礦山重型裝備國家重點實驗室依托我國重礦機械行業龍頭企業——中信重工機械股份有限公司建設運行,2011年1月經科技部批復進入第二批企業國家重點實驗室建設計劃,2013年8月通過科技部驗收。實驗室下設物料與加IT藝實驗室、制造工藝實驗室、電氣傳動與控制實驗室等18個專業實驗室,共計31個實驗系統,擁有機械、自動控制、檢測診斷等重大設備及儀器。實驗室形成了完整的實驗研究手段和人才鏈條,也構成了重礦裝備設計與制造兩大方面課題所需的“設計一實驗一仿真”一體化完整、有機的研究平臺體系。
聚焦4大研究方向,以解行業之需
礦山重型裝備國家重點實驗室建設運行來,經過不斷探索、借鑒、實踐、總結,逐漸形成了“學委會學術指導,依托單位人財物支持,管理運行主任負責,課題來源市場引領,課題選擇引領市場,科研管理合同約束,研究團隊梯次搭配,研究動力名利結合,產學研協同企業主導,行業輻射成套化帶動”的運行管理模式。在不斷的發展中,實驗室也形成了礦山重型裝備性能、可靠性與壽命、制造關鍵技術和節約減排4大研究方向,不斷為解決領域難題出謀劃策。
1.礦山重型裝備的性能設計與評價研究
針對礦山重型裝備大型結構本體,實驗室綜合利用CAD/CAE/CAT技術、數字化樣機技術等對其機械性能及結構進行設計、分析、仿真、試驗,優化,對大型結構的力學性能及整機功能進行綜合評價,并建立了礦山重型裝備的性能設計及評價體系和理論方法。
2.礦山重型裝備的可靠性和壽命評估研究
實驗室通過研究裝備的設計壽命、可靠性指標與服役壽命之間的關系,研究礦山重型成套裝備可靠性及壽命信息的處理和建模方法,建立了礦山重型裝備系統的可靠性和壽命設計方法和技術,形成了礦山重型裝備可靠性設計與壽命評估規范。
3.礦山重型裝備的制造關鍵技術研究
實驗室開展了特大型鑄鍛件數值模擬、凝固模態及熱處理過程仿真研究,開發了鍛造、鑄造缺陷檢測及防止技術;開展了大型構件焊接工藝、特大型零件的高效加工技術、大型零部件及整機裝配技術研究,形成了合理、經濟的加工工藝及裝備;開展了特大型組合零件制造過程中的變形規律研究,形成了先進的防變形技術:開展了礦山重型裝備零部件品質與性能檢驗技術及方法研究,開發了相應的專用檢驗儀器及設備。
4.礦山重型裝備的節能減排技術研究
實驗室對礦物處理過程中節約能源與資源的新工藝、新方法進行探索,開展了裝備制造工藝路線和工藝方案研究,降低了大型加工裝備能量消耗、材料消耗,減少了環境污染:同時,實驗室還開發了礦山重型裝備的節能拖動及控制技術、動力傳遞性能的優化和匹配技術、貧雜礦綜合利用的磨礦技術等,形成了礦山重型裝備的節能減排工藝及規范。
自運行以來,除承擔依托單位各類科研課題100多項外,實驗室共承擔了國家和省部級以上科研課題18項;獲授權專利248項,其中發明專利104項;獲省部級以上及全國行業性組織獎科技成果獎勵20余項。實驗室積極把科研成果轉化為生產力。近年來,在重礦行業普遍下滑的情況下,實驗室依托單位中信重工的新產品、工程成套和國外市場訂單卻逐年上升,強力推進了中信重工“從制造型企業向高新技術企業轉型,從主機供應商向成套服務商轉型,從本土化企業向國際化企業轉型”三大轉型的實現;同時,也在根本上助推了依托單位“國內著名、國際知名”高端企業的戰略實現,還帶動了國內用戶企業、其他制造企業的技術升級。
此外,實驗室重視“產學研”合作和學術交流。與澳大利亞JK磨礦分析公司、澳大利亞SINO鐵礦等機構開展技術交流與合作,實驗室提升了解決采礦機械、運輸機械、破碎機械、磨礦及分級機械等行業重大關鍵性、基礎性和共性技術問題的能力。在未來發展中,實驗室表示,在依托單位中信重工的大力支持下,將繼續堅持圍繞國家的科技發展戰略目標,密切跟蹤國際前沿科技發展,立足技術創新所亟需的應用基礎技術研究,不斷培養行業優秀科技人才,為我國礦山重型裝備科技水平趕上和超過國際水平不懈努力。
乘風破浪,喜結碩果
在多年的發展中,實驗室不斷求是創新,不但成為領域內領先的研究單位,還摘下了累累碩果:
1.研發了礦用高壓輥磨機工藝及設備技術
為處理遼寧撫順罕王集體傲牛礦業股份有限公司年200萬噸的鐵礦石,實驗室開發研制了高效、節能、新型的粉磨設備——GM140-60輥壓磨機,成為國內首創的礦用高壓輥磨機。同時,該產品是中信重工獨立開發研制具有自主知識產權的礦用粉磨設備。
2.研發了年產120萬噸礦渣立磨及工藝粉磨系統
目前每年我國生鐵產量超過5億噸,全年可產生礦渣約2億多噸。把礦渣轉為水泥主材方向發展,無論從經濟效益還是環保效益都有很大的發展前途。為此,實驗室開發設計了年產120萬噸礦渣立磨及工藝粉磨系統,并于2010年10月在天瑞水泥有限公司成功投入生產運行。年產120萬噸礦渣立磨及工藝粉磨系統的工藝參數、性能參數、控制水平及結構與國內外同類型立磨及系統比較,達到了國際先進水平,部分性能達到國際領先。
3.研發了煤化工水煤漿制備4.3x6m棒磨機組
實驗室研發了煤化工水煤漿制備4.3x6m棒磨機組。煤化工水煤漿制備4.3x6m棒磨機組是煤化工中氣化爐主要燃料——水煤漿制漿的必要設備。實驗室研發的4.3x6m棒磨機是我國棒磨機行業最大型號的棒磨機,也是煤化工水煤漿行業上應用最大型號的棒磨機。大型水煤漿制備棒磨機組技術研究的成功應用,填補了國內大型棒磨機的空白,為我國煤化工行業提供了性能可靠的制漿設備。
4.研發了GLL-300高效盤式過濾機
GLL系列高效盤式過濾機作為一種用于固液分離的過濾脫水設備,是專門用于氧化鋁廠氫氧化鋁的脫水。實驗室研發的GLL-300高效盤式過濾機采用雙分配頭結構,解決了單分配頭結構由于抽吸距離遠,脫水和脫料分布不均和能耗高的問題,大大提高了設備運行性能。該設備是截止目前為止國內自主成套開發的、具有最高裝機水平的、已經穩定運行的最大規格的球磨機,其設計制造標準達到了國際球磨機的領先水平。
5.研發了10.37x5.19m雙驅半自磨機
實驗室研制了10.37x5.19m雙驅半自磨機,主要用于粉磨各種硬度的礦石和物料,具有破碎比大,可靠性高,適應性強,自動化程度高,處理能力大等優點,廣泛用于選礦、冶金、建筑及化工等國民經濟各部門。該設備是目前國內自主成套開發的、具有最高裝機水平的、已經穩定運行的半自磨機,其設計和配置均達到了國際半自磨機的先進水平,填補了國內大型、特大型半自磨的空白。
6.研發了開式大齒輪材料及開齒調質技術
實驗室通過對開式大齒輪生產中所采用的材料及熱處理工藝進行了深入研究,研發了分析開式大齒輪材料及開齒調質技術。該技術實現了生產效率、材料性能的提升及齒面硬度的改善,均勻性和硬度衰減、能耗和生產成本降低等。
7.研發了褐煤提質技術與關鍵裝備
實驗室研發了褐煤提質技術與關鍵裝備,這是集粉磨、成型、排氣、防爆和螺旋輸送為一體的成套系統,是大型成套和高新技術產品,也是跨領域的高新技術設備。其可根據用戶的不同要求,將干燥粉碎后的褐煤,提質成型為具有一定幾何型狀、尺寸和一定理化性能指標的塊狀燃料。該技術不僅能緩解塊煤供不應求的矛盾,還能提高煤炭利用效率,減少環境污染。
8.研發了千萬噸級礦井特大型摩擦式提升裝備
實驗室研發了千萬噸級礦井特大型摩擦式提升裝備,該設備可應用于煤礦、金屬礦、非金屬礦等礦山的提升系統,用于提升礦物、下放材料、升降人員,并滿足升降大型無軌膠輪車和整體升降液壓支架等大件的要求。同時,設備填補了國內特大型提升機的空白,奠定了中信重工在特大型提升機市場上的優勢,可在煤礦、金屬礦等礦山生產中推廣應用。
除此之外,實驗室還研發了7.32x12.50m雙驅溢流型球磨機、7.32x11.28m雙驅溢流型磨機、大型高效旋回破碎機、硅鐵礦熱爐余熱發電技術。實驗室研發的7.32x12.50m雙驅溢流型球磨機和7.32x11.28m雙驅溢流型磨機主要用于粉磨各種硬度的礦石和物料,是截至目前我國鐵礦項目完全獨立設計生產并投入穩定運行的規格最大、技術最先進的、具有最高裝機水平的磨機組,其設計制造標準達到了國際領先水平。研發的大型高效旋回破碎機與硅鐵礦熱爐余熱發電技術能夠降低生產成本低,降低了硅鐵冶煉系統能耗和廠用電率,具有顯著的經濟和社會效益。