了十几个圆孔，还有4个方形立柱孔，精度要求在0.5—0.1毫米之间。中国一重的机加尖子、镗工名将连守杰顶住巨大压力，圆满完成了任务。

除了活动横梁外，四根立柱也是重头戏。它们是15000吨水压机的“骨骼”，其健壮与否，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，最终决定采用目前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。吴生富总经理牵头成立了攻关小组，对主拉杆的锻造工艺进行研究。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”。

划时代亮相

随着基础粱、立柱、主拉杆等大件的装配，水压机挺拔的身姿逐步展现出来。10月3日，15000吨水压机迎来了它最重要的日子——安装上横梁。在震天的鞭炮声中，上横梁稳稳地、准确无误地安装在了水压机的顶端。

看着南北相望、一新一旧的两台水压机，吴生富心潮澎湃。在15000吨水压机研制过程中，决策的果断、信念的坚定、设计的艰辛、制造的艰难、安装的困苦，就像一轴画卷缓缓铺开，所有笔墨都是一重人智慧、勇气、心血的结晶。

国家发展改革委副主任、国务院振兴东北办公室主任张国宝在热负荷试车仪式上宣读了时任中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎的贺信。贺信中说：“15000吨水压机成功试车和投产，是我国1958年研制成功万吨水压机之后又一重大装备成果，将为生产大型锻件提供重要的硬件条件，极大提升电力、冶金、石化、船舶行业设备制造水平，对加快振兴重大装备制造业具有重大意义。”

吴生富告诉《中国投资》：“身为一重人，我为自己一生能够遇到这样的机遇而庆幸！可以这样讲，因为15000吨水压机的诞生，中国一重从此在自主创新、可持续发展的道路上走得更快、更好；国内核电、水电等急需的大型锻件严重受制于国外的局面因此得到了改观。”

一年多以来，15000吨水压机已经锻造了百万千瓦级核电站的核岛关键部件等大型、超大型锻件，立下了汗马功劳。目前，中国一重正在全力打造世界最大的铸锻钢生产基地，这尊风华正茂的“钢铁巨人”，将成为中国一重进军国际的神兵利器。