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"可视化铸锻技术"为何能在多家企业"开花结果"

Source:
2010-07-18
 
来源:科技日报
 
   李依依院士绝没有想到,当年她和李殿中研究员把计算机模拟技术带到工厂后,会给中国铸锻业带来如此大的变化:钢铁业受益,造船业获实惠,连三峡工程建设都得到了雨露甘泉……她也没有想到,他们提出的基于计算机工艺模拟的“可视化铸锻技术”,逐步成熟,并为工业界所接受。
  日前,记者来到李依依所在的中科院金属研究所材料加工模拟研究部,了解了该研究团队是怎样把新科技推广到企业的。
 
  选准突破口
 
  1997年,从事材料研究的李依依瞄准材料制备工艺计算机模拟这一新兴学科方向,决定把这一技术嫁接到金属材料加工生产过程中。在她的倡导下,金属所通过“百人计划”引进李殿中,组建了材料加工模拟研究组。李殿中当主任,李依依、柯伟和来自英国的约翰?坎贝尔三位院士当顾问,组成了一个能攻坚的研究团队。
 
  长期以来,我国热加工铸锻件和复杂结构件的生产一直存在成本高、能耗高、附加值低、原材料消耗多等问题。很多重大装备的大型铸锻件依赖进口,受制于人;有些特大型铸锻件甚至花钱也买不到,严重制约了我国能源、冶金机械、船舶动力等重要产业的发展。究其根本原因,在于国内制造工艺缺乏核心技术。
 
  2002年,该团队与中国第一重型机械集团公司签署协议,合作开发生产大型铸钢支承辊。之所以选择轧钢中使用的支承辊作为突破口,是因为我国是世界第一产钢大国,钢产量接近4亿吨。而生产每吨钢消耗轧辊2公斤,每年约消耗轧辊80万吨,需要各类轧辊1万支左右。
 
  2002年秋,团队来到位于黑龙江省的中国一重,双方要为中国铸造第一支50吨重的大型铸钢支承辊。当年12月,他们开始了第一次铸造,成型浇铸工作结束后,脱模现场出了问题:铸件不能从模型中脱出来。后来发现是模型的一个部位被钢水冲出了一个小洞,铸件上多长了一个“瘤子”,它的卡壳使铸件不能脱离模型。
 
  “一个不行,我们就铸第二个,第二个不行,我们就铸第三个,铸到第四个时,终于完美地成功了。”李依依回忆起当时的情形。
 
  在一重进行技术改造过程中,李依依和李殿中提出了“可视化铸锻技术”的概念,即通过实验室的模拟仿真和等比例中试件的X射线实时观察,直接透视铸锻件缺陷产生过程,从而提供最佳工艺方案,指导企业生产优质铸锻件。
 
  几年来,团队成员的足迹踏遍了中国一重、中国二重、上海重型、大连重工、鞍钢重机、沈阳重型、中铁山桥、沈阳机床等企业,利用“可视化铸锻技术”,先后为大型铸钢支承辊、大型船用曲轴、三峡水轮机转轮部分铸件、空心钢锭、压缩机缸体、喷泵叶轮、燃机机匣、燃机叶片、高速铁路道岔、转向架等关键件的开发起了重要的技术支撑作用,推动了我国铸锻业的跨越式发展。
 
  为企业服务难在哪儿
 
  “当一个人或团队掌握着最新的制造技术和工艺时,似乎走入车间厂房就能对企业进行一番技术改造,但实际并非如此。”李殿中说,“最大的困难并不在于有没有最新的技术,而在于下基层能不能吃苦和顶住压力,能不能让一线技术人员理解并掌握新技术和关键工艺。”
 
  对李依依来说,到企业推广高技术有一定的风险和压力。她原本是研究冶金与材料的,现在要在传统的工艺研究中融入计算机技术,并与铸造、锻造、焊接、材料力学等学科交叉,作为院士首先要承担项目失败的风险。李依依坦言:“如果我不搞这个可视化铸锻技术,只搞材料研究应该是很舒服的。”除了超前进行技术和工艺的研究之外,李依依最重要的工作就是为团队顶住各种各样的风凉话,增强团队信心,让团队的工作能够坚持下去。
 
  “可视化铸锻技术”之所以能在国内许多厂家生根,还在于团队里有一批能吃苦的干将。李殿中不但要在所内搞研究,还要在生产第一线解决关键技术;工程技术人员夏立军在研制支承辊时,长年累月住在一重厂内,与车间技术人员和工人打成一片……
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