《致敬!国家工程师》系列报道之三:铸造“大压机”
二重集团副总工程师陈小慈(左三)与数十名工程师共同打造世界最大8万吨模锻压机。(雷宇 摄)
编者注:
13层楼高的8万吨“大压机”锻造着飞机的起落架和主梁;上千个软件组成的网络控制系统成为高铁的大脑和神经;海上石油钻井平台期待着拯救中国;4000吨级起重机掀起南海的巨浪;4000吨级起重机将为大型核电站张开双臂。
重大装备制造事关国家命脉、国家安全,在这个领域默默耕耘的人们无愧于“国家工程师”的称号,他们专注打造代表国家核心制造能力的重大装备;他们的事业支撑起国民经济的脊梁。
在中华人民共和国成立65周年之际,新华网与瞭望东方周刊联合推出大型报道《致敬!民族工程师》,向读者介绍代表“中国制造”的十大重大技术装备制造项目及其核心团队。
穿着简单的蓝色工装外套,更简单的牛仔裤,脚上是轻便的皮鞋,陈小慈在狭小的办公室里站起身,热情地向记者伸出了手。
他“颇为惭愧”地说道,你看我连手表都没有,你们都戴手表,都是“表兄弟”啊!
在中国第二重型机械集团公司(以下简称“二重集团”)的重工业城市德阳,副总工程师陈孝慈带领数十名工程师攻克了这座城市,终于取得了今天的成就——8万吨模锻压机就是他们的作品。
二战后,飞机的作用更加突出,如今军用飞机是决定战争胜负的关键,而制造飞机起落架、主梁等大型航空锻件,需要强大的“大压力机”,有5万吨、7.5万吨、6.5万吨的“大压力机”。
8万吨“大压机”的投产,使我国成为世界上拥有模锻装备水平最高的国家。
谈起“大压力机”的历史,二重集团副总经理闫杰向我们回忆道:新世纪初,中国工程院院士师昌绪给国家领导人写信,建议围绕大飞机项目保障能力问题研制大吨位压力机,从此二重的“大压力机”梦就此开启。
一生中要完成的一件事
中国和二局集团的“大报业”梦,可以追溯到20世纪50年代。
1958年,作为新中国三线建设和“一五”计划重点工程,西南重型机器厂在四川动工兴建。
其周边还有一大批三线企业,如东方电气、东风汽轮机厂等——中国领导人希望它们打造“中国的乌拉尔工业区”。
1964年国务院发出的通知中提到,国家给该厂设计的生产任务是生产“大型火炮100门(战时300门)、航空锻件10400吨……”。
原第一机械部的报告说:“这是我国自行设计的第一座军民结合的现代化重型机械工厂。”
几经停摆,二重厂的牌匾最终在1971年挂起。这期间,正如闫杰所说,一开始有1万多名员工,后来有7000多人“含泪与二重告别”。
1965年到二重集团时,一级技术员褚荣国的月工资是92元,10年后只增加了10元。
这位82岁的工程师向记者回忆起那时人们的干劲:“大家朴实无华,兢兢业业,没有什么奖金,但晚上设计院的灯一直亮着。”
在德阳,直到1972年,他们一家三口还住在一间12平方米的房子里。
土生土长的二重大学子重型机械设计院产品工艺研究室主任陈文记得,小时候到厂里玩,看着锻造工人在车间门口锻造零件,“觉得很壮观”。
原重庆化工厂工人陈小慈的命运因恢复高考而改变,他选择读冶金专业,因为“他叔叔、婶婶都是重庆特钢厂的技术员,那时候他们在实验室都穿着白大褂。”
1982年进二重厂的陈小慈一直是好学的典范,因解答了老师未完成的一道题,老师请他吃了一顿东北饺子。
那时二重的气氛很热闹,科学的春天已经到来,办公室里每晚都灯火通明,老人毫无保留地向年轻人传授知识,大家都希望把失去的时光补回来。
屡次承担重点项目的二重集团是“天之骄子”。比陈小慈晚8年进厂的严杰记得,自己在大学担任学生会干部时,发现二重集团的孩子们在接待新生时,穿得“豪华”极了——扛着米饭、香肠、榨菜,从卧铺车上走下来。
1989年,作为该厂分配到的最后一名大学生陈文,赶上了中国锻压设备黄金时代的尾巴。当时,德阳流传着这样一句话:“女儿快快长大,长大了嫁进二重厂。”
辉煌并未维持多久,1993年,二重集团的项目比以前少了,许多人都休无薪假去创业。
20世纪90年代中期,留学生在新加坡打工,一年可以挣20万至30万人民币。
1994年,时任模锻厂副厂长的李连川也回到了二重集团,他的父亲是一名退役军人,他对这个尚处于困境中的企业很看好。
到了2000年,“工作一下子就多了起来,停不下来的现象越来越严重了。”他们也开始与国外项目合作。
也是在那一年,行业提出要安装一台产能超过6万吨的“大压机”。
消息一出,各地纷纷争相立项——“这样的机器,影响力、辐射力很大”。
一个典型的例子是,“大压机”被二重集团收购后,德阳很快涌现出一批航空配套企业。
2003年,二重集团在陈孝慈的带领下,组织团队申报8万吨“大压机”项目,他们下定决心:“这个工程我们一定要做,也只有我们能做。”
当时二重集团一位领导曾说过,“对于我们这一代人来说,一生中如果能完成一件事,那就值得铭记”。
男人的选择
中国的崛起,让中国二局集团与中国大飞机再度走到了一起。
早在上世纪70年代,二重集团就承担了“运十”工程6.5万吨大型锻压机的研制任务,可惜“运十”工程流产,“大压机”也随之停产。
多年后,师昌绪院士又说,国产大飞机项目必须立足国内,大飞机大锻件的锻造设备也必须国产化,否则我们就会“受制于人”。
陈小慈算了一笔账:8万吨大型模锻压机可以使成形的机械零部件具有精确的形状和高精度的尺寸,一架飞机上约85%的零部件都是零部件,以目前中国航空市场的发展趋势来看,新增机场和飞机数量将成为“大压缩机”巨大的市场空间。
但此前从未有人制造过8万吨的模锻压力机,世界纪录是苏联的7.5万吨压力机。
中国的“大压机”也被视为二局工程师生命中的一场重大战役。
毕业时,严杰“毫不犹豫地选择了二重”,因为“这是男人的选择”。
有一段时间,“我们很受震动,觉得国家不支持军工。”他们曾经做汽车模锻件,赚得盆满钵满,“一年能赚1个亿”。
转折点始于“南斯拉夫轰炸”事件,当时国防项目启动,闫杰回忆说,当时人们觉得“机会来了”,此后二重集团就一直“盯”着相关行业和部门,他们一直跑到原来国防科委和沈飞集团合作拿下项目,8年前,他们终于拿下了沈飞集团的“11号工程”。
二重集团迅速砍掉所有汽车模锻业务,作为中航工业体系外唯一的锻造厂,二重集团主力生产厂万航模锻厂从“挤在门口”到“坐在沙发上”,再到后来“坐到了餐桌上”。
这背后,是几十年老厂“一声令下,不含糊”的作风。
据中航工业一位飞机专家的公开回忆,“11号工程”指的是歼11系列战斗机。
对于二重集团的老工程师来说,造一台“大压力机”是他们几十年的梦想。(雷宇 摄)
血铸锤 80000
2006年1月,在得知“大飞机”项目开工后,二巨集团便把航空制造业支撑技术“大压机”定为“一号工程”。
航空模锻件大型化、精密化、集成化、轻量化的时代早已到来,但国内始终没有出现一台令人满意的“大压机”。
陈孝慈带队顶着寒风来到北京,希望拿下这个项目,但“鞋袜磨破了,心里很失望”。
陈文记得,申报团队为不同评审部门写了几十版申报方案;二重集团技术中心副主任王岳桥说,当时申报团队甚至出差都要自带打印机。
2007年,另一项目投标人突然在《人民日报》上发表消息,称其8万吨项目已谈妥。
陈小辞十分震惊,感觉“窒息”。
他始终认为自己的申请理由足够有说服力:作为国家重大工程,要充分考虑战略安全,不能设在边境地区、坝区、金融中心或大城市,否则战略目标过于集中,敌人攻击的可能性就会降低,而且要降低先发制人的成本。同时还要考虑运输和安装成本。所以应该就地制造、现场安装。
2007年11月15日,“大出版社”被二重集团收购。
陈小辞抽了一口烟,戴上眼镜,头微微往后仰,右手划过鼠标,点开当时的技术资料,“铸造一个部件,需要5个钢包!”
每包钢水成分必须一致,加工一个零件要一个月,效率提升不容易。“上哪找这么多设备?”他声音一下子大了起来。
机器造好了,安装还是个问题。这台庞大的机器要分阶段安装,它的四根柱子高达36米,每根柱子需要5块“C型板”粘在一起,每块重250吨,相当重。总重量相当于167辆车。
安装这四根柱子需要一个月的时间。
巨型压机的单位荷载很大,有专家曾说,8万吨土木工程相当于三峡工程的压力标准,400平方米以内,沉降差不能超过15毫米,为了控制沉降,这台“巨型压机”在安装的5个月时间里,每安放一个构件都要监测沉降量。
由于地下部分工程量巨大,仅排水工程就耗时两年。
2010年,“大压机”移动横梁浇铸成功,创造了国内一次性浇铸钢水758吨的最大铸件纪录——这也是世界上单体最重的部件。
次年,用于“大压机”支架的36米长“C型板”整体加工完成,实现了我国超长零件整体机械加工的突破。
2010年12月31日,看到工程进展顺利,陈小慈突然雄心勃勃,写下了这样一句歌词:“野心撑起旗帜,激情铸就八万把锤子”。
不受他人控制
“锤子8万”被安置在一个巨大的车间里,按下按钮,卷帘门缓缓打开,巨大的机器如同电影《变形金刚》里的巨人般缓缓出现。
这栋13层的绿色金属建筑,不仅拥有全球最重的单体零件,还有全球最厚的筒形锻件、全球最长的单体机加工零件、全球最厚的焊接零件……重量超过75吨的零部件多达68个,该压机外形尺寸、整机重量、最大单件重量均为世界第一。
当控制台上的操作人员按下控制按钮,“大压机”启动:巨型工作夹将加热炉内的高温合金毛坯取出,送至工作台上,同时从红色管道中注入液压油,主工作缸下压,工作台上方的锻锤下降……锻造成型。
这个过程只需要一个人来操控,正如陈小慈所说:“越先进的设备,需要操作的人就越少。”
锻造可能要经过多次,初锻、中锻、复锻,陈小慈说,多次锻造是为了达到“网状成型”。
他说,我们做的就是管控“三个场”和“三个率”。三个场是:温度场、质量场、应力场;三个率是:材料利用率、加工效率、质量合格率。三个场是技术绩效,三个率是经济绩效。
2012年,这台全球最大吨位的液压机正式投入使用,师昌绪院士发来贺信说:“考虑国防重大装备的重点是有没有问题,而不是利用率,否则我们就受制于人了;而且,这种装备可以推向世界,为我国成为机械制造业强国奠定基础。”
能显示出这台强力机器对中国的重要性的是,二巨集团曾多次得到国家安全部门的通报,有人想尽一切办法潜入厂内打听,甚至冒充外媒记者要求采访。
陈小慈说:“没有这个东西,中国就不可能有自己的先进战斗机。装备依赖可能演变为军事依赖,最终演变为政治妥协。”(记者齐岳峰/四川德阳)