火车提速、磁悬浮列车试验、城市交通轨道化……时下,走进中国很多城市,都能看到地铁或轻轨建设热火朝天的场面,高速铁路与磁悬浮列车的技术攻关也同样如火如荼。经济的高速发展使中国迎来了新一轮轨道交通建设的热潮。 中国这个高达几千亿,甚至几万亿元的市场吸引了来自世界各国的跨国巨头。由此,围绕轨道交通设备,中外之间展开了一场没有硝烟、却是你死我活的战斗。在这场较量中,中国企业能否在某些领域拔得头筹,能否达到国产化率70%的国家产业政策要求,备受关注。 事实胜于雄辩。截至7月12日,中国第六次铁路大提速中,时速超过200公里的CHR动车组列车上线运营还差6天就整整3个月了。为该列车提供铝合金车体的山东丛林集团利用其自主研发的拥有30余件专利的万吨挤压机,为动车组列车安装了轻量化、高强度的铝合金车体,创造了整车车体国产化率100%中国制造的神话。 从中国第一辆磁悬浮列车到动车组,再到上海、广州、北京等城市的地铁、轻轨,无不打上了丛林品牌的烙印。万吨挤压机的诞生,不仅彻底改写了我国轨道交通工业铝型材几乎全部依赖进口的局面,为我国轨道交通装备制造业的自主创新注入了强大的活力,而且使德国、日本、美国等传统工业铝型材技术强国,只能隔岸望着世界上最庞大的中国市场徒生感慨和无奈!
领跑市场开中国工业铝型材风气之先
由于具有强度高、耐腐蚀、易加工等优良特性,铝合金被世界各国作为环保节能材料广泛应用。中国的铝型材工业从20世纪50年代生产军工铝型材起步,80至90年代达到兴盛时期。这个时期的铝型材主要用于建筑领域。
1992年进入建筑铝型材市场的丛林集团,生意很是红火了几年。然而,从1996年开始,中国建筑铝型材市场出现了供大于求的状况,竞争激烈,价格普遍走低,丛林集团的民用铝材生意也开始不景气,甚至每吨亏损1000元至2000元。丛林集团被迫寻找新的出路。1998年,总裁张培良带着高层管理人员到欧洲的几个铝型材生产大国调研时发现,随着生产力水平的不断提高,工业类挤压材可能最终占领市场,部分欧美发达国家的工业型材比例甚至达60%以上。其中,轨道交通的铝合金用量比建筑市场大得多。世界交通运输业用铝量占总产量的26%,而我国仅占7.2%。
然而,中国当时的铝型材普遍用于民用建筑领域,工业铝型材主要用于军工领域,而且技术水平低,无法满足需要。由于美国、德国、日本等发达国家实行严密的技术封锁,中国无法获取相关技术,只能花高价购买其产品。我国急需的地铁、集装箱、航空航天、军工装备、机械制造等大型高精度型材,一直全部依赖进口。
丛林人预见到了工业铝型材的发展趋势,从国外购买了一台3000吨挤压机,成为第一个进军工业铝型材市场的国内企业。根据中国市场特点,丛林集团重新设计了产品,其第一批工业铝型材就准备销售给中国集装箱总公司。一开始,长期进口工业铝型材的中国集装箱总公司对国内企业的研发能力持怀疑态度,排斥丛林集团的产品。然而经过比较,他们发现丛林集团的工业铝型材质量可靠,而且价格比进口产品便宜1/3,便采用其产品。而今,中国集装箱总公司已经成为丛林集团的稳定客户,每年采购近2万吨的工业铝型材。丛林集团也很快占领了集装箱领域60%以上的国内市场。
从做集装箱工业型材开始,丛林集团进入了工业铝型材领域,并不断根据中国市场需要开发产品,培育市场,引导消费,创造了可观的经济效益,一举扭转了亏损的局面。
国外企业发现丛林具备了工业铝型材的生产能力后,很快提高了技术门坎。没有自主技术,只能跟在别人后面学走路,可怎么学,都是受制于人。丛林人由此萌发了自主研发大型挤压机的念头。
世界首创一步跨越20年
随着轨道交通、能源、航空、航天、信息等产业的快速发展,工业铝合金材料逐渐被广泛应用。1995年,国家第9个“五年计划”提出:鼓励高精度、大截面、高附加值的铝合金材料研发。1999年,国家相关部门提出产业政策规定:城市轨道交通项目无论使用何种建设资金,其全部轨道车辆和机电设备的平均国产化率不低于70%。 丛林集团敏锐地嗅到了这个难得的发展机会,但苦于受当时挤压机能力的限制,无法进入轨道交通、航空航天等高端市场,便开始紧锣密鼓地筹备引进大型挤压机。与此同时,世界知名企业德国霍高文公司也看到了中国这个潜在的、巨大的高端市场,准备在中国建设高端工业铝型材生产基地。
1999年,霍高文公司向丛林集团抛出了合资建造当时世界上最大的9000吨挤压机的合作意向。双方开始了长达10个月的艰苦谈判。不平等的谈判根本无法进行下去。德方以为凭借其强大的技术优势完全能够“征服”丛林集团,始终坚持控制全部技术和市场、必须使用德国品牌、控股合资公司等条件。紧要关头,丛林集团总裁张培良再三权衡,考虑到这不仅涉及丛林集团今后的命运,更关系到中国铝合金加工业的发展和技术命脉,关系到中国高速铁路、磁悬浮列车、城市轨道交通、航空航天等重要产业和国防工业的安全,果敢地宣布终止谈判,放弃合作。
德方随即放言:离开德国,中国不可能制造自己的大型挤压机!
这句话深深地刺痛了丛林人的民族自尊心。丛林集团毅然决定,不仅要建造大型挤压机,而且还要造世界上第一台最先进的万吨挤压机,装备能力要超过当时世界最高的德国公司,彻底摆脱技术上受制于人的局面!
丛林人找到了国内重型装备制造业的两个技术领先企业,一个是具有重型液压设备设计能力的西安重型机械研究所(西重),一个是我国第一台万吨水压机的制造者上海重型机器厂(上重)。一个敢投资,一个敢设计,一个敢制造,3个“大胆”一拍即合。历时两年余,投资近3亿元,迄今世界上吨位最大、挤压力最大的万吨挤压机在中国问世了,中国的铝合金加工技术一下子提升了20年,并且对提升中国装备制造业的整体水平做出了重大贡献。
艰苦研发 解决1.2万个技术难题 研制万吨铝材挤压机,不仅在中国,就是在世界重型机械制造史上也没有先例。业内专家把研制过程归结为“5难”,即结构复杂设计难、设备庞大制造难、部件超重运输难、吊装不易安装难和工艺先进产品合格难。
为了攻克难关,万吨挤压机主机研发项目组成立了以西重所长谢东钢为首的指挥系统,建立万吨挤压机项目管理网络,由4位专家组成高级技术顾问组进行该项目的设计方案和设计质量把关,由国家级专家韩炳涛担任项目总设计师。
时至今日,丛林集团常务副总裁苏振佳谈起当年万吨挤压机的研发经历,仍然很激动:“太多的人,付出了太多的心血,才成就了我国首台万吨挤压机!”他清晰地记得,为了这个项目,一夜之间,丛林集团与西重添置了300台电脑,上千人的研究、设计队伍集中待命。1999年国庆期间,全体研究设计人员仍然奋战在第一线,只请了两个小时的假观看阅兵式电视直播。
“很多人错误地以为万吨挤压机的研发很简单,只不过是把几千吨的挤压机放大而已。”苏振佳说,在万吨挤压机的研发过程中,1.2万多个技术难关拦在前面,难以预料的困难不计其数,创新点成千上万。例如,重达360吨的液压缸套无法整体铸造,技术人员就设计了分三段铸造焊接成一体的工艺。为了确保焊接质量,保证焊口抗击1.5万吨以上的强大压力,必须保持缸体200摄氏度以上的温度,焊接工人身穿石棉服冒着200摄氏度的高温钻进缸体焊接作业,硬是将重达5吨多的焊条焊进两条焊缝中。
在长达两年的研发过程中,董事长张修基差点搭上了自己的身家性命,眼底长年出血,心血管搭桥,心脏支架……。上重由于改制问题,中途停止了该项目。张修基奔走游说,力挽狂澜,终于使上重重新投入研制。
“那时候,万吨挤压机的研发早已不是企业自己的事情,而是国家的事情,与国家经济发展休戚相关,不能让外国人看笑话。”正是振兴国家装备制造业的使命感和责任感支撑着全体研发人员。万吨挤压机最终于2000年4月7日在上重试验成功,7月10日在丛林集团安装,并一次性调试成功。
“当机器试压达到1.25万吨时,我听见自己的心越跳越快,一直加压到1.35万吨,铝型材以每分钟100毫米的速度缓慢挤出到1米时,周围突然安静下来,耳边只听见低沉的加压声,我的大脑一片空白,有一种虚脱的感觉,就像失重一样。这是两年来压在身上的巨大压力瞬间消失后的生理反应。”试压成功的那一刻,苏振佳历历在目,永远也不会忘记。
当时,如果从国外进口万吨挤压机的主体设备,需要1亿多元,而丛林集团却只投入4000万元,不仅节省了一大笔资金,而且更重要的是培养了一批尖端人才,积累了经验,开创了中国特大型工业铝型材技术装备研制的先河,一举占领了国际大型高精度铝型材加工市场的制高点。
“丛林集团已经成为我们最强大的竞争对手!”在了解到万吨铝型材挤压机的性能和产品后,那家曾与丛林集团谈判的德国公司代表不无遗憾和无奈地说。
技术领先不只是由小到大的简单递增
那么,究竟在技术上有哪些优势,使得丛林集团万吨挤压机能够跻身世界工业铝型材高端市场?
中央政策研究室副主任郑新立在丛林集团调研后说:万吨挤压机的设计、制造均采用了国际上最先进的双驱动、预应力框架式结构。由航空工业总公司304所研制的2600千瓦中频感应加热炉,加热容量每小时10吨,填补了我国大型铝棒和模具感应炉加热的空白。整套设备采用触摸式自动控制,在产品质量、几何精度、化学成分以及热处理等方面均达到国际先进水平,设备造价仅为国外同类产品的1/3。
据丛林集团总裁张培良介绍,与现有技术相比,万吨挤压机在技术上的进步主要体现在3个方面:一是万吨级挤压机可以满足挤压大型铝制管材,制造类似地铁车厢、大口径管道等铝制管材的需要,扁材最大尺寸970毫米×300毫米,无缝管材最大直径ф560毫米,最大长度60米的各种铝合金型材都可以生产;二是采用了中频电流通入加热炉电磁线圈对铝锭坯和模具实施感应加热,加热速度快、效率高、受热均匀;三是穿孔针位于挤压杆内的内置式结构,使设备整体结构紧凑、挤压精度高。
以第六次火车提速中使用的动车组车体为例:动车组采用了国际最先进的技术,型材壁厚超薄、断面尺寸大、合金成分要求特殊,甚至高过欧洲车型,对疲劳性能、焊接性能等特殊要求更是达到了与航天航空行业同等的标准,给研发工作带来了前所未有的挑战。每列动车组仅型材断面就有75种型材最薄的位置只有1.4毫米。
国外用了20年时间才研制出时速200公里的高速列车车体材料,而由于有了万吨挤压机,丛林集团从接手这个项目到最终交付使用,仅仅用了不到一年的时间。在自主研制的过程中,丛林集团投入巨大的人力、财力、物力,经过几百人上万次的大量试验,其中疲劳性能试验经过了上千万次的检测,攻克了一道道工艺难关和技术壁垒。
最终,丛林集团依靠万吨挤压机为第一批投入运营的动车组提供了2000多吨车体型材,性能指标完全达到设计要求。丛林集团也掌握了高速动车组轻量化铝合金车体材料制造的关键技术。
以师昌绪为首的5名中国科学院、中国工程院院士在丛林集团考察时评价,万吨挤压机生产线工艺先进、布局合理、自动化程度高、使用可靠,所生产的大型高精度铝合金型材和管材可满足地铁、高速列车以及国民经济其他领域的需要。其综合装备水平、挤压能力及制品规格居国际前列,其中研制的内置式液压固定穿孔系统、大流量卸压系统,属国际领先水平。
在2004年度国家科学技术奖励大会上,万吨油压双动铝挤压技术与装备研制项目荣获国家科技进步一等奖。这项具有自主知识产权的科研项目被誉为继上个世纪60年代万吨水压机研制成功后国产重大技术装备和特种材料的又一次重大创新和突破。
市场巨大一个数以万亿元计的蛋糕
中国已经成为全球最大的轨道交通市场。“十五”期间,中国的城市轨道交通建设投资已超过2000亿元,“十一五”期间还将投资260亿美元,两者相加总额已逾4000亿元。据不完全统计,仅城市轨道交通的市场规模就高达上万亿元。国外企业看到了这块大蛋糕,纷纷涌向中国市场。如果没有自主研发的技术和设备,这么大的市场必将拱手让给国外企业。
丛林集团凭借拥有自主知识产权的万吨挤压机,在激烈的市场竞争中牢牢站稳了脚跟,为轨道交通建设的国产化提供了保障。万吨挤压机诞生后,丛林集团质量高于国外同类产品,价格却低于国外同类产品将近1/3的高尖端铝型材受到了国内企事业单位的追捧,订单接踵而来。很快,万吨挤压机生产的第一批产品被用于集装箱,第二批产品被用在了广东地铁项目中。
长春客车厂代表在参观完万吨挤压机后,当场拍板决定订货,制造出了我国第一辆磁悬浮列车。
在丛林集团热火朝天的生产车间,记者看到了一排排刚刚加工好的铝合金波导管。丛林集团铝业公司副总经理祝伟忠告诉记者,万吨挤压机为北京地铁建设提供了大量的工业型材,这批1500吨波导管也将很快被运往北京地铁2号线改造工程的施工现场,用于安放线缆采集地铁运输信号。据了解,无论是首都机场线路还是其他各条线路,都大量采用了丛林集团的高质量铝型材。
在今年第六次铁路大提速中,丛林集团凭借其技术上的优势和先进性,不仅成功为时速超过200公里的第一批动车组提供了2000多吨高端型材,而且又接到了时速300公里动车组所有车体型材的生产订单,目前已通过首样鉴定并开始供货。而在万吨挤压机诞生之前,这样的铝合金型材只能从国外进口。以前军工厂需要的无缝铝管,生产速度慢,质量也不高。有了万吨挤压机,无缝铝管的生产就易如反掌。
即将于今年9月份试运行的上海9号线A型地铁车辆实现了完全国产化,其中丛林集团为地铁制造商上海轨道交通设备发展有限公司提供了完整的车体。
张培良介绍,丛林集团先后为国内首台磁悬浮列车、上海明珠二号线、长春客车厂等单位提供了各种形状和规格的薄壁中空车体型材新材料,并为解放军某部、北京卫星制造厂等厂家提供了军工领域使用的工业铝型材。目前,丛林集团已供应宝鸡车辆厂铝合金地铁轨道导电梁工字型材2000吨,供应长春客车厂的地铁车体型材1500吨……
此外,丛林集团还与重庆大学、清华大学等共同承担了国家科技部“十一五”科技重点支撑计划——镁及镁合金管型材低成本成型技术研究项目。
质量上乘,型材比进口产品价格减少了2/3,部件减少了4/5——万吨挤压机还吸引了越来越多国家的关注,丹麦、美国、加拿大、英国等相关厂家也纷纷前来洽谈定货。丛林集团迄今已为西门子、庞巴迪、阿尔斯通等公司提供了产品。
产业报国中国重型装备制造业有了话语权
在铝合金材料加工领域,大型铝挤压机的技术一直被少数几个国家把持。截止到2001年底,全世界约有60台大型铝型材挤压机,其中70%是20世纪60年代以前的水压机,与油压机相比有先天技术不足。而世界上9000吨以上的油压铝挤压机及其制造技术全部被德、日、美垄断。2002年以前,国内几千台挤压机几乎都是从中国台湾地区和其他国家进口的,如果按每台1000万元计算,2500台就得花费250亿元人民币。
专家表示,万吨挤压机项目的完成,结束了我国大型工业铝型材长期依赖进口、受制于人的历史,提高了我国铝加工业的总体水平,解决了我国轨道交通、航空航天、武器装备及大型体育场馆建设等材料国产化的“瓶颈”问题。同时,万吨挤压机还为我国拟建的1.5万吨油压双动金属挤压装备的研制奠定了基础,提供了重型锻压装备设计的新方法。
不仅如此,万吨挤压机还引导和刺激了整个中国铝型材行业的发展,向世人证实了我国具有自主研发大型挤压机的能力,增强了企业自主创新的信心。
万吨挤压机的另一个亮点是体制创新带动了科技创新。2002年7月19日至21日,中央政策研究室副主任郑新立带队,国务院研究室、国家计委、经贸委、科技部等部门有关人员对万吨级挤压机项目进行了调研。长达6万字的调研报告中写道:“万吨挤压机的成功研制,除投资、设计、制造者的胆识之外,更重要的是源于丛林集团灵活的机制。它在实践中实现了4个创新:一是在项目的确定上,实现了企业自主立项、自主投资、自主制造、自担风险。二是在工程组织实施上,由企业自行组织有关研究、设计、制造等单位,为用户提供成套的‘交钥匙’工程。三是国有企业与民营企业合作上的创新。四是军工技术向民用转移的创新。”
作为一家民营企业,丛林集团突破了体制的束缚,根据市场需求,进行科研开发立项,投入资金,整合组织社会优势资源,最终形成投资、设计、制造三方利益共享、风险共担的技术创新联盟。这有效地改变了在重大装备技术设计、制造等领域存在的资源分割、集成不足的问题。
技术创新联盟使参与者均受益。该项目的研发成功,使西重提升了整体设计水平,形成了许多专利技术,积累了设计大型项目的经验,培养了一批高端人才,提高了在行业内的知名度,从而吸引了更多的企事业前来洽谈业务。
万吨挤压机使丛林集团从已经走向没落的铝合金加工产业寻找到了新的增长点,将企业的整体生产能力提高了一个档次,产值一下子翻了一翻,使企业跻身于高端铝合金加工市场。丛林集团迄今累计生产15.75万吨工业铝型材,年均3.5万吨,为企业新增利润4.9442亿元,年均1.0987亿元。万吨挤压机投产后,仅特大型铝材一项,便可实现年销售收入13.5亿元。
不仅如此,在万吨挤压机的带动下,丛林集团的整体创新能力获得极大提升。2002年,丛林集团工业铝型材技术开发中心被认定为省级技术开发中心,转年又被认定为山东省工业铝型材工程技术研究中心,成为国内唯一的工业铝型材工程技术研究开发中心,现正在接受国家级技术研究中心的评审。中心现不仅拥有包括享受国家和省政府津贴的高级专家、博士、海外专家等在内的382名专家,还聘请中国工程院曾苏民院士、中国铁科院首席专家钱立新教授、清华大学汽车工程研究院陈全世教授等为技术顾问,建立了全国性的专家库。近3年来,丛林集团共承担产学研项目61项,目前已经完成49项,仅2006年就完成了26项,共拥有授权专利458项,“丛林河”商标也被国家工商总局商评委认定为驰名商标
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