山能智造解码“中国速度”
2021-12-02徐天宝通讯员米超
□ 本刊记者 徐天宝/通讯员 米超
时速600 公里!7 月20 日,世界首套高速磁浮交通系统在山东青岛中车四方股份公司发布。作为轨道交通领域的重大原创突破,“中国制造”再次惊艳世界。在这列磁浮列车上,山东能源集团旗下的山东兖矿轻合金公司(以下简称“兖矿轻合金公司”)以车体材料主供商的身份,提供了占比90%的车体铝型材。山能智造用科技开路,助力“中国速度”贴地飞行。
缘起——攥紧拳头攀高端
150MN 挤压生产线机声隆隆,一根根铝型材整齐排列——这是近日记者在兖矿轻合金公司挤压二车间看到的热火朝天的生产景象。与此形成鲜明对比的是,几年前,这条吨位位居世界前列、工艺技术领先的挤压线面临着等米下锅的窘境。
2013 年兖矿轻合金公司投产以来,高端领域一直缺少拳头产品,长期在中低端市场徘徊。面对生存的压力、激烈的竞争,他们意识到,企业转型没有更多选择,只有自主创新、大胆探索,才能有路可走。
2017 年,在对行业进行深度调研后,他们看到了中国轨道交通迅猛发展的前景。然而,进入这一领域,摆在面前的困难远超想象:缺少技术人员,没有成熟案例,任何尝试都基本是从零开始。同时面对的是,外界能不能干的质疑、自己能不能行的担忧。
“必须闯出一条路来,走别人没走过的路,即使再难也得走下去。”没有技术储备,他们就大胆引进业内技术人才,组建新材料科研团队,自主设计轨道交通铝型材在公司150MN 挤压线的技术试验方案。他们盯上当时只能依靠进口的车体材料,瞄准业内最大规格、最复杂截面铝型材,“从最难的干起”。
干最难的,说起来豪情万丈,现实却困难重重。研发团队成员清晰记得遇到的每一次技术难题,不停地绘图、测试、试车,记不清熬了多少个夜、错过了多少顿饭。靠着这股“只为成功想办法”的拼劲、啃最硬“骨头”的狠劲,他们从无到有,自主突破了最关键的7 系无融合口结构部件制备技术,材料不再“卡脖子”,“通行证”也顺利拿下。
2017 年初,随着战略合作框架协议顺利签署,“复兴号”动车组车体铝型材项目落户兖矿轻合金公司。1月7 日,他们以“1·7”命名,启动首供会战。从首批交付的跌跌撞撞,到具备整车型材供应能力,再到时速250 公里、350 公里标准动车组铝型材批量交付,他们建立了一整套技术支撑体系,用产品质量和服务口碑回应了质疑,跃升中车四方股份公司主力供应商。
突破——技高一筹勇者胜
车体铝型材的成功研制和在“复兴号”标准动车组上的应用,提升了企业在行业内的影响力,增强了广大干部职工科技兴企、技术强企的信心。他们深知,核心竞争力需要坚持不懈地创新,需要不停地向“无人区”发起冲击。
2019 年,兖矿轻合金公司将发展触角拓展至地铁和城轨领域。“同台竞技”者,或是具有30 年以上铝加工经验的大型国企,或是人才济济、实力雄厚的民企新锐。必须狭路取胜、弯道超车。他们尝试“多渠道、大联合”,紧盯“高精尖、宽大硬”领域,与清华大学、中南大学、山东大学和业内知名科研机构“结对子”,瞄准轻量化先进制造方向,先行先试承接一批关键零部件制备重大项目,在国内首次实现超大断面异形薄壁高精挤压成型,奠定了在这一领域的优势。
兖矿轻合金公司车间
几年来,他们先后承担国家重点研发计划3 项、省部级科研项目计划3 项。授权专利27 项,主持参与制定国家及行业标准93 项。荣获中国有色金属工业科学技术奖一等奖、中国机械工业科学技术奖一等奖、陕西省科学技术奖二等奖、全国有色金属标准化技术委员会技术标准优秀奖一等奖等39 项科技奖励。
短短几年,他们开发出了高速列车用铝合金无融合口异型牵引梁、枕梁等重要受力结构材料,薄壁多孔大断面底架、地板、侧墙、端墙、设备舱等全车身材料,超厚超大吊梁、抗蛇座、车钩从板座等车底结构件,具备了整车材料研发和产业化能力,形成了“全系列”轨道交通车体材料研发制造体系。
从济南R2、R3 线,到北京大兴机场线、广州5 号线、成都市域车及17 号线,再到韩国首尔地铁、埃及开罗单轨车、智利比奥地铁,兖矿轻合金公司与中车四方股份公司合作,先后为多家中外企业设计制造轨道交通车体铝型材,走出了一条由省内向省外、由国内到国际的科技创新之路,积蓄起冲刺“中国一流 世界先进”高端铝合金和新材料综合服务商的智慧动能。
创新——超越自我塑动能
随着中国高铁技术的迅猛发展,轨道交通装备已成为“中国智造”的名片。2016 年7 月,时速600 公里高速磁浮项目启动。作为科技部“十三五”国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项,项目旨在研制具有自主知识产权的时速600 公里高速磁浮工程化系统,形成我国高速磁浮产业化能力,填补时速350 公里“复兴号”标准动车组与民航飞机之间的高效运输空白。
项目由中车集团组织,中车四方股份公司牵头,联合国内知名企业、高校、科研院所共同攻关,兖矿轻合金公司承担超高速气密承载要求的轻质、高强度车体铝型材研发供应。作为世界轨道交通领域的科技“制高点”,高速磁浮相较于“复兴号”标准动车组,在超高速条件下,对车体材料壁厚、强度、刚度、尺寸精度要求极高,大部分材料技术是国内首例,具有参考价值的资料几乎为零。
为确保项目按进度顺利完成,他们开展了大量结构设计、挤压试验、数值计算和机理分析研究。历时3 年时间,先后攻克基于流变均匀性与弹性补偿的挤压模具结构设计、大断面超薄高精车体型材成形、24m 长大激光复合焊型材插接接头高精装配等关键核心技术,积累了10 种车体、19 种夹层、13 种悬浮架铝型材工艺技术数据5 万余个,成功突破高速磁浮车体铝型材成套工程化技术,具备自主可控的产业配套能力。
从小批量试制到整车材料交付,从工程化样车动态运行到全系统下线发布,兖矿轻合金公司提供的时速600 公里高速磁浮车体铝型材经过各种工况运行检验,金属性态、材料结构安全稳定可靠,满足了高速磁浮列车运行要求。
未来,立足“中国一流、世界先进”目标,兖矿轻合金公司将依托山东能源集团雄厚的产业资源实力、有力的科技创新支持,加快构建以高端铝型材研发制造为龙头,大部件集约化生产和终端化服务为延伸,高性能轻合金和新材料为接续,集群化、基地化、园区化发展为支撑的产业新格局,为山东省新旧动能转换、我国新材料产业升级贡献山能智慧、山能力量和山能担当。