时间:2024-07-28
张维新,刘存德
(1.中国重型机械工业协会,北京 100036;2.中国重型机械研究院有限公司,陕西 西安 710032)
“十二五”期间,我国重型机械行业发展主导思想是以国家中长期发展规划和相关产业“十二五”发展规划为指导,以国际一流重工企业为目标,重型机械制造业走新型工业化道路,以信息化促进工业化,用高新技术和先进适用技术改造传统产业;着力培育发展战略性新兴产业,促进形成新的竞争优势和经济增长点;着力加强自主创新,加快形成自主技术、标准和品牌;着力推进企业兼并重组,提高综合竞争能力;依托国家重点建设工程,开展重大技术装备自主化工作,以满足国家经济建设和国防安全的要求。切实提高重型机械行业质量和效益,促进重型机械装备制造业由大变强。
(1)重型机械行业发展经济指标如表1所示。从2011年到2015年工业总产值和销售产值的平均增长率为16%,利润总额的平均增长率为20%。
(2)突出抓好国家科技重大专项,努力突破产业核心技术和关键技术,带动产业转型和技术升级。一般装备基本实现自主化,重大技术装备自主化率达95%左右。
(3)把推进企业兼并重组作为结构调整的主攻方向。支持企业以资产为纽带,通过并购、联合、控股参股等多种形式实施兼并重组,积极推进企业实施跨区域、跨所有制、跨行业的兼并重组,提高产业集中度,培育形成具有设备成套、工程总承包、国际贸易、投融资能力的大型企业集团,培育发展具有国际竞争力的龙头骨干企业。
(4)把技术改造和推进“两化融合”作为提升产业整体素质的长期任务。围绕结构调整和发展方式转变,加快运用高新技术改造提升传统装备制造业,引导企业加大技改投入,推进信息化和工业化融合,不断增强产业整体素质。企业要围绕工业产品研发设计、生产过程控制、企业管理、市场营销、人力资源开发、新型产业培育、企业技术改造等七个环节,加大信息技术应用力度,提升自动化、智能化和管理现代化水平,提高企业产品质量和附加值。
(5)增强自主创新能力。在关键工艺技术装备、节能减排技术装备以及高端机械产品研发、制造和应用方面取得突破,推动产业技术升级,提高产品质量,优化品种结构。科技重大专项取得重大阶段性成果,掌握一批重点领域的核心技术,形成一批具有自主知识产权的国际知名品牌,增强全行业创新能力。
(6)重型机械行业的自主创新、研发基地建设要在已有基础上大力推进,形成真正能力,发挥显著成效。
(7)提高质量和效益。全行业平均增加值10%~15%,绿色制造技术得到普遍应用,工业增加值单位能耗物耗降低15%,污染物排放降低20%;使重点骨干企业装备智能化、装备生产柔性化水平大幅度提升。
加强政府政策引导,充分利用产业调整振兴时机,重点建设工程所形成的市场需求,加快推进装备自主化,保障工程需要,带动产业发展。以重点建设工程带动和加快装备自主化,促进产业发展。
支持企业引进消化吸收再创新,逐步改变依赖引进的企业行为;通过加大技术改造投入,增强企业自主创新能力,提高开发水平,着力培育自主品牌,加快产品升级换代。培育企业原始创新能力、集成创新和引进消化吸收再创新能力,着力突破制约产业转型升级的关键技术,提高重型机械装备开发、设计、系统集成与加工制造水平。
坚持提高成套设备工艺与自动控制技术水平,努力实现重大成套技术装备自主化,大幅度提高基础配套件技术水平和基础工艺水平及自动控制,扭转工艺技术、自动控制技术和关键基础配套件主要依赖进口的局面。
坚持充分利用两个市场,以满足国内市场需求为主,鼓励直接出口,扩大间接出口,抓住机遇,积极实施“走出去”战略。
支持装备制造骨干企业通过兼并重组发展大型综合性企业集团,通过行业间“兼并重组”增强集中度,合理配置资源、完善产品结构,增强市场竞争力。鼓励大型重点主机生产企业由单机制造为主向系统集成为主转变。引导民营资本和外资投向破碎筛分机械、煤炭综采设备、人造板设备、大型装卸输送机械、自动化立体仓储设备、机械式立体停车设备、专用起重机械设备等特色产品生产基地。发展一批高起点、大规模、专业化企业。
立足重机,跨越重机,实现重机企业产品结构和产业结构重大调整,加快产业结构优化升级。不断拓展服务领域,在巩固提高施工机械、风力发电设备的基础上,向海洋工程、海水淡化、地热利用、环保等领域开拓,实现产品和服务多元化。
完善热连轧工艺及控制技术,实现自主集成热连轧机生产线;完善冷连轧机轧制工艺及控制技术,实现自主集成酸轧联合机组。
重点研究开发以熔融还原和资源优化利用为基础,集产品制造、能源转换和社会废弃物再资源化三大功能于一体的新一代可循环钢铁流程,作为循环经济的典型示范。开发二次资源循环利用技术,冶金过程煤气发电和低热值蒸汽梯级利用技术,高效率、低成本洁净钢生产技术,非粘连煤炼焦技术,大型高品质板材连铸机、连轧机组的集成设计、制造和系统耦合技术等,实现集成短流程连铸连轧生产线。
发展和完善轧辊产品系列,形成产业化生产能力;集成大H型钢轧制生产线。
以大型宽厚板坯连铸机、彩色涂层钢板生产设备等为重点,推进大型冶金成套设备自主化。
加快汽车曲轴锻造生产线和汽车冲压生产线设备升级换代。发展和完善800~5000 t汽车结构件冲压、精锻、精整生产线、机械压力机、大型锻压机、模具研配压床、大型三辊卷板机和年处理能力30万t的废钢破碎生产线。
加强对重型容器的材料研究和工艺改进;掌握千吨级加氢反应器设备的设计技术;掌握大型气化炉设备的设计技术;完善大型换热器技术及工艺,为千万吨级炼油、百万吨级大型乙烯提供大型压力容器和大型换热器。
全系列船用大功率低速柴油机半组合曲轴,船用舵系、轴系总成装置。
发展和完善铜带、铝带热轧机、冷轧机;粗、精轧箔材轧机和精整设备。镁板轧机、225MN铝合金挤压机研制。实现高精度轧机、大断面及复杂截面挤压机国产化。
结合航空、航天发展需要的大型关键技术装备,重点做好大型数控成形冲压生产线设备和重型锻压设备。系统掌握多工位压力机和全自动冲压生产线工艺技术和集成技术,大力发展压力机系列产品,形成专业化、系列化生产能力。
大力开发5 MW以上风电机组设备和核心部件以及海上潮间带地区风电设备安装的特种起重机和工程机械。
重点为推进AP1000设备的自主化、进一步满足70万kW以上水电设备、大型抽水蓄能机组、冲击式气轮机、水泵式气轮机、火电百万千瓦级超临界/超超临界设备、大型燃气机组以及垃圾焚烧发电设备等关键大型铸锻件;核电PMC燃料装卸与贮运系统、满足核电大型换热器需求的100~400 MN成型板压机;第三代核电站用专用环形起重机等设备发展。
大力发展新型采掘、大型提升、洗选设备,重点实现钻机、掘进机、电牵引采煤机、液压支架、大型矿用电动轮自卸车、大型露天矿用挖掘机、破碎站、排土机、胶带输送机等设备的自主设计制造。
提供大口径的直缝焊管机组,包括开卷、剪切、成型、精整、定径等成套设备。
提供大型有色金属挤压机和机车轮对、车辆齿轮箱、铁路钢轨、辙叉矫直机系列化产品。
提供余热利用的干法水泥装备和秸秆人造板成套设备。重点发展:
(1)年产5~10万m3多层和单层大幅面热压秸秆中密度板和刨花板成套设备;新型特殊刨花板、定向(OSB、OSSB)刨花板成套设备;天然自生胶合竹木中密度纤维板成套设备;年产10~20万m3以上规模连续热压生产线成套设备。
(2)新型节能环保的大型干法水泥成套设备。重点发展的产品品种及规格是日产10 000 t及日产12 000 t以上绿色水泥生产线成套设备,主要包括熟料回转窑、原料立磨、大型辊压机等,以及纯低温余热发电成套设备。
(1)提供大型隧道全断面岩石掘进机、盾构机;提供成套土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机和岩石掘进机的集成化设计和制造配套能力。架桥机;行李和货物高速分拣系统;大型斗轮堆取料机、翻车机、装卸船机、带式输送机、轮胎式起重机、大型集装箱成套设备等为重点的港口机械。
大力发展污水污泥处理设备;除尘设备、脱硝脱硫设备、余热余气循环再利用设备;环保型散状物料储运系统及装备;城市垃圾发酵处理系统,水泥窑消纳城市垃圾技术。
我国钢铁工业将进入一个全新的发展阶段,这对冶金装备提出了新课题和新要求。开展新一代可循环钢铁生产流程工艺装备技术研究,实现关键技术领域的重大突破具有重要意义。冶金机械行业科技发展主要任务内容:
(1)新一代可循环钢铁生产流程所需关键技术装备的研发;
(2)金属材料精深加工关键技术装备开发研制;
(3)连铸、连轧机在线检测装置及自动控制系统自主化;
(4)大型轧机用轧辊及关键零部件自主化;
(5)太阳能电池多晶硅材料冶金法精炼提纯技术及装备开发研制;
(6)信息技术在冶金重型机械制造业中的应用研究。
(7)自主化目标:力争在关键工艺技术、节能减排技术以及高端产品研发、生产和应用技术等方面取得新突破。到“十二五”末,大型装备本地化率将达95%左右。
以煤矿、大型金属矿和非金属矿建设为依托,以国家重大基础工程和重大技术装备成套项目为重点,立足自身技术素质的提高,加强自主创新能力,力争在“十二五”或再长些时间,实现我国成为矿山机械制造强国的战略目标。为在2020年前我国进入新型工业化道路奠定基础。
4.2.1 行业科技发展主要方向
(1)2 000万t/a级以上大型露天矿山成套设备及关键技术研究;
(2)1 000万t/a级综采成套设备及400万t/a级无轨开采成套设备及关键技术研究;
(3)800~1 000万t/a级大型洗煤厂成套设备及关键技术研究;
(4)800~1 000万t/a级大型选矿厂成套设备及关键技术研究;
(5)全断面岩石掘进机研制及关键技术研究;
(6)矿山石材开采加工处理成套设备及关键技术研究;
(7)矿山机械标准化技术发展规划;
(8)矿山机械检测与测试技术发展规划。
4.2.2 自主创新科技开发项目建议
(1)开发自移式粗碎机组与中碎机组并行发展的大型露天矿用破碎站,大型顶堆侧取式圆形堆取料机;
(2)0.8~1.3 m薄煤层工作面高效智能化采煤成套技术与装备开发;
(3)4.5 m以下厚煤层年产千万t级高效自动化采掘成套技术与装备开发;
(4)开发特厚煤层高效高可靠性电牵引采煤机。开采高度达到7 m以上,总装机功率3 000 kW以上,单摇臂截割功率1 200 kW以上,牵引功率2×200 kW,牵引速度15/30 m/min;
(5)年产千万吨级以上规模大型选矿厂用Φ9 m以上规格的半自磨机、Φ6.7 m以上规格超大型球磨机以及粉磨成套设备开发;
(6)开发年产600~1 000万t矿井配套所需的Φ5.5 m×6 m、Φ6 m×4 m以及Φ7 m×4 m的大型和特大型多绳摩擦式矿井提升机;
(7)开发Φ6 m单绳缠绕式矿井提升机和千m深井提升机,配套开发年产千万t级以上规模大型选矿厂用磁选、浮选、重选、脱水、浓缩等成套设备等;
(8)开发出世界上最大的滤盘直径Φ10 m,过滤面积500 m2的特大型金属矿、煤矿尾矿用盘式过滤机;
(9)开发Φ12~Φ13 m的大型动力头钻机,实现大型钻井法井筒施工成套设备的国产化;
(10)研发褐煤提质技术,重点开发5 000~10 000 t/h双齿辊破碎站,进行25 t/h高压成型机的制造工艺研究。
4.2.3 行业科技发展主要目标
(1)在上述矿山开采规模下,其总体技术水平与装备能力达到国际同类装备的先进水平;
(2)实现核心技术和系统集成能力的自主创新,具有完全自主知识产权;
(3)基本实现成套设备的自主化生产。
根据我国基础产业的发展和对相应装备市场需求的分析,本着重点项目不但要有市场前景、更重要的是该项目的完成必将会推动整个产业技术的进步和产业升级的原则。物料搬运装备重点科技攻关及开发项目建议如下:
(1)轻量化节能型起重机械技术研究与应用;
(2)起重机械全寿命周期设计共性关键技术与安全评估方法研究;
(3)大型连续搬运机械本质安全设计体系研究;
(4)环保型散状物料储运系统及装备;
(5)大型港口散料装卸系统关键设备;
(6)特大型斗轮堆取料机关键技术装备研制;
(7)铁路敞车重型翻车机关键技术装备研制;
(8)环保高效集装箱全自动化码头装卸系统及设备;
(9)核电PMC燃料装卸与贮运系统;
(10)第三代核电站用环形起重机;
(11)海上风电设备安装特种起重机;
(12)公路、丘岭风电专用起重机运输设备;
(13)大型热加工起重搬运设备;
(14)全自动超大型铸造起重机;
(15)炼钢连铸线工艺及起重搬运设备成套化、信息化及智能化;
(16)长距离大运量越野带式输送机;
(17)大型排土机;
(18)圆形料场预匀化处理设备;
(19)物流技术装备集成系统;
(20)高速大运量客运索道技术研究;
4.4.1 能源装备核心大件关键成形设备开发研制
所谓能源装备核心大件专指大锻件、大直径厚壁管、大口径阀体、大型环形件与法兰等特殊零件。这些零件成形生产所用的关键专用成形设备、辅机及其相关传控技术有:
(1)450 MN立式钢管挤压机组;
(2)200 MN以上多向模锻与预锻机组;(3)Φ7 m环形件径轴向数控辗压机;
(4)45/50 MN正弦泵控快锻压机及其传动系统;
(5)35/40-100/120 MN系列大型快锻机组。
(6)开发450/500 MN、80/100 MN大型模锻压机;
(7)开发100~400 MN成型板压机;
(8)1000/2500~2500/6300 kN·m全液压锻造操作机。
4.4.2 大型关键成形设备开发研制
我国目前正处于大力推进飞机、高铁、船舶、汽车等运载装备设计制造自主化时期,要求整体优质锻件性能更优、制造成本更低、铝型材、排材使用性能更好。更新和扩大加工设备的生产能力和装机水平,对此起着重要作用。重型机械行业为此将研制重型模锻、挤压等代表国家综合实力的成形技术与装备:
(1)800 MN大型模锻液压机设计、制造、应用关键技术与装备研制;
(2)200 MN难变形合金挤压设备关键技术与装备研制;
(3)225 MN工业铝型材挤压生产线关键技术与装备研制;
(4)25 000 kN闭式四点伺服压力机关键技术与装备研制;
(5)80 MN数控电动螺旋压力机关键技术与装备研制;
4.5.1 “十二五”大型铸锻件产业发展的总体目标
振兴大型铸锻件行业,提高我国大型铸锻件行业的创新能力,提高大型铸锻件产品的技术水平和成套能力,提高生产技术水平和装备现代化,提高大型铸锻件生产的集约化生产程度和管理水平。
通过对核电核岛大型铸锻件、大型火电及核电常规岛大型铸锻件、大型模锻件、冶金设备大型铸锻件、其它大型铸锻件与基础研究等五类大型铸锻件关键技术的自主研发;针对特大型双真空钢锭的冶铸技术、特大型钢锭的高纯净度和均质性技术、超低碳不锈钢电渣锭重熔技术、特大型直径锻件锻透压实技术、特大不锈钢锻件锻造技术、特大特厚及结构复杂锻件的锻透与成形技术、马氏体不锈钢的性能热处理技术等方面进行研究;突破AP1000核电成套设备、1000 MW汽轮机超临界超超临界机组、大型船用曲轴、5 000 mm特大型支承辊及大型航空航天整体模锻件等大型铸锻件制造技术。实现大型铸锻件制造技术的提升,增强行业的国际竞争能力。
4.5.2 “十二五”期间拟自主创新攻关项目
(1)AP1000等第三代大型核电站关键设备大型铸锻件主要研发项目。AP1000核岛压力容器(RPV)的研制;AP1000核岛蒸汽发生器(SG)锻件研制;AP1000核岛一回路锻造主管道锻件研制;AP1000常规岛整体低压转子锻件研制;AP1000核电整体发电机转子锻件研制与批量化生产;AP1000核电大型关键件加工工艺研究。
(2)大型火电与水电铸锻件主要研发项目。超超临界汽轮机转子研制;高低压联合机组高低压联合转子的制造技术;大型燃气轮机系列高温材料锻件(转子、轮盘及拉杆等);长江三峡水利枢纽升船机设备的研制;大型抽水蓄能机组成套设备大型铸锻件研为;2 MW级以上风电及海上风电机组铸锻件研制。
(3)大型整体模锻件主要研究项目。超高强度不锈钢大型模锻件工艺研究;烟气轮机用高温合金大型涡轮盘锻件成形工艺研究及产品研制;大型钛合金况整体锻造的工艺及产品研制;7×××系列铝合金材料特性及锻造工艺研究。
(4)大型轧机用轧辊及关键零部件自主化主要研发项目。5000 mm特厚板轧机大型支承辊研制及批量化制造;离心复合工作辊研制;新型材料大型支承辊研制;多段组合式大型支承辊关键技术研究。
(5)其它大型铸锻件及共性技术主要研发项目。大功率低速船用曲轴锻件研制及批量化生产;千t级高压力重型加氢反应器制造技术;热加工工艺模拟技术的应用;600 t级钢锭冶炼与铸造技术;200 t级空心钢锭研制;海上油气开采设备钻井平台用张力腿等锻件的研制。
(1)筹建新能源用大型铸锻件成型研究中心。建议二重集团以大型铸锻件数值模拟国家工程实验室的数值模拟技术为基础,进一步优化大型铸锻件成型工艺,降低大型铸锻件产品制造中的废品损失,提高产品质量合格率,满足国家重点工程对大型铸锻件的需求。
(2)建议中信重工继续推进工艺试验基地建设,与现有设计研究院形成合力,在核电、加氢、轧辊、支撑辊、球墨铸铁等新领域取得实质性进展,提升工艺水平,推进试验平台建设,全力推进热处理实验室和热加工工艺试验室建设。
(3)建议建设太重集团千万t级矿井大采高综采成套装备工程试验检测中心。
(4)建议建立和推广信息技术在重型机械制造业中的应用研究项目。将进行重型机械行业数据网设计与研究、基于虚拟现实技术的重型机械制造业大型场景模拟训练平台、虚拟现实及可视化在大型液压装备设计、制造、运行、维护和复用全生命过程中的应用研究、冶金设备状态维修技术与设备研制、大型锻件制造过程中状态监测技术研究、热连轧机轧制过程数值模拟研究。
(5)建议建设风电核心零部件研制基地,自主开发与主机匹配的3 MW、5 MW甚至更大机型的核心部件。
(6)建议组建北方重工沈阳研发中心,建设国家级研发平台和工程研究中心,以两个国家级技术中心为依托,充分利用企业长期消化吸收的引进技术和几十年的技术积累进行再创新;对北方重工传统产品依据国际化标准进行升级改造,实现北方重工开发产品与国际标准和先进水平接轨,以适应全球性经营的需要。
(7)建议建设和完善集研发、设计、管理、应用于一体并实行一体化管理的上海重工集团研发中心。
(8)建议组建大型铸锻件研发基地,重点发展大型核电设备铸锻件,百万千瓦级超临界/超超临界火电机组铸锻件,70万kW以上等级大型混流式水轮机组铸锻件,石化、煤化工重型容器锻件,冷热连轧机铸锻件,大型船用曲轴、螺旋桨轴锻件,大型轴承圈锻件,大型航空摸锻件等共性技术研究实验,重点夯实大型铸锻件产业发展基础。
(1)一重集团“十二五”期间,推进三大生产基地建设为主要项目的技术改造步伐,显著提升经济效益。富拉尔基铸锻钢基地完善工艺环节专业化、自动化、信息化及节能降耗;大连棉花岛核电石化装备基地的核电化工装备成套制造及检测中心继续完善;天津滨海基地大型成套装备具备制造能力。
(2)二重集团加快实施国家已批复的“疏通发展高端瓶颈、提升等级、打造重装国产化基地技术改造项目”建设和“调整产品结构、提高生产效能,实现大型铸锻件产品节能环保生产技术改造项目”,拟新申请精衡二期工程技术改造项目的配套技术改造,加快德阳制造基地建设,夯实大型铸锻件产品制造基础,实现产品结构调整目标。加快镇江出海口基地建设。积极实施提升核电重型容器产品加工、组装能力的出海口基地一期建设步伐,同时积极申报批复出海口二期工程建设项目;通过技术引进和技术创新,高速铁路车辆齿轮箱实现批量生产;到2013年,形成年产风电增速箱2500台及风电主轴和转轴2500根的生产能力。
(3)太重集团加快建设三个制造基地建设和煤机技术改造项目。加快天津临港基地建设,解决产品大型化问题和出口问题;加快大型铸锻件生产基地建设,提升铸锻基础件的水平,提高市场竞争力;加快高速轮对生产基地建设,适应国家发展,实现轮轴国产化;进行煤炭洗选成套设备项目、煤机装备基础液压件等技术改造。
(4)大连重工起重集团“十二五”期间完成曲轴二期工程建设,成为我国重要的大型船用曲轴研制基地。新建有色冶炼项目,到2015年形成大型船用螺旋桨能力。
(5)北方重工集团继续实施企业二、三期技术升级改造。二期技术升级改造有:增加部分大型加工装备、大型重载减速机研制基地建设、热加工升级改造和重大装备配套产业园建设;三期技术改造有:进一步增加部分大型冷热加工装备、临港制造基地建设、全球化经营网络建设及海内外并购等项目。
(6)中信重工建议以万t压机为核心的“新重机工程”,构建更高层次的制造工艺体系,使中信重机达到现代重型机械装备制造业的高端配置,建成全国最大的重型装备制造基地、全国最大的大型铸锻件制造基地。打造国内一流的热处理基地、大型铆焊基地、余热发电设备制造基地、电控液压基地和机电产品成套出口基地。实现提高企业核心能力目标,打造国内领先、国际知名的重机企业。重点改造项目:低热值煤开采与提质装备研发与产业化项目,形成褐煤提质生产线;开发水泥窑消纳城市垃圾技术及装备项目;进行重型露天矿装备基地项目建设;建设特殊车辆生产线项目;进行重型机床装备基地建设;建设工业汽轮机生产基地;建设低速重载轴承生产基地;
重型机械是关乎国家能源及资源安全的装备制造产业,自主创新内容及项目包括重大技术装备成套项目和基础公益性项目,因此建议享受国家关于振兴装备制造业的相关政策外,还应在以下方面给予政策帮助和扶持。
(1)支持重型机械行业大型重点企业集团为主体的战略重组,提高生产集中度,使其成为各有特色的综合性集团。为加快产业结构调整,建议对产业大规模重组的企业给于优惠政策。
(2)支持重机行业重点产品、产业,建设国家级、行业级的研究中心,工程中心,重点实验室。
(3)加强产业政策研究,特别是对产能过大,甚至过剩的产业要推行准入门槛制度和资格审批制度。
(4)建议在重大技术装备技术引进方面,参照国家第三代核电制造技术引进模式,继续实施以重型机械骨干企业为技术引进依托单位的政策支持。
(5)建设面向行业量大面广产业、为中小企业直接服务的科研创新平台,扶持建立磨破碎筛分机械、人造板设备、大型散料装卸输送机械、自动化立体仓储设备等特色产品自主化生产基地。
(6)建议加强专业领域的人才培养。目前国内综合性大学机械类通用专业太多,特色专业很少。建议恢复设置有特色、高水平专业,以满足行业的人才需要,有利于产、学、研的有效结合,加强专业人才培养。
(7)建议加强油膜轴承、液压润滑、制动器、电磁铁、电控装置、减速器等基础件、配套产品的技术升级和专业化生产。
(8)建议尽快建立国家大型铸锻件实验室建设。
[1] 张维新.“十一五”期间重型机械行业取得的主要成就与发展思考[J].重型机械,2011(1):2-12.
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