九套大型成套设备——关系国家命脉的国宝级装备

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九套大型成套设备——关系国家命脉的国宝级装备
工程总投资：—
工程期限：1961年——1973年


2006年8月4日，西南铝业集团首次轧制出亚洲最大的5米直径巨型铝合金锻环，为后续研制新一代长征系列大推力运载火箭储箱结构零件奠定了基础。

“九大设备”是我国在上世纪60年代初，国民经济困难时期及中苏关系破裂后，为了应对苏联和以美国为首的巴黎统筹委员会的全面禁运封锁，决定自行研制的九套大型成套设备。当时国际环境严峻，中央决定自力更生研制原子弹、导弹和新型军用飞机，以增强国防实力，而所需的新型原材料必须立足于国内。为发展冶金工业，提供生产航空、导弹、原子能和电子工业所急需的新型材料的生产设备，1961年5月15日，中央批准国家计委、国家科委《关于安排九套大型成套设备生产任务》的报告。1961年6月1日国家科委以（61）科绝工字356号文件正式下达设计研制任务书。

这九套复杂精密的大型成套设备，分别是：
（一）、3万吨模锻水压机，设备总重达9015吨，1973年9月投产；
（二）、12500吨卧式挤压水压机，1971年5月投产。这两套大型水压机共有298种、460台，总重量24750吨的机器设备，主要用于飞机、导弹的翼梁、壁板、型材、鼻锥的锻造和挤压。
（三）、辊宽2800毫米热轧铝板轧机，1972年投产；
（四）、辊宽2800毫米冷轧铝板轧机，1972年投产。这两套铝板轧机共有

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新中国成立后，我国机械工业虽然经过10年发展，至60年代初已有一定基础，但要自行研制这些设备，难度还是相当大的。这九套大型成套设备，在我国重型机械制造业历史上都是第一次设计制造，在国外也算是尖端产品。其中用于生产大型锻件的30000吨模锻水压机，当时全世界仅有美、苏、德三个国家制造过同类设备。12500吨卧式挤压水压机，当时世界上只有美国和苏联拥有。辊宽2300毫米合金薄板冷轧机，是当时世界上最大的冷轧薄板轧机之一，仅一片机架牌坊净重就达160吨。还有10000吨油压机及模拟样机，都是压制导弹鼻锥和火箭壳体的专用设备，也属于尖端产品。

上述九套大型成套设备，共包括840种，1406台套，总重量45000吨的设备。由第一重型机器厂、沈阳重型机器厂、太原重机厂、上海重机厂等上百个单位制造。从1961年开始研制，大部分于1970年前完成，最后一套辊宽700毫米20辊带钢轧机于1973年交付。全部完成后，分别装备5个工厂，即西南铝加工厂、太原钢铁公司、成都无缝钢管厂、重庆钢铁公司、北京玻璃钢研究设计院（251厂）。这些设备即使是现在都是关系国家命脉的“国宝级”设备，部分技术指标仍然居世界前列。


南铝加工厂拥有一台目前亚洲最大的3万吨模锻水压机，1960年8月开始研制，1973年9月投产。

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艰巨的系统工程

九套大型设备的设计和制造相当复杂，配套部件的主机与辅机、传动与控制（最大的直流电机为6400千瓦）、热处理设备（最深的炉子有33米），彼此之间在设备性能上、配套上、时间上必须互相衔接。百吨以上的大件共有18件，产品的运输、起重等问题都必须在设计时一并考虑。

而设备制造不仅包括了一机部所属的工厂，还有部分配套件需要第三机械工业部、第四机械工业部、纺织工业部、轻工业部的工厂制造。涉及中央10个部委，上百家工厂，1100多名工程技术人员，1万多名工人，以及100多项重要的试验研究。由于参加各方想法不一致，总进度定不下来，工作已陷入僵局。

为了统筹组织九套大型设备的设计、制造工作，一机部部长段君毅向党中央建议，由时任农业机械部副部长沈鸿专管“九大设备”的研制工作。1961年10月，中央将沈鸿调到一机部任副部长。此时，沈鸿在上海负责的万吨水压机项目正进入总装阶段，又受命领导更艰巨的“九大设备”设计制造任务。

沈鸿到任后，首先深入调查研究，听取各方意见，向有关各方强调，九大设备是大家的共同事业，必须以大局为重。团结协作，工作中实行多种三结合，集思广益，避免片面性。九大设备中的八套，用户是冶金部的工厂。沈鸿商请冶金部党组同意派徐驰副部长专职领导这项工作。沈鸿与徐弛两人都是技术专家，在延安时期就曾密切合作过。

以后的重要设计审查会都由沈鸿与徐驰两人共同主持，他们互相支持，加上准确的分析判断，过去僵持不下的问题，一个一个很快得到了合情合理的裁定解决。由于两位部长在上面以身作则，并对所属基层单位做思想工作，机械、冶金两部从上到下很快形成了团结合作的良好气氛。许多原来有分歧的技术问题，逐渐在认识上取得了一致。

针对有关各方的思想倾向，沈鸿和徐驰为九大设备的设计和制造规定了总的指导原则：既不应单纯为了可靠而选用现成老设备拼凑成套，也不能片面追求“先进”而采用些不是十分必要，一时还没有把握的新技术，拖住整个工程进度。


沈阳重型机器厂设计制造的12500吨有色金属卧式挤压机部件，重达数十吨。

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密切协作统一调度

为及时沟通情况，密切协作关系，一机部特报请国家科委正式批复：“九套大型设备的设计制造，在有关企业部门的内部和相互之间不保密，参加工作人员的政治条件也不作特殊规定，但有关的技术资料不得宣传报道，也不得提供给国外。”在当时强调保密和工作人员政治条件的历史情况下，这样的规定对做好九套大型设备的工作，是非常必要的。

为确保九套大型设备的完成，一机部内除指定沈鸿专责从事这项工作外，该部技术司、三局和其它有关司局也有专人管理。责权统一，指挥及时，人数不多，工作效率却很高。此外，一机部指定第一重机厂、沈阳重机厂、上海重机厂、洛阳矿山机器厂、太原重机厂等几个制造主机的工厂，分别负责各有关工程（车间）生产线设备的设计和制造，由他们对主机、辅机到配套产品进行统一协调，从设计、制造到安装，负责到底。改变过去主机制造厂只负责本厂生产的单一产品制。例如2800毫米铝板冷、热轧机成套项目，主、辅机有200多种，大型电炉电热设备有30多种，大型电机及传动控制设备等都指定由第一重型机器厂负责统一对用户部门，使其逐步具备生产线成套、车间成套及工厂成套的能力。

在九套大型设备的设计、制造中，沈鸿和徐驰组织编制了每一套设备的长期计划总进度表，每年按进度抓几次，有关各方按总进度表进行工作，直到工程完成为止。设计人员一经确定就不许变动。冶金工业部约有300人参加设计，一机部约有800人参加设计。为了不断积累经验，提高技术水平，要求他们有始有终，从设计到制造、安装、投产都要参加实践。在总进度表上，还印上设计人员的名单，既是对他们的鼓励，又便于检查，对九套大型设备的完成起了促进作用。为了解决技术问题和认识问题，从1961年到1965年，沈鸿和徐驰共同主持召开了15次协调会，每次会议都有效地解决了问题。

在每套重大设备进行的各种试验研究工作中，除了做各种单项试验外，有的还要做模型试验，有条件的还制造中间设备，以取得实践经验后再用于正式产品。如3万吨模锻水压机，做了300吨模型样机；2300毫米合金钢板轧机研制中，先后做了1:10的230毫米小试验机和600毫米中间轧机。这样，取得了不少经验用于改进设计，使设计稳妥可靠。

由于妥善协调，方法得当，广大工程技术人员和工人自觉地努力工作，1963年就完成了九套大型设备主辅机的技术设计。它们为解决我国研制原子弹、导弹和航空航天产品等多方需要的设备，奠定了基础。同时也带动了有关辅机、电气、仪表制造业同步发展了许多新产品，锻炼了技术队伍，也积累了丰富的经验。这些设备至今仍发挥着重大作用。


1971年投产的西南铝业12500吨卧式挤压水压机，设备总重15735吨，技术指标即使现在都位居世界前列。

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西南铝业“四大国宝”级设备

以西南铝业为例，全国解放后不久，国家就着力发展为军用飞机提供原材料的铝工业。为全面满足发展国防工业和航空航天急需的大规格、高品质铝材，并打破封锁、摆脱依赖进口的局面，中央决定建设一个大规模的铝合金加工厂。

1959年2月7日，中苏两国签署了27项协议，其中一项就是苏联承诺援助中国建设一座年产量为10万吨的大型铝镁钛合金加工厂。至1960年4月，由于中苏关系急剧恶化，中央决定由我国自行设计，自己建设该项目（代号冶金部112厂，现西南铝业）。冶金工业部随即给北京有色冶金设计总院等单位下达了自行开展设计的任务。

1961年5月15日，国家计委和国家科委向一机部下达了研制装备西南铝加工厂的30000吨模锻水压机、12500吨卧式挤压水压机、辊宽2800毫米热轧铝带轧机和辊宽2800毫米冷轧铝带轧机等4套大型设备的设计制造任务。

其中3万吨模锻水压机由第一重型机器厂、一机部机械科学研究院负责研究、设计、制造，以赵德生、刘炯黎、方瑞农为主设计。12500吨卧式挤压水压机，由沈阳重型机器厂设计制造，以王铮安、冯华清、徐敦为主设计。辊宽2800毫米热轧铝带轧机和辊宽2800毫米冷轧铝带轧机：由第一重型机器厂、太原重型机器厂设计制造，由王永祺、夏德新、刘明延、厉功组织设计。

3万吨模锻水压机于1960年8月开始研制，1967年底在第一重机厂完成制造，主体部件为锻焊结构，主机本体重7700吨（仅活动横梁就重1429吨），设备总重达9015吨，百吨以上的大件就有16件。在研制过程中，一重副总工程师冯子珮率领技术人员大胆采用电渣焊、电液同步平衡系统等新技术、新工艺，成功解决了立柱、工作缸的焊接，以及活动横梁、下横梁的20片纵向板（每片用8块3200×1500×320毫米锻板，电渣焊成）制造和大平面加工等难题，使主体设备的大型铸件、锻件、焊接件全部达到一级水平。

1.25万吨卧式挤压水压机由沈阳重机厂设计制造，为四柱卧式结构、附穿孔系统，有三级压力。当时世界上只有美国和苏联有这样的设备，国内鲜有资料可以参考借鉴，可想而知难度相当大。为此一机部副部长沈鸿大胆启用解放前毕业于南京中央大学航空系的王铮安为总设计师。王铮安能说流利的英语，还自学了俄语和德语，曾翻译过轧钢方面的德语专业书籍，1956年撰写了关于《液压机压力参数的选择》等论文。在1962年哈尔滨会议及其以后一年时间有关挤压机穿孔系统结构问题的争论中，王铮安充分考虑了现有方案的特点，并从德文杂志的报道中得到启发，提出了一个全新的穿孔系统，完全满足了生产中的工艺要求。为了避免蛮干，给国家造成损失，沈重在设计制造12500吨卧式挤压机之前，先试制了一台3500吨卧式挤压机样机，安装在锻压车间试验，为顺利完成12500吨卧式挤压机积累了宝贵经验。

由于该机零件重量重、外形尺寸大、承受高温高压、加工精度高，使得12500吨挤压机的制造工艺非常复杂，仅75吨以上的大型铸件就有4个。如固定梁，外形尺寸6100×4200×1800毫米，净重90吨，沈重采用多包钢水浇注。主柱塞直径1130毫米，表面工频淬火，内孔用深孔套料。工作缸直径1900毫米，净重42吨，沈重采用分段锻造，电渣焊接，焊接厚度达250毫米。1966年11月14日万吨挤压机本体部分开始装配，由于机体超长，为此加固了装配平台，车间装配跨加长到100多米，布满了要装配的大型铸锻件。12月4日开始试车，到年末结束。

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辊宽2800毫米热轧铝板轧机和辊宽2800毫米冷轧铝板轧机于1961年研制，由第一重型机器厂、太原重型机器厂设计制造，由王永祺、夏德新、刘明延、厉功等人组织设计。2800毫米热轧铝板轧机为四辊可逆式结构，工作辊直径750毫米，支承辊直径1400毫米，轧制速度每秒3米。整个工序包括热粗轧机、热精轧机、铸锭平面铣床、铸锭酸碱洗机列、推进式加热炉、辐射式双膛链式电加热炉等设备。可生产1XXX-8 XXX系的所有铝及铝合金板带材，产品厚度为2.0-200mm、宽度为800-2500mm。

2800毫米冷轧铝带轧机也为四辊可逆式结构，工作辊直径650毫米，支承辊直径1400毫米，轧制速度为每秒4米。整个工序主要包括Φ650/Φ1400×2800mm四重可逆式冷轧机、Φ360/Φ1000×1400mm四重不可逆式冷轧机等设备。主要进行热轧毛料常温轧制,为精整工序提供从民用到军工、从普通到高档，厚度在0.1-7.0mm，宽度为800-2500mm的优质冷轧板。

1966年5月后，由于“文化大革命”的干扰，生产秩序混乱，设备研制工作受阻。1967年，国务院副总理聂荣臻亲自组织检查九套大型设备的工作情况，发现问题，排除干扰，才使大部分设备于1970年基本制成。

1970年9月21日，12500吨卧式挤压水压机和30000吨模锻水压机，开始在西南铝加工厂安装。1971年1月26日，12500吨挤压机试车，3月18日验收交工，5月正式投产。使我国成为继苏美之后第三个拥有万吨挤压机的国家。1972年辊宽2800毫米热轧铝板轧机和2800毫米冷轧铝板轧机投产。

1973年9月，30000吨模锻水压机第三次试车成功，挤模压车间全部建成投产。该机投产后又作了一些改进。西南铝加工厂用酚醛板做工作台的滑板，解决了划伤问题。1981年西安重型机械研究所为该机研制成功内控式逻辑阀和电气系统半导体线路的平衡系统，使活动横梁静态平衡精度高于每米0.043毫米，比苏联70年代为法国制造的相似设备，提高了一个数量级。

这四套设备从20世纪70年代投产以来，运行情况良好，一直是我国铝加工业的骨干设备，规格是亚洲同类设备中最大的，被誉为“四大国宝”。


神舟七号飞船加注前准备，在神七工程中，西南铝承担了十多个品种、六十多个规格的铝合金关键材料和构件的研制和试制任务，主要用于飞船骨架和运载火箭的结构件、连接件和受力件等。

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功勋装备立下汗马功劳

其中西南铝加工厂的2800mm热轧铝板轧机为步兵战车、导弹等航空地面装备提供了大量铝合金厚板。2800mm冷轧机为我国生产的飞机提供了多种规格的结构板、蒙皮板，为神舟系列宇宙飞船、人造卫星和近几年研制的新型飞机提供了大量高精尖铝板材。1972年投产后，产品不但满足了国内市场需求，而且有一批进入国际市场，其产品于1979年获国家银质奖。1983年,第一重型机械厂又为西南铝加工厂设计制造了1台Φ650mm/1400mm×2800mm四辊可逆式铝带冷轧机，并将第一台辊宽2800毫米冷轧铝带轧机改为热轧机。

西南铝的12500吨卧式挤压水压机，目前仍是亚洲最大的合金管挤压机之一；为我国军用、民用飞机提供了各种高精度、大规格的型材、管材、棒材。2007年西南铝业集团投资3000万元对锻造生产线进行改造，将其改为油压机。

西南铝的30000吨模锻水压机不仅为长征系列火箭提供了国内最大的直径3.5米铝合金大锻环，为神舟系列飞船和人造卫星提供了关键的铝合金锻环及锻件；还为我国航空工业、舰船工业提供了各种铝合金、钛合金和高温合金锻件。铝合金锻环是运载火箭关键联接件，生产难度极大，2008年6月，西南铝承担了直径大于5米的航天用巨型铝合金锻环的研制和生产任务。4个月后成功锻制出亚洲最大的6.1米的铝合金锻环。西南铝还是国内唯一获得美国波音公司航空模锻件生产许可证和锻坯生产许可证的企业，向波音公司出口了包括钛合金起落架锻件在内的一百多吨产品，这些都是世界上工艺要求最严格的部件。现在包括波音747在内的2000多架波音飞机上都装有中国制造的部件。

这四套设备形体巨大，结构复杂，是我国工程技术人员智慧的结晶，体现了20世纪60年代我国机械制造技术的最高水平。除了上述装备西南铝加工厂的四套大型配套设备外，还有五套大型设备研制况分别为：

辊宽2300毫米冷轧合金薄板轧机：由上海重型机器厂设计、制造，以徐希文为主设计。1963年开始试验、设计，1969年制造完成，1971年在太原钢铁厂投产。该机主轧机辊宽2300毫米，工作辊直径有550毫米和450毫米两种，支承辊直径1600毫米，轧制压力4000吨，轧制速度每秒0.2到1.5米。在设计过程中，曾作了230毫米和600毫米模拟样机，进行过23项试验研究。

直径2—80毫米钢管冷轧机和直径80—200毫米钢管冷轧机：由太原重机厂、洛阳矿山机器厂、西安重型机械研究所、上海彭浦机器厂设计、制造，以严伯寿、刘立夫、陈宏弟、白连海为主设计。1961年开始试验，1971年制成，在成都无缝钢管厂投产。该机投产以来，已生产出大量冷轧钢管，解决了军工、民用急需，如直径150和200毫米的大口径冷轧管，国外生产也不多。

10000吨油压机：由太原重机厂制造，以李云亭为主设计。1961年设计，后因改进了工件的材质和原材料，用1000吨模拟样机所代替，1964年完成制造，1965年投产，设备总重135吨。该机专用于增强型玻璃纤维的压制，技术上要求长时间稳压。在北京玻璃钢研究设计院复合材料有限公司（251厂）投产以来，运转正常，满足了玻璃纤维新材料的各种工艺要求，维护保养简便。1980年5月，中国首次试射洲际弹道导弹获得成功，其玻璃纤维材料就是用这台机器压制的，从而得到了国务院的表扬和奖励。

辊宽700毫米二十辊极薄带钢轧机：由西安重型机械研究所宋激、董廷枢负责项目组织和设计，陕西重型机器厂制造。该机工作辊直径40毫米，支承辊直径72—128毫米，轧制压力150吨，轧制速度最大每秒3米。1965年开始设计，1973年初制成交货。后由于太原钢铁厂已引进国外产品，这套设备改由重庆钢铁公司第四钢铁厂使用，1984年4月调试成功，主要技术指标达到了设计要求。

历时近12年完成的“九大设备”，当时世界上全部拥有的国家只有美国、苏联和中国。这些设备适用、可靠、造价低。有力地支援了国防建设，促进了我国重型机械制造业技术水平的提高，使重型机械进入了自行设计制造高效、大型、精密、尖端成套设备的新阶段。同时也带动了有关辅机、电气、仪表制造业同步发展了许多新产品，锻炼了技术队伍，积累了丰富的经验。在1978年3月的全国科学大会上，这9套设备均获得全国科学大会奖。

改革开放以后，美、日、联邦德国等国专家在参观我国研制的这些设备时，对60年代我国已研制出这样的大型成套设备无不表示惊异和赞佩。这九套大型成套设备直至现在仍是关系国家命脉的重要装备，仅以西南铝业的3万吨模锻水压机为例：我国目前投入巨资研制的大型飞机和新一代大推力运载火箭，都需要该机器提供高强度机身框架、起落架、连接锻环等，大尺寸、高精度、工艺复杂的关键零部件。随着各家企业对这些功勋设备不断进行技术改进，它们仍将为我国工业化建设发挥重大作用。

zhangmaomao123

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zhangmaomao123 发表于 2014-1-9 13:50
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