挤压机 挤压机工作原理

2020年7月,由中国自主研发的世界最大5万吨级热态立式挤出机精彩亮相。自此,我国成功突破了厚壁无缝钢管在口径、厚度、长度等方面的制造瓶颈。那中国为什么要发展大吨位重载挤出机呢?这种厚壁无缝钢管有多重要?

挤压机 挤压机工作原理

无缝钢管的重要性

作为一个设备和电力大国,中国的发电项目数不胜数。然而,这类发电工程中必不可少的设备——大口径厚壁无缝钢管,却一直由人控制。它是由钢锭或实心圆钢经热轧制成空芯的无缝钢管。主要应用于60万千瓦以上的超临界、超超临界等大型电站和石油化工行业。

比如我们钻石油的时候,包裹钻头的钢管就是这种无缝钢管,它的制造主要依靠重型压力机,可以说代表了国家制造业的发展水平。是不是有些人很好奇,造这种无缝钢管有多难,为什么还要靠重型压力机?

无缝钢管有多难造

无缝钢管,顾名思义,是一种中间为空截面且周围没有接缝的圆形、方形和矩形钢材。与普通焊管不同的是,它是由实心钢锭或管坯经加热软化后,再经冲压制成空芯管坯,然后在轧机中拉伸初步成型。这一步恰恰是最难的,在这个过程中必须保证。

以核电站所需的无缝钢管为例,它需要解决核废水流动带来的腐蚀问题,因此需要在钢中添加合金元素来抑制腐蚀,技术难度自然更高。不经意间,就会浪费大量的时间、材料和成本,所以用对机器自然事半功倍。

重型挤压机通过释放强大的压力使金属在模具中成型,不仅可以加工铝材料,还可以加工其他金属材料。因此,重型挤压机是生产无缝钢管的必备设备。但由于国外长期的技术封锁,我国一直在高价从国外进口无缝钢管。

据了解,这种耐高温高压、大直径、厚壁的特种钢管90%以上依赖进口,我国每年需要约10万吨这种钢管,而国外出口的价格非常昂贵,一吨就要几十万,每年至少要花费数百亿。

为了打破这一局面,中国北重集团联合清华大学等20多家单位开始自主研发3.6万吨黑色金属立式挤压机并进行工艺研究。不过,虽然起步晚,但进步很快。仅用时3年,耗资9.9亿元。中国成功攻克了施工、工艺等多项技术难题,自主研发出世界上最大的黑色金属立式挤压机。

截至目前,我国大口径厚壁无缝钢管制造技术一举打破国外垄断,达到世界领先水平。北重集团也成为继美国魏曼戈登公司、法国阿伯丁杜瓦公司之后,全球第三家生产的企业。那么,这款我国自主研发的挤出机与国外相比有什么优势呢?

我国研制的挤压机有何过人之处

我国自主研发的机器属于与国外技术不同的技术路线。它采用预应力钢丝缠绕结构,上下梁、柱用高强度钢丝预张紧,构成压力机的承载框架。

这不仅提高了压力机主轴承架、主工作缸等主要轴承部件的疲劳寿命,而且在原有基础上增加了3~6个月的使用寿命。与美国生产的钢管相比,中国还降低了结构重量、制造成本和安装成本,因此其综合性能更加突出。

其次,中国还集成了更先进的技术,增加了卫星缠绕、液压顶推和液压提升安装等技术,解决了同时期美国公司难以解决的千吨级超大型结构建造和安装中的技术难题。正是由于这些优势,中国的重型挤压机成功地将市场价格从每吨几十万降至每吨几万元,每年为国家节省40亿元,创造了巨大的经济效益。

然而,中国并没有停止前进的步伐。2020年,中国研制出世界上最大的5万吨热态立式挤出机,打破了传统方法,提高了生产效率。挤出一根直径1320毫米、长13米、重25吨以上的大口径无缝钢管只需几分钟,而且可以一次成型,大大降低了我国电站建设成本,对提高电站建设水平和国际竞争力具有重要意义。

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