中国的超级机器.docx
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中国的超级机器.docx
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中国的超级机器
中国的超级机器
世界最大桥式起重机
——大连重工20000吨桥式起重机
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工程总投资:
3.5亿元
工程期限:
2006年——2008年这台2万吨桥式起重机提升高度最高为118米,相当于把250节满载的火车车厢提升到23层高的楼上,横梁长129米,为双箱型梁结构,如果把这台起重机放倒,要一个足球场才能把它装下。
2008年4月18日上午10时,烟台来福士海洋工程有限公司大水坞坞门西侧3号码头彩旗飘扬,世界最大的桥式起重机――命名为"泰山",将自重2万吨的驳船缓缓吊离水面,这标志着2万吨桥式起重机的成功启用。
这是目前世界上起重量最大、跨度最大、起升高度最大的起重设备,也是当今世界技术难度最高的大型起重设备。
2万吨桥式起重机由大连重工·起重集团承制,设备总体高度为118米,主梁跨度为125米;采用高低双梁结构,起升高度分别为113米和83米;这台吊机共有12卷扬机构、整机共48个吊点,每个吊点起重能力为420吨,单根钢丝绳达到了4000米。
最大起升重量达20,160吨,全部创下世界之最。
可以实现同时提升、同时放下,起升速度为每分钟0.2米。
此前,世界上最大的同类起重设备只能起升7000多吨的重量。
大连重工·起重集团先后突破了多吊点起升力矩平衡、多套起升机构同步控制等18项核心技术课题,从和烟台来福士公司签订合同到交钥匙仅用了20个月时间。
烟台来福士海洋工程有限公司在开始建造2万吨桥吊后已经接下了9个半潜式鉆井平台的建造订单,市场情况良好。
在整个2万吨桥式起重机项目工程中,造价8500万元的混凝土基座部分至关重要。
为了保证工程按时保质保量竣工,烟台来福士海洋工程有限公司在全国范围内展开招标。
上百家知名建筑企业参加竞标,通过一番角逐,烟建集团有限公司夺标。
2006年6月29日,2万吨桥式起重机混凝土基座工程正式开工。
2万吨桥式起重机混凝土基座工程共包括四个混凝土基座建设。
两个混凝土基座的地面以上高度为100米,其它两个高度为70米。
混凝土基座地面以下高度为13.8米,基础底板厚度为4米~6米。
整个工程使用商品混凝土量达7000方,钢筋近10000吨。
最值得“自豪”的是,该工程混凝土设计强度为C50,而三峡工程船闸、中央电视台新台址等知名工程的混凝土强度才是C40。
大型海洋石油鉆井平台通常用分段建造法,工人要在30米高空组装上百个设备模块。
有了这台吊机,就可以实现在陆地安装上层模块,一次将其整体吊装到下浮体上。
由此,高空作业、坞内建造时间缩短30%,鉆井平台建造周期平均缩短了半年,实现海洋工程建造工艺的革命。
该设备的成功投产,将改变海洋石油鉆井平台传统建造方式,每一个平台的建造时间可节省100万工时,缩短船舶建造周期30%以上,大大降低了劳动成本,提高了生产效率和施工的安全性,对我国和世界船舶海洋工程建造产业的发展,具有里程碑意义!
世界最大油压机
——中信重工18500吨油压机
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工程总投资:
20亿元以上
工程期限:
2006年——2009年2008年5月22日,中信重工采用10炉冶炼6包合浇的方式一次性组织829.5吨精炼钢水,成功浇铸了毛坯总重达520吨的上横梁。
这件油压机上横梁长11.95米,宽3.8米,高4.59米,毛坯总重达520吨。
这是目前世界上一次组织钢水最多、浇铸吨位最重的特大型铸钢件。
2008年11月18日,随着250吨天车吊起首件116.4吨的基础梁,并稳稳安放到“新重机”10多米深的基坑,世界最大18500吨油压机及750吨?
米锻造操作机安装大幕宣告拉开。
这台油压机是为满足我国能源、交通等领域的特殊要求而建造的。
它将我国最大锻件能力从现在的190吨提高到400吨。
油压机基础梁的成功吊装是世界最大18500吨油压机及750吨?
米锻造操作机安装进程中的一个重要节点,为了这一刻中信重工机械股份有限公司整整奋斗了两年。
在过去的两年中,该公司接连创造了三个奇迹:
一是建起了总面积27000平方米、最大天车550吨的锻造工部厂房;二是万吨油压机十大件陆续一次性浇铸成功;三是18500吨油压机和750吨?
米锻造操作机工程量繁重的基础土建施工顺利完成。
4个月后,中信重工世界最大、最先进的18500吨自由锻造油压机和750吨?
米锻造操作机将在这里拔地而起并进入试车。
打破技术垄断
自从对外宣布计划打造一台世界顶尖的重型自由锻造装备起,中信重工制造的18500吨油压机便引起国内外业界的广泛关注。
首先在制造规格上,18500吨油压机是目前世界上规格最大的一台重型自由锻造装备,因此被誉为“世界自由锻王国的一顶皇冠”。
其次在制造周期上,按照目前的进度,这台设备将刷新业内同类产品的制造时间,将在两年左右的时间内顺利完成。
最后,中信重工机械股份有限公司(原为中信重型机械公司)此次以18500吨油压机为核心设备的“新重机工程”,总投资超过20亿元,全部为企业自筹资金。
长期以来,出于战略考虑,发达国家的大型铸锻件生产制造技术一直对我国实行封锁。
这台举世瞩目的油压机配备有先进的每米750吨操作机,形成高度自动化的锻造装备平台,从而将我国最大锻件能力从现在的190吨提高到400吨,最大钢锭生产能力从目前的360吨提高到600吨,可有效缓解我国航空航天、国防、船舶、电力及机械制造等行业急需大型锻压产品的局面,显著提高我国大型自由锻件的生产能力和水平,使我国大型锻压装备的研制水平位于国际前列,对促进我国重大装备制造业的技术进步和大型锻压装备的产业化,全面提高我国大型装备制造业总体水平具有重大战略意义,打破了极少数发达国家在该领域的技术垄断。
830吨钢水一次浇铸
2008年5月下旬,中信重工在历经数月的精心准备后开始了18500吨油压机核心部件上横梁的浇注工作。
5月22日下午18:
36,中信重工“新重机”工程冶铸工部随着指挥长哨声鸣响,即刻红光四射,钢花奔流,10分钟后,世界最大且唯一的,并且是最先进的自由锻造设备18500吨油压机核心部件上横梁顺利浇注成功,整个厂房内顿时一片欢腾。
这件油压机上横梁长11.95米,宽3.8米,高4.59米,毛坯总重达520吨,需冶炼10炉6包重量达829.5吨的钢水进行合浇。
其重量之巨,各炉钢水温差要求之微,工艺之复杂,合浇之困难,对庞大的系统设施、设备可靠性要求之严,对系统团队的协同配合要求之紧密,在中国铸造史上是绝无仅有的。
这是目前世界上一次组织钢水最多、浇铸吨位最重的特大型铸钢件。
原机械工业部常务副部长、中国机械工业联合会特别顾问陆燕荪,中国铸造协会、中国锻压协会、河南省铸锻工业协会的领导和专家,以及中央电视台、中国工业报、省市电视台等众多媒体记者共同见证了这一历史时刻。
国务院三峡建设委员会三期重大设备制造检查组组长、原机械工业部副部长陆燕荪认为,它的出现从此改变了中国重大、重型装备锻造的局面,必将彻底打破国内重大装备发展的制约瓶颈,必将成为世界重大装备制造业产业一个里程碑及标志性装备。
这位机械工业的著名专家对中信重工总经理任沁新再三说,你们这二十几个亿花得太值了,特别是自筹资金完成这项大工程,更是难能可贵,十分了不起。
作为业内资深专家,他特别称赞了“新重机工程”项目生产工艺流程的高效和科学合理布局。
中信重工以18500吨油压机为核心设备的“新重机工程”项目,主要包括重型冶铸工部、重型锻造工部、重型铸铁工部、重型加工工部、重型热处理工部等。
据介绍,新重机工程包含的主要设备有80吨电弧炉、150吨LFV精炼炉、150吨LF/VOD精炼炉、250/750吨?
米锻造操作机及有关重型起重、加工、热处理设备等,以及18500吨自由锻造设备。
中信重工领导认为,在重型装备制造领域,没有核心装备将永远进入不了世界一流企业行列,为了这一目标,中信重工只有打破常规,从而获得令人难以企及的飞跃发展。
世界上规格最大、技术领先
18500吨油压机的相关数据:
该油压机地上高度20米,地下深度7.5米,可移动工作台达5.4×13米,最大镦粗力18500吨,整机重达4000多吨,目前在世界范围内无论是规格还是技术,该油压机都是惟一的,投产后将使中信重工站在世界自由锻造的巅峰。
被锻造行业誉为“世界自由锻造王国的一顶皇冠”。
在总体结构上18500吨自由锻造油压机首次采用最新的三梁、两柱、上传动、预应力框架式结构,并在关键的立柱上突破常规圆形四立柱设计,首次采用两个大矩形立柱,使主机的整体性、抗弯性、稳固性达到最佳。
加上采用精确的导向和控制系统,完全可以保证两个工作砧子之间完美的同心度和平行度,实现精确锻造。
该机一改常规的圆柱形四立柱设计方案,采用两个大型矩形立柱和预应力机架,使主机整体性达到最好,大大增强了整机的抗弯性和稳固性,并为精确锻造奠定了基础,加上采用精确的导向系统,保证了两个工作砧子之间完美的同心度和平行度。
同时,采用3/2工作油缸设计理念,将三个直径达1.4米的工作油缸配置成可调节选择的3个压力范围,从而保证了对不同锻件的良好适应性,并比传统设计节能30%左右。
由于压力可调节,该机在2缸运行时锻造速度每分钟最高达66次,工作效率是同规格普通水压机的3倍。
该机采用可视化计算机操作控制台,当砧具红热时可遥控快速更换,可以说在自动化控制技术上也达到了世界顶级水平,使整机工作效率和自动化程度达到世界最高。
该油压机将配置世界上最先进的750吨?
米锻造操作机,并联动形成一个高度自动化的重型、特大自由锻造装备平台,成为世界自由锻造行业的一道壮观风景。
中信重工
中信重工机械股份有限公司(原洛阳矿山机器厂),是我国第一个五年计划期间兴建的156项重点工程之一,著名物理学家钱伟长曾担任公司技术顾问,公司第一任厂长纪登奎曾任国务院副总理,焦裕禄同志曾在公司担任一金工车间主任。
1993年并入中信集团,更名为中信重型机械公司。
2008年元月,改制为中信重工机械股份有限公司。
历经半个世纪的建设与发展,目前已成为中国最大的矿山机械制造企业、中国最大的重型机械制造企业之一,是中国低速重载齿轮加工基地,中南地区铸锻和热处理中心,国家级理化检验认可单位和国家一级计量企业。
公司通过ISO9001:
2000质量体系认证、ISO14001:
2004环境管理体系认证和GB/T28001-2001职业健康安全管理体系认证。
拥有甲级工程设计院,即洛阳矿山机械工程设计研究院,是国内最大的矿山机械综合性技术开发研究机构。
经过50多年的发展,公司服务领域已从单一的矿山机械产品,扩展到煤炭、建材、冶金、有色、电力、化工、环保、(军工)等行业,产品遍及国内各地,远销欧、美、亚、非等国际市场。
众多科研成果填补国内空白,达到国际先进水平。
被誉为“中国工业的脊梁,重大装备的摇篮”。
2005年以来,公司进入中国制造业500强,公司技术中心列全国332家国家级技术中心第34位,重机行业位居第一;入选中国企业信息化建设500强。
公司LK牌大型球磨机、大型减速机、大型辊压机、大型水泥回转窑四项产品荣获中国名牌称号,名牌数量列行业第一。
2006年,人大常委会委员长吴邦国、国务院总理温家宝、副总理曾培炎分别莅临我公司视察,给予高度评价并对公司发展寄予厚望。
2008年被国家确定为创新型试点企业。
世界最大数控卧式车床
——武重DL250型5米数控重型卧式车床
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工程总投资:
1亿元以上
工程期限:
2006年——2008年2006年9月,武汉重型机床集团有限公司与中国二重集团签订一台国际最大的DL250数控五米超重型卧车供货合同。
DL250数控五米超重型卧车广泛应用于水电、核电、造船、航天、军工等行业,加工如轧辊、汽轮机转子及围带、发电机及水轮机主轴、机器主轴、重型曲轴、卷扬机及船舶绳筒等。
这台具有完全自主知识产权的重大国产化装备,是迄今为止世界上最大规格的超重型数控卧式车床,其最大回转直径、承重、双刀架双方式组控制方式、镗杆纵向运动采用数控龙门轴控制等多项技术都将创造世界第一。
这台DL250型数控卧式机床,床身长50多米,最大直径为5米,总重量1450吨,其零部件加工的承重量可达500吨,最大加工长度20米,过刀架最大加工直径4.5米,总切削力350KN,主电机功率284KW,堪称当今全球最大规格的超重型数控车床。
同时,这台超重型机床的加工精度为0.006毫米,约为头发丝的十分之一。
可加工锥面、曲面、台阶轴、槽及螺纹。
配置不同附件,还能铣削、磨削、镗孔,广泛用于水电、核电、造船、航天、军工等行业。
武重集团的科技人员采用国际先进标准,通过一年多时间的自主创新和研发攻关,以多项核心技术和先进技术指标再创业绩。
此前,国内外生产的超重型卧式机床的承重量一般在300吨以下。
这项高科技产品即将投入我国的水轮机主轴、燃机、核电转子等重点工程建设项目,主要用于大型核心部件的生产加工,它对提高我国能源发电行业和远洋船舶制造工业的整体水平,将产生重大影响。
世界最大薄膜式LNG船
——海上超级冷冻车
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工程总投资:
11亿元以上
工程期限:
2006年——2009年LNG船是专门用于运送液化天然气的专业船只,这艘LNG船一次可以运送14万吨体积被压缩了620倍的天然气,这些天然气解压后体积可达9000万立方米,足够上海市民使用一个月。
2008年4月3日,我国第一艘液化天然气(LNG)船“大鹏昊”在上海顺利交付船东,这是沪东中华造船(集团)有限公司建造的世界上最大的薄膜型LNG船。
“大鹏昊”于2004年12月15日开工建造,长292米、船宽43.35米、航速19.5节,装载量为14.7万立方米,是世界上最大的薄膜型LNG船,比波音飞机还贵,身价高达1.6亿美元。
该船采用保温瓶原理,货舱设计了半米厚的隔热“内胆”,其中两层绝缘箱内藏珍珠岩,有效阻隔热量传递;最关键的内壁使用殷瓦合金钢板,0.7毫米的厚度薄如一张牛皮纸,全船焊缝就长达100多公里,而且要做到“天衣无缝”;船上各种部件能实现40年抗疲劳工作,跻身全球“长寿”巨轮行列。
“大鹏昊”已于2008年5月2日满载65000吨LNG,顺利抵达广东液化天然气有限公司秤头角接受站,圆满完成了从澳大利亚—中国之间2700英里的LNG运输航线上的首航任务。
途中,“大鹏昊”经受了多种海况考验,各项性能指标和建造质量均受到好评。
2008年7月10日,我国第二艘液化天然气(LNG)船“大鹏月”在上海顺利交付船东,这条船的船坞周期仅为160天,比首制船缩短近一个月,码头周期比首制船缩短66天,总建造周期比首制船缩短126天。
LNG船是指将LNG从液化厂运往接收站的专用船舶,是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品,LNG船是在162摄氏度(-162)低温下运输液化气的专用船舶,是一种“海上超级冷冻车”,被喻为世界造船“皇冠上的明珠”,目前只有美国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的13家船厂能够建造。
内壁厚度0.7毫米温度控制零下163℃
把天然气“压”成液态,体积可缩小到六百分之一,但温度要控制在零下163℃,这谈何容易!
我国首制LNG船采用保温瓶原理,为货舱设计了半米厚的隔热“内胆”。
其中两层绝缘箱内藏珍珠岩,有效阻隔热量传递。
最关键的内壁使用殷瓦合金钢板,0.7毫米的厚度薄如一张牛皮纸,由此带来许多技术难题。
由于钢壁太薄,必须一小块一小块拼接,全船焊缝就长达100多公里,而且要做到“天衣无缝”。
工人在焊接时不能打一个喷嚏,还不能有一滴汗水沾上“钢衣”,否则保温内壁就有可能出现纰漏。
此外,在长达两个半“马拉松”路程的焊缝周边,设置了3000多个低温报警装置。
一次航行起码要十多天的液化天然气船,最担心藏品外溢或汽化,憋了“一肚子气”的巨轮无疑成了重磅炸弹。
但在航行中,液态天然气出现汽化在所难免,硬堵不如疏导,把汽化的天然气作为动力来源驱动巨轮行驶,但每天蒸发率必须在0.15%以下。
身价高达1.6亿美元的LNG船,比一架波音747客机还贵,也是中国唯一不喝柴油的“绿色”巨轮。
长寿巨轮需建三年失之毫厘罚款百万
最昂贵的定价,就有最苛严的要求,国产首艘LNG船也不例外。
首先,各种部件能实现40年抗疲劳工作,跻身全球“长寿”巨轮行列。
其次,建造、总装周期只有38个月,巨轮远航后,吃水深度每出现1厘米的误差,就要罚款100万美元。
韩国目前是全球LNG船建造设备能力和实际建造能力最强的国家,他的LNG船的核心技术来源于法国GTT公司,因此每建造一艘LNG船,韩国船厂就要向GTT公司支付约为1000万美元的专利使用费。
因此韩国政府和船企决心联手合作,攻破技术难关,开发属于韩国自己的LNG船关键技术。
日本从1971年买进技术到1981年造出第一艘船花了10年时间。
目前世界液化天然气船的储罐系统有自撑式和薄膜式两种。
自撑式有A型和B型两种,A型为菱形或称为IHISPB,B型为球形。
LNG船的储罐是独立于船体的特殊构造。
在该船舶的设计中,考虑的主要因素是能适应低温介质的材料,对易挥发或易燃物的处理。
船舶尺寸通常受到港口码头和接收站条件的限制。
目前12.5万立方米是最常用的尺寸,在建造船舶中最大的尺寸已达到20万立方米。
LNG船的使用寿命一般为40~45年。
从总体上看薄膜型LNG船在船型性能方面要优于MOSS型,但MOSS型具有货物装载限制较少等使用操作上的优点,而且,在早期的LNG海运中,MOSS型船占有较大优势。
中国LNG建造计划
船名总长型宽货物总容积(在-163℃)船速预计交船时间
大鹏昊292米43.35米147210立方米19.5节2007年四季度
大鹏月292米43.35米147210立方米19.5节2008年二季度
闽榕292米43.35米147210立方米19.5节2008年四季度
闽鹭292米43.35米147210立方米19.5节2009年二季度
大鹏星292米43.35米147210立方米19.5节2009年三季度
中日韩是世界三大造船国,日韩长期把持世界造船市场,而近几年中国造船业呈现爆发性增长态势,对日韩形成了巨大的竞争压力,日韩企业为了延缓中国对高端船舶订单的冲击,采用将大量低端船舶转移到中国生产的策略,企图以此压制中国船企的成长空间。
不过目前看来此举并未见效,中国沿海地区众多的民营船企吸收了大量低端船舶订单,而大型国有造船企业继续在向高端船舶及海上装备发起冲击,众多高端船舶订单也正在逐步向中国转移。
世界最大模锻液压机
——三台齐造,10万吨级航空工业关键设备
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工程总投资:
40亿元以上
工程期限:
2008年——2012年中国目前最大的30000吨级模锻液压机,位于重庆市西南铝业集团有限公司,于1971年制造。
稍有机械制造知识的人都知道,大型模锻液压机是机械制造业不可或缺的重要装备,也是一个国家科技水平、综合国力的重要标志,更是维护国家安全的战略装备。
大型模锻液压机是发展航空、航天工业必不可少的装备外,其他重要工业部门也需要大型锻件,如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件,以及其他类型民用品模锻件的生产,都离不开大压机。
国产10万吨级锻压机落户苏州昆山
2008年10月16日下午,与中国大飞机工程配套的大型模锻液压机项目——苏州昆仑先进制造技术装备有限公司正式落户江苏昆山周市镇。
该公司将联合清华大学等机构,整合各方资源,设计制造世界最大的10万吨大型模锻液压机,这一项目将改变世界航天航空业大型锻件生产格局。
据了解,苏州昆仑先进制造技术装备有限公司由市国科创投、爱博创投、启迪科技和清华大学颜永年教授等发起设立。
清华大学机械工程系长期从事装备制造技术研发,经过30多年的努力,以颜永年教授为带头人的研发团队,在大型模锻液压机的整体结构和技术方面取得了重大突破,研究成功了具有自主知识产权的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术,已达到国际先进水平。
苏州昆仑先进制造技术装备有限公司将采用颜永年教授上述核心技术,从事重型机械装备的设计与制造。
到目前为止,世界范围内拥有4万吨级以上模锻液压机生产能力的国家只有美、俄、法3国。
颜永年教授研发的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术,不仅是重型机械装备包括大型模锻液压机的核心技术,应用该项技术还成功设计了国家大型飞机自主研制所急需的8万吨模锻液压机等重大装备,使我国成为第四个具备4万吨级以上模锻压机生产能力的国家。
在昆山建设实施的10万吨大型模锻液压机项目,将是世界最大的模锻液压机,将极大提升我国航空关键零部件的制造能力,使我国大型航空锻件的生产水平得到质的提升,并将改变世界航空大型锻件生产格局。
2007年3月,我国宣布启动大飞机工程。
据统计,一个常规的飞机项目可直接带动600家企业的发展,间接带动2500余家企业发展。
苏州昆仑公司实施的10万吨大型模锻液压机,是大飞机项目成型制造起落架等关键部件的制造设备,将为周市镇打造先进装备制造业产业基地,引进航空、航天工业产业链上的其他企业奠定坚实基础。
目前中国已经开工上马的8万吨以上级模锻压机至少有3台,分别位于昆山、阎良、德阳,可分别配合上海、西安、成都等地的航空航天产业。
这标志中国装备制造业整体水平进一步提升,实现了中国锻造产品从高端产品向世界顶级产品的跨越,关键大型锻件受制于外国的时代彻底结束,成为中国国民经济特别是装备制造业和维护国家安全不可缺少的重要战略装备。
更令人震惊的是,清华大学已经研发出16万吨模锻液压机,只因目前我国制造业尚不需要如此之大的模锻液压机,一旦国家需要,即可出图制造。
16万吨是俄罗斯7.5万吨压机的2倍多,是美国4.5万吨的3.5倍多。
惊人的数字,中国必将成为世界锻压业新的霸主。
黑龙江省齐齐哈尔市中国第一重型机械集团于2006年底建造出15000级自由锻造液压机。
大型航空模锻液压机
现代飞机制造中,轻金属(主要是钛合金)的使用比例越来越高。
只有更多地使用轻金属,飞机的性能才能不断得到提高。
但是,像钛合金这样的轻金属,其变形时需要很高的单位压强。
要生产轻金属模锻件,就必须大幅增加压力机的工作压力。
除航空、航天工业外,其他重要工业部门也需要大型锻件。
如燃气轮
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