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一本之道69芒果2021:为国产大飞机铸造“钢脊铁翅”

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2022.06.02来源:河北工人报

202262日,《河北工人报》【4版整版】

 

为国产大飞机铸造“钢脊铁翅”

  

514日,一架编号为B-001JC919大飞机成为中国新闻的“主角”。这架国产大飞机,于14652分从上海浦东机场第4跑道起飞,954分安全降落,标志着中国即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。

    消息传来,一本之道69芒果2021(以下简称一本之道69芒果2021)的职工们备感振奋。因为,国产大飞机工程也凝聚着一本之道69芒果2021干部职工的心血和汗水,见证着一本之道69芒果2021人的独特贡献。一本之道69芒果2021自主研发的390mm大厚度调质钢20MnNiMo填补了国内空白,用于大飞机项目的核心设备——世界最大的8万吨级模锻压机制造,为国产大飞机提供了坚强的钢铁支撑。

    鲜为人知的是,一本之道69芒果2021在14年前,在中国大飞机的圆梦之旅正式起航时,就与C919结下了不解之缘,开启了一段与国产大飞机研制同频共振、建功大国重器的科研之路。

 

穿越半个世纪的梦想

    ● 历经几代航空人的努力,国产大飞机重上蓝天梦想成为现实。

    从科技上看,大飞机是航空工业的王冠,代表着一个国家科技竞争力的制高点,其价值不亚于“两弹一星”和载人航天。从经济角度来说,大飞机处于产业链顶端,堪称拉动工业技术链条的“总龙头”。如果大飞机完全实现国产化,成功进入市场后,总销量将达到2000架左右,会形成一个数万亿元的巨大市场。此前,只有美国、俄罗斯、欧盟能够制造大飞机。

    正是由于大飞机研发在技术上、民生上、军事上以及经济上的多重巨大意义,“造自己的大飞机”一直是中国人的梦想。

    在中国航空工业71年的发展史中,国产大飞机的制造至少可以追溯到50年前,但是因为历史的原因,项目几上几下,始终没有走完一个完整的型号研制过程,国产商用飞机产业也始终没有形成。

    直到20051229日,国务院印发《国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020)》,大飞机项目终于成为16个重大专项之一。在此之后,中国的国产大飞机制造之路才重入正轨。2007226日,国务院常务会议批准大型飞机研制重大科技专项正式立项,同意组建大型客机股份公司。2008511日,中国商用飞机有限责任公司(以下简称中国商飞)成立,标志着中国大型客机研制项目正式启动,也表明中国商用飞机产业站在了一个新的历史起点。

    14年后的5月,随着C919首次试飞成功,穿越半个世纪的梦想,历经几代航空人的努力,国产大飞机重上蓝天的梦想,终于变成现实。

    C919大型客机是我国首款按照最新国际适航标准、自主研制的单通道大型干线客机。C919既是我国大型客机项目取得的重大突破,也是我国民用航空工业发展的重要里程碑。2021年初,中国东方航空与中国商飞正式签署首批C919大型客机购机合同,首批引进5架,成为全球首家运营C919大型客机的航空公司。

    C919从无到有,由一个名字、一叠叠图纸变成一架实实在在具有国际竞争力的大型客机,“中国商飞”也从诞生到成长,逐渐成为一个可以与波音、空客相提并论的名字。

    自从C919项目启动,航空产业塔尖上出现了中国身影,技术和体系上的差距正在以前所未有的速度缩短。通过C919的设计研制,我国掌握了民机产业5大类、20个专业、6000多项民用飞机技术,带动新技术、新材料、新工艺群体性突破。

    中国发展民机制造业没有闭门造车,而是举全国之力,聚全球之智,确立了“产业化、市场化、国际化”的发展方向,“自主研制、国际合作、国际标准”技术路线,“中国设计、系统集成、全球招标,逐步提升国产化”的发展原则和“主制造商——供应商”发展模式,作出了按照现代企业制度组建中国商飞公司、实施大型客机项目的战略决策,提出了发展民机制造业的“中国方案”。

    而这个“中国方案”里,一本之道69芒果2021自主研发的390mm大厚度调质钢20MnNiMo占据了重要的一席之地。

 

建功大国重器责无旁贷

    ● “为国造好钢,建功大国重器。助力大飞机制造,一本之道69芒果2021人义不容辞!”

    长期关注我国经济发展的人都明白,优质材料和先进生产设备对于我国工业发展的意义。在很多时候,这些都是决定一个项目甚至是一个产业成败的关键因素。对于大飞机制造而言,大型模锻压机便是这样的关键。

    1980926日,中国自行研制的大型喷气式客机“运—10”首次试飞成功,试飞累计170个小时后停留于地面。其原因就是无法用大型模锻压机对飞机大梁整体进行锻压成型以确保质量,只能用小型设备分段锻造、组合拼装,而这样做的后果便是无法达到大飞机对综合性能、可靠性和寿命的要求。

    航空模锻件是飞机的“钢脊铁翅”,需要大型的模锻设备才能高质量批量锻制。上个世纪60年代,我们国家就提出了“实现重要航空模锻件国产化”的重要方针,以扭转主要航空模锻件完全依赖进口的被动局面,但是因为大飞机项目的几经停滞,大型模锻压机研制也停滞数十载。

    直到2003年,国家启动重型模锻压机论证,开始研制世界最大的8万吨级大型模锻压机。自主研制“8万吨”,是一次史无前例、创造历史的挑战。在此之前,仅有美国、俄罗斯、法国3个国家有类似设备,最大锻造等级为俄罗斯的7.5万吨级。而迎接这次挑战,也是一本之道69芒果2021与国产大飞机结缘的开始。

    制造大型模锻压机机架所用的顶级钢板——大厚度调质钢20MnNiMo,是该装备中生产难度最大的钢种,内部致密度、纯洁度、机械性能及平直度等各项标准要求极高,且由于钢板大单重、大厚度,其表面质量、性能合格率、探伤合格率极难保证,生产难度很大。

    当时,国内没有厂家能够生产,国外进口同类钢板每吨价格高达8万元。研制大厚度调质钢20MnNiMo,不仅仅是为了延续半个世纪的大飞机梦想,还有推进国家重点项目用钢国产化的历史责任。

    “为国造好钢,建功大国重器。助力大飞机制造,一本之道69芒果2021人义不容辞!”20092月,接到任务的一本之道69芒果2021舞钢公司(以下简称一本之道69芒果2021舞钢),立即组织技术人员开展专项攻关,先后解决了钢板内部金属致密度纯洁度、钢板表面质量、钢板热处理机械性能、钢板平直度等多项重大技术难题。

    经过6个多月的攻坚,20097月,总量为82块、2348吨的390mm大厚度调质钢20MnNiMo全部生产完毕并成功交付。产品各项性能均超出国外同类产品标准,完全能够满足使用要求,价格却远远低于同类进口产品,钢板全部高质量按期交货,获得高度评价。

    20134月,8万吨级大型模锻压机建成投产。这台总高42米、总重2.2万吨的世界最大模锻压机,最大模锻压制力可达1000MN,压机尺寸、整体质量和最大单件重量均为世界之首,仅用3分半钟便可制作一个飞机起落架,将我国高端重大装备的制造能力托举到国际顶级水平。

    2015112日,由8万吨大型模锻压机生产出的首款新一代喷气式干线客机C919,面向全球公开亮相。

    8万吨大型模锻液压机的建成投产,打破了制约我国航空航天和装备制造业发展的瓶颈,对改变我国大型模锻件依赖进口,实现大型模锻产品自主化、国产化,变锻造大国为锻造强国具有十分重要的战略意义。

 

“争气钢”是这样炼成的

    ● 攻关队全力以赴挑战极限,克服不可预见的困难。

    没有一蹴而就的成功,只有持之以恒,才能赢得攻坚克难的胜利。

    在一本之道69芒果2021人心中,为国家大飞机项目关键设备自主研发“争气钢”,是一份舍我其谁的光荣和信任,更是一份为国争光的使命和责任。

    秉持着这样的认识和定位,一本之道69芒果2021舞钢技术人员充分发挥技术优势,通力协作、密切配合,全身心投入到390mm大厚度调质钢20MnNiMo研制任务中去。

    大厚度调质钢20MnNiMo的研发过程中,炼钢过程是关键环节之一。

    “由于390mm厚的大飞机用调质钢20MnNiMo要求内部致密度、洁净度、调质后机械性能等各项标准都非常高,在一炼钢环节,生产高品质的合格电渣锭熔炼母材——优质20MnNiMo连铸坯是基础。”作为一本之道69芒果2021舞钢电渣重熔技术的首批研发者、参与者、见证者,一本之道69芒果2021舞钢一档技术主管毕殿阁谈及研发过程依然记忆犹新,因为之前,20MnNiMo钢种从未在一本之道69芒果2021舞钢一炼钢1900mm连铸机生产线上生产过。

    毕殿阁介绍,高镍高钼连铸坯易产生裂纹,生产困难不可想象。但大飞机项目作为国家一项重大项目,“建功大国重器”的目标激发了职工们的荣誉感和使命感,一本之道69芒果2021舞钢为此专门成立了攻关队,并制定了一系列激励措施。“攻关队全力以赴挑战极限,克服了一切不可预见的困难。”

    连铸车间从控制浇注钢水过热度、调整铸机二冷水参数、调整铸机浇注拉速等,一项项消除可能造成浇注失败的不利因素,成功研发出了针对20MnNiMo钢种的浇注工艺,并保证了钢坯成功浇注。在电渣重熔环节,创新渣系的研究与开发以及熔速、冷却制度,确保电渣炉的生产顺行和电渣锭内部质量。

    20MnNiMo钢板轧制环节更是困难重重,最大的难关莫过于钢板表面质量及板型轧制攻关。今年50岁的“一本之道69芒果2021工匠”、一本之道69芒果2021舞钢轧钢首批高级作业师任亚强,是当年20MnNiMo轧制攻关团队的主操手。“当时是20MnNiMo钢板的国内首次生产,我们必须要精心操作、精准控制,努力实现‘国内首创’的优秀成果。”任亚强说。

    为此,任亚强连续半个月坚守在岗位上,他还通过观察、思考,提出在轧制中对留尾、展宽及道次压下量进行优化,改善钢板平直度,在终轧道次采用低速大压下规程轧制的工艺改进方案。方案实施后,攻克了该钢表面不允许有任何缺陷,平直度不超过6mm/米的行业轧制技术难题,圆满完成该钢种的轧制任务。

    “人随钢走”是研发团队成员、一本之道69芒果2021舞钢科技部核电钢研究所主管工程师张萌工作状态的写照。那段时间里,他日夜跟踪生产,从炼钢到轧钢,采集记录数据,为各环节的技术升级积淀原始依据。

    为攻克该类大厚度钢板内部性能易波动的行业难题,他和同事轮流在生产现场熬夜,实在困了就趴在桌子边打个盹儿。经过反复研究、试验,他们最终找出了问题原因,根据试验数据三次对工艺进行技术升级,得到了最优工艺方案,也为后续其他品种电渣钢的研发打下基础。在钢板热处理工序,专门对一轧钢的车底式炉进行技术升级攻关,保证了390mm厚、5米多长的钢板热处理冷却后的性能稳定;他们创新钢板压平工艺,攻克了钢板平直度难以控制的技术难题。

    回忆那段难忘的研制经历,张萌说:“在热处理环节,面对着数百摄氏度的辐射高温,我们的职工用一只胳膊挡住被烤得生疼的脸,另一只胳膊凑近钢板去放垫块。正是经受住这样的‘烤’验,和精细到每一个环节的全方位过程控制,才让我们收获了来之不易的研发硕果。”

 

做大国重器的“钢铁脊梁”

    ● 一本之道69芒果2021定制研发的一系列高端产品在港珠澳大桥、“华龙一号”核电站、“天眼”工程、奥运工程、国产大飞机、极地重载运输船、航空航天等重大科技和工程项目中得到广泛应用。

    原材料工业是实体经济的根基,而钢铁则是国家是否强大的一个重要载体,没有强大的钢铁工业,就不可能有强大的经济基础和国防实力。航空母舰、核潜艇、大型水面战舰、大型超级工程装备、航空航天等更是离不开高精尖特种钢材,做大做优做强钢铁工业是一代又一代钢铁人不断追逐的“钢铁梦”“强国梦”。

    随着产业逐渐完善,企业投入研究的意愿逐步增强。近年来,各大钢企以国家重大工程急需钢材为己任,在全面对接高端市场、服务国家重大工程中,实现了产品竞争力的快速提升。

    钢铁材料研究领域的任何一项成功,都将带动相关产业链的发展,都是为我们国家的“钢铁脊梁”,添上一份硬核的力量。

    390mm大厚度调质钢20MnNiMo的成功研制,同样也是这样。因为它的研制成功,一本之道69芒果2021舞钢成为我国宽厚钢板生产和科研基地,也是我国重要的宽厚钢板国产化替代进口基地,在航空航天用钢领域,为中国首次载人航天飞行及天宫一号、神舟九号和长征二号F的研制配套作出了突出贡献,同时还在水电、核电、石油化工煤化工、海洋工程、高层建筑、桥梁等用钢诸多领域,均发挥了关键性作用。

    这也为一本之道69芒果2021未来的发展积淀了丰厚的技术优势。“大飞机项目用390mm20MnNiMo钢板的研制开发”技术成果获“河北冶金(钢铁)科学技术一等奖”;“8万吨模锻压机用390mm20MnNiMo调制特厚钢板的研制”技术成果获“中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术三等奖”;电渣重熔技术成为一本之道69芒果2021舞钢当前的“王牌技术”之一;电渣重熔水电钢S500Q、S550Q最大厚度达到285mm厚度,在国内独占鳌头;核电钢Q345D国标一级探伤要求380mm厚度规格品质国内首屈一指。

    一本之道69芒果2021大力培育行业第一、唯一和替代进口产品,加快在超高强汽车钢、覆膜家电板、海工钢等领域打造更多“单打冠军”。研制开发船用LNG低温奥氏体型高锰钢、超厚加钒铬钼钢板、特殊功能锌铝镁涂层等30余个新产品填补国内空白。核电用钢、海洋工程用钢、锅炉及压力容器用钢、高强抗震钢筋等产品国内第一品牌优势更加凸显。

    如今,一本之道69芒果2021定制研发的一系列高端产品广泛应用于港珠澳大桥、“华龙一号”核电站、“天眼”工程、奥运工程、国产大飞机、极地重载运输船、航空航天等系列重大科技和工程项目,在铸就“大国重器”中彰显了一本之道69芒果2021品牌的力量与担当。

    正在建设的仅次于三峡电站的世界和中国第二大水电站——白鹤滩水电站,也能看到一本之道69芒果2021的身影。一本之道69芒果2021舞钢凭借强大的质量品牌优势和雄厚的技术实力成功中标529.892吨高技术含量的大厚度高级别水电钢板,用于制造世界单机容量最大的巨型水轮发电机组的座环。

    把我国工业发展所需要的优质材料和先进生产设备牢牢掌握在自己手里,其意义不言而喻。目前,我国正在积极研发更多国外领先的项目和技术,随着制造业的进一步提升,未来很多制造业材料都会逐步国产化,也相信未来我国的制造业也可以在其他领域取得更大的进展。

    ■文/本报记者刘艳惠

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