重型机械“十二五”科技发展规划 - 图文

瑞典奥克斯分别收购了包括法国Forcast、德国蒂森、美国National等多家公司，并与太钢轧辊厂组建了轧辊公司；日本日立与宝钢成立宝日轧辊公司。 随着钢铁企业降低生产成本的迫切要求，国内轧辊制造企业面临与国外轧辊生产厂家在品种和质量上的激烈竞争。目前，我国轧辊制造与世界先进水平相比仍有较大差距，主要表现在：轧辊生产技术的基础理论研究仍较薄弱，绝大部分企业没有开展基础研究工作，基本处于模仿、引进阶段；工艺装备水平普遍较低，冶炼、铸造、热处理、机械加工装备陈旧，手工作业、智能自动化水平低，产品质量不稳定；行业竞争力差，生产规模小、产品单一、研发能力差，导致大量资本不能发挥作用。

本项目拟对市场需求量很大的离心复合工作辊进行全方位、系统、深入地试验研究，通过人才交流平台建设、与钢铁企业联合攻关试验等多种措施，大力提升现有我国这类轧辊制造的技术水平和与国外厂商的竞争力。

主要技术指标：

1）用于精轧前架的高速钢离心复合工作辊需满足十周期轧制制度，轧制量

需达到40000t/mm左右；

2）用于粗轧机架的下一代半高速钢离心复合工作辊轧制量需达到

50000t/mm；

3）用于粗轧机架的改进型高铬钢离心复合工作辊轧制量需达到

30000t/mm； 4）用于精轧前架的改进型高铬铁离心复合工作辊轧制量需达到8000

t/mm；

5）用于精轧后架的改进型高镍铬钼离心复合工作辊轧制量需达到6000

t/mm。

4． 特大型油膜轴承研制

国内外油膜轴承的市场竞争更加激烈，国外公司凭其技术、资金实力及本身是轧机设计商等优势，在油膜轴承的产品研究及应用上发展很快，从而形成对国产油膜轴承的严峻挑战。

预计近三年国产油膜轴承需求量达9亿元，每年近3亿元。从本世纪初开始，国产油膜轴承进入国际市场以来，已出口南非、哈萨克斯坦，印度、台湾等国家和地区的市场正在开发，市场正在逐步扩大，预计三年后国际市场可达到每年2000万元订货量。

本项目拟打破国外公司在特大型油膜轴承方面的技术垄断，提高油膜轴承自主研发和创新能力、市场竞争力，满足国内、国际两个市场不断增长的需求，并逐步扩大两个市场的占有份额。

本项目的研制主要内容包括：

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1）油膜轴承加工工艺及材料研制

锥套材料的冶炼、锻造、热处理、磨削等加工工艺的改进，使锥套的刚性、耐磨性、可加工性能进一步提高，能够满足160000kN以上轧机对轴承承载能力及运转性能的要求；

探求一种衬套内衬合金材料的新型超低蠕变巴氏合金材料，同时改进离心浇注设备性能，从而使油膜轴承在轧制过程中能承受重载轧制力；

旋转密封材料及结构，通过在橡胶配方中添加如纳米材料，以及利用轴向密封结构改进密封装置，使密封系统达到密封效果显著，且能延长密封件使用寿命。

2）油膜轴承参数的在线测定

现代轧机高精度轧制技术的广泛应用，对油膜轴承相关参数提出了更精确要求，如：油膜厚度、轴承工作温度、轴向力等。国内外油膜轴承参数的在线测定技术尚未在工程上应用，通过试验轧机的建设，并结合现代测试手段进行试验，寻求一种能够在线测定油膜厚度、轴承工作温度、轴向力等参数的方法和装置。 3）非接触测量技术

油膜轴承是一种精密部件，传统检测方法会对轴承工作面造成一定损伤，需要对油膜轴承非接触测量技术进行研究，并使该技术在实际生产中得到应用。 为此，现有实验条件已经落后，不能满足本项目的研发需要，需新建500㎡现代化实验室，使现有实验条件尽快改善，并满足新产品开发和从事基础研究的需要。

5． 大型轧机油膜轴承滚动化改造

目前，我国采用油膜轴承的大型轧机有上千套，当轧机服役达到10年以上时，其油膜轴承系统开始老化，出现如下问题：

1） 密封状态难以控制，漏油量非常大，据某厂统计，平均每月漏油量

达5000～7000升，造成严重浪费与环境污染；

2）油膜轴承中衬套和锥套消耗量大，每年备件费用达数百万元； 3）轴向尺寸定位难以保证，设备轴向力过大，引起轧机振动； 4）油膜厚度难以保证，制约了产品的厚度精度控制。 由此造成的生产成本过高，产品质量差等问题严重地影响了企业效益，对这类轧机改造，已经提到议事日程。

解决该类型轧机油膜轴承系统老化问题的有效方法是进行滚动化改造，即在不对轧机本体结构进行大变动的前提下，采用滚动轴承取代油膜轴承。该项改造技术对提高装备水平，减少设备故障，提高产品质量具有重要意义。

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近年来，日本已对20条机组进行了油膜轴承的滚动化改造；韩国浦项也对其冷连轧机中的4、5机架进行了油膜轴承的滚动化改造。宝钢1550轧机支承辊原设计就采用滚动轴承，工作状态良好。

本项目针对宝钢2030冷轧机支承辊轴承滚动化改造，进行四辊轧机支承辊油膜轴承滚动化改造的可行性研究，完成改造方案设计，完成主要零部件的强度计算，其主要技术指标为：

1）改造后，保证轧机轧制能力不变； 2）支承辊轴承故障率降低到0； 3）每年节省近千万元维修费用。

6． 大流量联合配流开路式柱塞泵研制

重型机械往往通过许多泵组的联合使用来满足所需要的大流量和高压力，这种方式既占用较大场地，又造成较高故障率，不符合经济高效节能要求。大流量联合配流开路式柱塞泵可以满足流量大，压力高的要求，提高国内重型机械产品的竞争力，有很高的经济效益和社会效益。

联合配流原理三十年前就已经提出，并成功应用于传统柱塞泵，关于大流量径向柱塞泵理论研究已经基本完成，本项目规划的相关要点基本都能满足，需要进行样机试制，现场试验，进一步完善。

柱塞泵的发展趋势是：高压化、高速化、大流量化。国内压力大流量泵最大参数为31.5Mpa，500L/min；国外压力大流量泵最大参数为31.5Mpa，1040L/min。

本项目主要技术指标：

柱塞泵流量：500~2000L/min 额定压力：31.5～63Mpa 使用寿命：≥ 10000h 类型：定量与变量

由于该项目流量大，压力高，现有的泵试验台不能满足性能测试要求，需要配套研制大流量泵性能测试实验台及相关测试设备。

本项目预计所需研发资金200万，研发进度大约3年。

附表4 重型机械“十二五”科研和新产品开发项目（建议） 序项目名称 研发内容 预期目标 号 1 5米级特厚板600吨级钢锭浇铸工艺研究，其技术水平达到世界轧机用200t以中包括钢锭形状、冒口尺寸、钢水平，并实现工业上大型支承辊锭水冒口成份偏析等等； 应用。

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研发年限 经费预算 2010- 2013年 4000 万元 研制 2 多段组合式大型支撑辊关键技术研究 3 离心复合工作辊研制 4 特大型油膜轴承研制 附具、变形过程机理研究； 热处理工艺形式，及其材料选用； 锻造工艺及其加工工艺试验研究等。 多段辊套使得单个辊套高度大大降低，因而能够大幅度降低生产成本。此类组合式支承辊，其辊环及辊芯在热力耦合状态下，应满足的强度条件及设计准则，将是本课题研究的重点。 主要技术指标： 用于精轧前架的高速钢离心复合工作辊需满足十周期轧制制度，轧制量需达到40000t/mm左右； 用于粗轧机架的下一代半高速钢离心复合工作辊轧制量需达到50000t/mm； 用于粗轧机架的改进型高铬钢离心复合工作辊轧制量需达到30000t/mm； 用于精轧前架的改进型高铬铁离心复合工作辊轧制量需达到8000 t/mm； 用于精轧后架的改进型高镍铬钼离心复合工作辊轧制量需达到6000 t/mm。 油膜轴承加工工艺及材料研制； 油膜轴承参数的在线测定； 非接触测量技术。 开发一种多段辊套组合内冷式大型支撑辊，辊芯可以重复使用，适合轧环机批量生产或锻造生产。 达到设定的技术指标 2009- 2500 2011万元 年 5 大型轧机油膜轴承滚动化改造 6 大流量联合配流开路式柱塞泵研制 提高油膜轴承自主研发和创新能力、市场竞争力，满足国内、国际两个市场不断增长的需求，并逐步扩大两个市场的占有份额。 轧机的油膜轴承系统老化问保证轧机轧制能力题——轧机支承辊油膜轴承不变；支承辊轴承故用滚动轴承替代改造研究 障率降低到0；每年节省近千万元的维修费用。 主要技术指标： 进行样机试制，现场柱塞泵流量：500~2000L/min； 试验和进一步完善。额定压力：31.5～63Mpa； 技术指标达到设定使用寿命：≥ 10000h； 值。 类型：定量与变量。 到2012年 2009~ 100万元 2011年 3年 200万元

（五）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、大直径法兰等特殊零件，这些零件成形生产所用的关键成形设备、辅机及其新式传控技术有：

? 80MN以上自由锻造机组

? 300MN以上立式钢管挤压与穿孔机组 ? 200MN以上多向模锻与预锻机组

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