"老金剛"攻關工藝新極限 上重鑄鍛瞄准核電裝備
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收藏上重鑄鍛以年營收近兩倍投資擴產,瞄准下一代核電裝備
“老金剛”攻關工藝新極限
閔行江川路上,上海電氣下屬企業上重鑄鍛大型鑄鍛件產能提升項目一期工程近日開工。項目佔地不大,約5萬平方米,總投資卻達到了企業年營收近兩倍。
錢主要花在了造設備上——全球最大真空自耗爐、萬噸級快速鍛造線、更大體量萬噸油壓機……這些都是當前產業界尚未觸及的工藝極限。
作為昔日閔行工業“四大金剛”之一,上重鑄鍛這家老廠,為何敢如此下注?上重鑄鍛總工程師張智峰說:“我們不僅僅是在擴產能,更是瞄准下一代核電裝備做規劃。”
核電裝備鍛件訂單創新高
企業上馬新項目,最直接原因就是市場需求提升。上重鑄鍛也不例外。
張智峰在接受採訪時表示,目前上重鑄鍛大型鑄鍛件訂單量較5年前已翻番。不過,由於這家老廠產線設計較早,當前核電鍛件在總產能中佔比越來越高,部分非核產品鍛件產能承壓。“我們產線負荷率已經很高了,現在擴產,就是要進一步增強高端大型鍛件產品整體承接能力。”
大型鑄鍛件需求增長,根源在於核電市場升溫。近幾年,我國核電機組核准數量已經穩定在10台以上。大型鑄鍛件是制造核電裝備關鍵零部件。它可以簡單理解為大國重器所需的“大零件”,是推動裝備制造業高端化“基石”——發電裝備核心部件、巨型船舶發動機曲軸,都離不開它。
業內有個說法:做鑄鍛的企業很多,但能做大型鑄鍛件的很少。這是因為動輒數百噸重鍛件,其冶煉、鍛造過程很難模擬,巨大尺寸會帶來無法預測的工藝缺陷。一個鍛件價值數百萬元、生產周期長達數月,幾乎沒有“試錯”機會。
在大型鑄鍛件領域,上重鑄鍛處於國內第一梯隊,近年來營收穩步增長,年均增速在15%到20%之間。張智峰表示,企業2026年目標是再增長20%,擴產項目勢在必行。
下一代核電需求浮出水面
如果僅僅為了擴產能,並不足以支撐上重鑄鍛如此大規模投入。
“成熟產品雖然當下市場反應不錯,但10年后隨著行業發展也將被市場替代。”張智峰說,上重鑄鍛擴產計劃,更重要的原因是看到了下一代核電裝備需求。“下一代核電設備會跟現在完全不一樣。現在不布局,未來就沒有一席之地。”
張智峰所說下一代核電設備,既包括第四代裂變堆,如快堆、釷基熔鹽堆,也包括被視為“終極能源”可控核聚變裝置。其中,可控核聚變堆因其極端工況,對材料提出了前所未有的高要求。
上海交通大學材料科學與工程學院教授顧劍鋒介紹:“聚變堆第一壁材料,直接與上億度等離子體接觸。材料必須在這種極端高溫下保持強度,這就需要加入鎢等難熔合金元素,這一過程難度非常大。”同時,由於堆型變了,大型鑄鍛件厚度、重量也有可能會增加,但性能要求一點不能降,這對制造技術也是巨大考驗。
“和普通材料研發不同,核電設備材料要求絕對安全。”顧劍鋒介紹,受嚴苛輻照驗証、全周期工況考核、多級工程認証約束,傳統核電定型新材料,從基礎研發到落地工程應用,周期普遍長達數十年,即便依托新技術提速,仍需二三十年系統攻關與考核。
目前,上重鑄鍛正與上海交通大學材料學院團隊進行深度產學研合作。不久前,雙方聯合申報的“上海市大型鑄鍛件材料及極端制造重點實驗室”正式獲批並揭牌,將持續賦能上重鑄鍛產能提升計劃。
在漫長周期堅定戰略投入
正是瞄准了市場需求變化,上重鑄鍛決定升級產線。具體來看,一期工程包括煉鋼產線瓶頸改造、全球最大真空自耗爐以及萬噸級快速鍛造線三部分,后兩者用於提升大型鑄鍛件產量,也有助於大型鑄鍛件創新研發。例如真空自耗爐可用於冶煉特種材料,快速鍛造線可提高鍛造工藝靈活性。
張智峰打了一個比方:“鋼水是我們的‘面粉’,鍛件是‘面包’。以前我們只能做常規‘面粉’,現在要通過真空自耗爐等新設備,做高強度‘特種面粉’,再用快鍛線做成‘特種面包’。”
這種“靠前投入”,是這家老廠歷經多次轉型后攢下的經驗。
上重鑄鍛歷史可追溯至1958年上海重型機器廠,新中國第一台萬噸水壓機就誕生於此。但進入上世紀90年代,企業一度面臨市場競爭力減弱困境。轉機出現在2006年。上重鑄鍛看准國家要建百萬千瓦級大型核電站、清潔燃煤電站需求,謀劃建設新一代萬噸壓機,並將主營產品向高端能源裝備用大型鑄鍛件轉型。那一年,張智峰剛畢業並進入上海重型機器廠工作。
這20年來,顧劍鋒見証了國內核電大型鑄鍛件從依賴進口到全面國產化全過程。他回憶道:“2010年前后,國家准備大規模上核電,一大批項目啟動。那時候全國幾大重機廠都在拼,次品率很高,一件廢掉就是幾百萬元損失。”
上重鑄鍛花了一個又一個10年來啃大型鑄鍛件這根“硬骨頭”。如今,上重鑄鍛研發攻關的華龍一號已實現核島主設備大型鍛件100%國產化,600兆瓦高溫氣冷堆和國和一號大鍛件國產化也進入全面攻堅階段。
這或許正是中國制造升級最朴素真相——那些看得見大國重器背后,是無數看不見的工業基礎能力在托舉﹔基礎能力提升,沒有捷徑可走,需要企業扛住短期盈虧壓力,在漫長周期裡做堅定戰略投入。
10年之后,今天埋下的種子,必將長成支撐大國重器的脊梁。
(來源:解放日報 記者 吳丹璐)
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