从中国制造走向中国创造_中国硬质合金装备制造技术进步与发展60年_百...

文章编号:1009-0622(2009)04-0125-05
中国制造走向中国创造
———中国硬质合金装备制造技术进步与发展60年
羊建高1,3,戴
煜2,陈颢1
(1.江西理工大学,江西赣州341000;2.湖南顶立科技有限公司,湖南长沙410118;3.崇义章源钨业股份有限公司,江西崇义341300)
要:硬质合金装备制造水平对硬质合金的发展起关键和决定作用。建国60年来,中国硬质合金装备制造技术进
步与发展经历了产业体系建立时期,大引进、大改造时期,消化吸收、自主创新时期。通过大引进、大改造,消化吸收和自主创新,中国硬质合金装备不断地从中国制造走向中国创造。实践证明,关键、核心技
术是买不来的。如果只注重引进,满足于投产、达产,低水平复制制造能力或跟踪模仿,忽视消化吸收与自主创新,引进技术难以发挥效益,而且会成为企业的包袱。难以走出“引进—落后—再引进—再落后”的陷阱,只能永远步别人的后尘。
关键词:硬质合金;装备制造;引进技术;消化吸收;自主创新中图分类号:TG135+.5;TG705
文献标识码:A
第24卷第5期
2009年10月
Vol.24,No.5
Oct .2009
China Tungsten Industry 收稿日期:2009-08-28
作者简介:羊建高(1958-),男,湖南邵阳人,教授级高级工程师,长期从事硬质合金和钨钼制品的研发、生产及管理工作。
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绪言
建国60年来,特别是改革开放30年的快速发展,中国硬质合金工业发生了历史性巨变,综合实力大幅提升,国际竞争力显著增强,已成为举世公认的世界硬质合金制造大国。中国硬质合金装备制造技术进步迈入了持续、快速、健康发展的快车道。不断地从中国制造走向中国创造。
中国硬质合金工业起始于1948年,当时大华电冶金厂(后来的大连钢厂)以手工作坊生产方式生产了30kg 钨钴硬质合金,开启了中国生产硬质合金的历史。新中国成立后,由于工业发展特别是军事工业的迫切需要,在几家工厂建立了硬质合金车间。到50年代中期,仍只能生产一些形状简单的焊接刀片、拉伸模具等,年总产量不到60t ,装备十分落后。
1958年4月原株洲硬质合金厂建成投产,该厂
成套引进苏联的硬质合金生产技术和工艺装备,奠定了中国硬质合金工业发展的基础。从此,中国硬质合金工业快速发展,到2008年,硬质合金年总产量已达到16500t ,产品规格型号达30000余个,全面覆盖了国内外市场的应用领域,技术含量高、经济效益好的深加工产品占合金总量的比率达到
19.56%,出口创汇22798.56万美元。60年来,中国
硬质合金产品品种、工艺技术、装备制造全面发展,取得了令世人瞩目的成就。
硬质合金产品、工艺、装备三者紧密联系。工艺技术水平影响硬质合金产品的实现和质量的提高,又在很大程度上依赖于装备制造水平的提高。中国硬质合金装备制造业从无到有,经历了技术引进、消化吸收、自主创新过程。分析和研究中国硬质合金装备制造技术进步与发展历程,引起行业重视装备,引导企业健康发展,促进硬质合金装备从中国制造走向中国创造,对推进中国硬质合金产业技术进步、从制造大国成为制造强国具有重要意义。
2
中国硬质合金装备制造技术进步与
发展历程
回顾中国硬质合金装备制造技术进步与发展的
历程,可以划分为三个时期,即:产业体系建立时期(1978年以前);大引进、大改造时期(1978—1990年);消化吸收、自主创新时期(1990—2009年)。
2.1产业体系建立时期
中国硬质合金产业基本上是从国家“一五”期间
成套引进苏联的硬质合金生产技术和工艺装备建成
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的原株洲硬质合金厂开始的。
解放初期的中国是一个“一穷二白”的农业大国,工业基础薄弱,以修配为主的机械工业尚未形成独立的制造业,且技术十分落后。中国的硬质合金工业基本上还是空白。
硬质合金被称作“工业的牙齿”,是为国民经济发展和国防建设提供工具材料的基础性产业。能为冶金、机械、地质、矿山、石油、化工、电子、轻工、航空航天、国防军工等行业提供各种切削刀具、钻探工具及耐磨、耐蚀零部件等。根据国民经济恢复和“一五”建设的需要,国家确立了大力引进国外先进技术提高本国技术水平的方针。集中力量建设了以156个重点项目为代表的工业体系,将发展硬质合金工业列入了第一个五年计划的重点项目之一。成套引进原苏联的工艺和装备,建设了中国第一个硬质合金厂———株洲硬质合金厂。它是中国硬质合金工业的基石与里程碑。
1954年4月建厂时,株洲的走马塘还是一片荒
地,一切从零开始。一批批拓荒者,肩负着兴建我国第一个大型硬质合金厂和振兴中国硬质合金工业的历史使命,从中国的四面八方来到株洲,开始了艰苦的创业。1958年4月1日,株洲硬质合金厂竣工验收,剪彩投产。当年制造出硬质合金755t ,为设计能力(500t/a )的1.5倍。生产的产品包括6个牌号、502个规格型号。
20世纪60年代中期,根据当时的国际形势及国
内工业布局情况,国家作出了“三线建设、战略转移”的重大决策:调整国内工业布局,将沿海及靠近沿海省份的重要企业或事业单位向西南、西北内地搬迁。
1964年9月,根据国家冶金工业部指示,确定株洲
硬质合金厂部分内迁,在西南筹建七六四厂(今四川自贡硬质合金有限责任公司)。由长沙有冶金设计院负责工程设计,株洲硬质合金厂负责各类技术资料的提供、人事调配、设备调迁、职工培训等工作。
800余员工从株洲奔赴自贡,立志建好中国自行设
计的硬质合金厂。创业者们“先生产,后生活”,“先治坡,后治窝”,艰苦奋斗,自强不息,在一片荒瘠的土地上实现了自己的梦想。1966年初七六四厂开始施工建设,1970年工厂全面竣工投产。硬质合金设计生产能力为400t/a 。工艺、装备水平与株洲硬质合金厂相当。
株洲硬质合金厂、自贡硬质合金厂的建成奠定了中国硬质合金产业体系的基础。
在产业体系建立时期,由于受到极左思潮、闭关
锁国和传统体制的约束,中国硬质合金企业既没有进行技术改造的资金,也缺乏推动企业技术进步的外部压力和内在动力。因此,硬质合金工艺技术和装备制造发展极为缓慢,生产产品质量差。到70年代末,中国硬质合金的生产工艺和装备基本上还是50年代苏联援建时的水平,落后国际水平约20年。
2.2大引进、大改造时期
1978年11月,中国共产党十一届三中全会确
立了“对外开放、对内搞活经济”的方针。国门打开了。中国硬质合金工业既看到了落后于国际水平的巨大差距,也看到了迎头赶上的机遇。为加快追赶世界先进水平的速度,中国硬质合金企业于1982年开始了以引进国外先进技术为主要内容的大规模技术改造。中国硬质合金装备制造技术进步与发展从此进入了一个新的历史时期。
株洲硬质合金厂以技术含量最高的可转位刀片为突破口,选择国际上最先进的硬质合金生产厂商的工艺技术为模式,采用成套(交钥匙方式)引进方式,经多方分析论证和国家批准,于1982年开始了以引进国外先进技术为主要内容的技术改造。利用瑞典政府提供的低息贷款,投资1.5亿元成套引进瑞典山特维克公司可乐满厂年产300t 硬质合金生产线工艺技术和装备。具体内容包括:在混合料制备方面,采用300L 可倾式球磨机,聚乙二醇成形剂以及先进的喷雾干燥制粒工艺;在成形和烧结方面,全面引进国际先进水平的自动双向压力机、挤压机、冷等静压、割型等成形工艺和设备,采用真空烧结、快速冷却的烧结新工艺并进行热等静压致密化处理;在研磨涂层方面,引进瑞士、瑞典、德国等国的先进端面磨床、周边磨床、涂层炉等设备和技术;还配套引进了一条高精度硬质合金模具生产线。1988年10月8日,株洲硬质合金厂举行了300t 硬质合金生产线全面竣工投产剪彩仪式。
1983年,自贡硬质合金厂技术改造引进工程全
面铺开。投资1.05亿元,采用“博采众长,嫁接配套”的技术引进模式,引进美国、德国、瑞典等国的先进装备、关键技术和软件,建成了300t/a 硬质合金生产线和挤压制品生产线。
南昌硬质合金厂于1984年从日本引进了具有
80年代国际水平的挤压生产线及硬质合金微型钻
生产线。
江汉石油管理局钻头厂(现苏州江钻新锐硬质合金有限公司)成套引进美国休斯工具公司硬质合金钻齿制造技术及搅拌球磨机、机械压团制粒、精密
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压制、压力烧结、热等静压等先进装备。
天津市硬质合金工具厂(现天津市森特超硬材料有限公司)于1987年引进德国克虏伯·维迪亚公司的成套硬质合金生产设备和工艺技术。
深圳金洲精工科技公司于1988年从德国引进PCB微钻生产技术和装备。
1989年,厦门金鹭特种合金有限公司引进德国、美国、日本等国的先进技术和装备。
成量集团公司硬质合金工具厂投资1.2亿元,分别从德国、美国、丹麦等国引进了多管还原炉、钼丝碳化炉、喷雾干燥塔、DORST压机、低压烧结炉等技术和装备。
陕西航空硬质合金公司引进了真空烧结炉、离子氮化炉、刃磨机床等具有国际先进水平的硬质合金生产技术和装备。
大引进、大改造时期,中国10余家骨干硬质合金企业先后以不同模式相继从瑞典、美国、日本、德国、瑞士、丹麦等国引进了先进的成套生产线或生产技术和装备。通过大规模的技术引进,硬质合金的工艺装备水平和产品质量档次得以大幅提升,中国硬质合金产业的装备水平与国外先进企业的差距迅速缩小。
2.3消化吸收、自主创新时期
经过“六五”、“七五”时期的大规模技术引进后,国家十分重视引进技术的消化吸收与再创新工作。中国有金属工业总公司将硬质合金引进技术的消化吸收再创新纳入国家“八五”技术开发“硬质合金生产新工艺、新技术、关键设备及深度加工研究”14个专题攻关计划。组织科研院所、高等院校和企业联合攻关,内容涉及新装备、新技术、新产品和新的检测方法等各个方面。如硬质合金装备技术进步与发展方面的攻关项目有:株洲硬质合金厂和自贡硬质合金厂分别负责压力烧结炉、十五管燃气还原炉的研制等。重点企业建立了企业技术中心和研发中心,科研院所、高等院校加强或新建了与钨、硬质合金相关的专业学科和重点实验室。
通过引进技术的消化吸收、自主创新,中国硬质合金生产和装备制造企业取得一系列重大突破,并将其成果转化为生产力。先后成功研制开发了氢气净化装置,十五管燃气还原炉、十五管电加热还原炉。中频碳化炉、高温钼丝碳化炉,可倾式湿磨机,高精度全自动机械压力机,1000t双向全自动液压机,冷
、热等静压机,喷雾干燥塔,真空烧结炉、压力烧结炉等先进装备。产品质量达到或超过国外先进水平。
3从中国制造走向中国创造
科学无国界,技术有国界。关键、核心技术是买不来的。技术引进的目的是在引进技术消化吸收的基础上实现自主创新。通过集成创新、原始创新、消化吸收再创新等途径实现自主创新,是中国硬质合金装备制造技术进步与发展的关键。
通过“六五”、“七五”的大引进、大改造,以及“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”的科技攻关、消化吸收、自主创新,中国硬质合金装备制造技术进步已进入新的发展阶段。正在由模仿跟踪向自主创新快速转变。不断地从中国制造走向中国创造。
通过引进技术的消化吸收、自主创新,中国创造的硬质合金装备成果日益增多,已在老生产线和传统产业的改造中发挥了重要作用,将在“新一轮技术改造”中作出更大的贡献。受文章篇幅所限,下面仅举几例,说明中国硬质合金装备制造技术自主创新情况。
3.1超细、纳米钨、钴粉末还原炉
超细、纳米钨、钴粉末是制造超细硬质合金的重要原料。传统装备制造超细粉末存在两大难题:一是质
量难题,二是成本难题,制约了超细粉末的商品化生产。
长期以来,国内外钨、钴粉末采用管式炉还原,如两管炉、四管炉、八管炉、十四管炉、十五管炉、十八管炉等。所生产的粉末受舟皿及炉内环境影响,粒度分布范围宽,粉末中时常夹杂有粗晶,质量难以满足高性能硬质合金生产的要求,且装舟量少,炉中热区利用率小,生产效率非常低,粉末成本高,市场难以接受。针对传统装备制造超细粉末存在的两大难题,中国硬质合金装备制造企业研究开发了均匀超细、纳米钨、钴粉末全自动无舟皿连续还原炉。该装备具有自动装卸料、均匀铺粉、不使用舟皿、粉末还原环境(受热情况、接触气氛状况、运行速度)相同,热区利用面积大,闭式进出料(粉末不氧化、氢气不外溢、气氛不波动),物料承载钢带自动清洗,不黏附粉末,生产效率及自动化程度高、安全性好。粉末生产成本低,所生产的超细、纳米钨、钴粉体质量好。
该装备已获中国专利3项,其中发明专利1项,实用新型专利2项:专利号200610031229.7一种生产均匀超细金属粉体材料的方法及装置;专利号ZL 200620050026.8一种生产均匀超细金属粉体材料的装置;专利号ZL200620050027.2一种用于生产均
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匀超细金属粉末材料的物料清扫装置。3.2球形碳化钨粉末制造装备
球形碳化钨粉末具有“双高”(高流动性、高耐磨
性)性能。该装备研究成功打破了国内外近50年来在球形碳化钨研究方面无显著进展的局面,解决了球形细晶碳化钨粉末制造的难题。
该装备已获中国专利3项,其中发明专利2项,实用新型专利1项:专利号ZL 03117990.8采用雾化成形方法生产球状铸造碳化钨粉的装置;专利号
ZL 03117989.4雾化成形生产球状铸造碳化钨粉的方法;专利号ZL 200420069135.5一种粉体材料球
化装置。
3.3水雾化制造硬质合金混合料专用喷雾干燥装备硬质合金混合料由于组元的粒度细、密度差异
大、分散性差,长期以来采用湿式研磨或混合经干燥后制取。其湿磨介质通常为乙醇、丙酮、己烷、庚
烷、汽油等溶剂。这些物质在使用过程中存在易燃、易爆等安全隐患,它们极易挥发,污染环境,且生产成本高。
水雾化专用喷雾干燥装备是继大形多功能喷雾干燥塔研制成功后,硬质合金混合料制造装备方面自主创新取得的又一个重大成果。
该装备用纯水作湿磨介质,采用水雾化专用喷雾干燥装备制造硬质合金混合料,与传统的湿磨介质相比,具有安全性好,环境友好,装备投入费用低,运行成本低等优点。
3.4脱脂、真空烧结、淬火多功能炉
由于装备的制约,硬质合金生产过程的脱脂、烧
结、淬火分开进行,既浪费能源、资源,占用场地,操作人员劳动强度大,又影响产品质量,且设备制造成本高,运行费用高。
研制成功的脱脂、真空烧结、淬火炉具有将多种功能在一个炉体内完成的特点,实现了脱脂、真空烧结、淬火一体化,既节约能源、资源,场地占用小,操作人员劳动强度小,且过程产品不出炉,质量好,设备成本低,运行费用低,生产效率高。
该装备已获中国实用新型专利1项,专利号为
ZL 200820158501.2一种真空脱脂烧结淬火一体炉。
4
中国硬质合金装备制造技术进步与发展的启示
历史昭示人们,技术引进是实现技术进步的一
条捷径,几乎所有“后发”国家都是从引进和模仿先
进的科学技术“起家”的,日本和韩国是这方面的典范。中国的硬质合金工业也是在引进和利用国外技术的基础上逐步发展起来的。中国硬质合金装备制造技术进步与发展的历史是一部引进消化吸收、自主创新的历史。60年的发展史,可以得到以下几点重要启示。
(1)应客观认识中国硬质合金装备制造业自主创新水平,既不可妄自菲薄,也不可盲目尊大。应该看到,通过引进技术消化吸收与自主创新,中国硬质合金装备制造能力大幅提升,现代硬质合金生产所需的大部分装备已都能在国内得到解决。但也应当承认,在高精度设备、高精密检测仪器方面,中国与世界先进水平还存在差距。
(2)中国硬质合金装备制造技术进步与发展的实践再一次证明,开放才能进步,闭关锁国只会落后挨打。
(3)科学无国界,技术有国界。关键、核心技术是买不来的。如果只注重引进,满足于投产、达产,提高生产能力,忽视消化、吸收、自主创新工作,引进技术难以发挥效益,而且会成为企业的包袱。难以走出“引进—落后—再引进—再落后”的陷阱,只能永远步别人的后尘。
(4)学习日韩“一号机进口,二号机改进,三号机出口”的经验。按照“一仿二改三创造”的原则,只进口少量生产线和样机并对制造技术加以消化吸收,在此基础上自主创新,那将会后来居上,出现另一番景象。低水平复制制造能力或跟踪模仿,不下苦功自主创新没有出路。
(5)学习日韩“消化吸收投入新理念”。假如引进一元钱的技术,日韩愿意投入五元钱去进行消化吸收。由此看来,如何真正地做好消化吸收工作,并在此平台上进行自主创新,将是中国制造业引进技术的成败所在。
(6)随着市场竞争日趋激烈,非自主创新产品的利润空间、跟进空间和安全空间将变得越来越狭窄,模仿关键技术面临的知识产权保护问题会越来越严峻。自主研发、自主知识产权的获得已成为产业竞争中领先的关键因素。
(7)硬质合金装备制造水平对中国硬质合金的发展起关键和决定作用。应引起国家、行业、企业的高度重视,采取切实措施,使中国硬质合金装备从中国制造走向中国创造,使中国硬质合金由制造大国成为制造强国。
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On the Recovery of Tungsten and Molybdenum out of Acid Leaching Solution by
Ion-exchange
LI Qing-gang,ZHANG Qi-xiu,LI Zan-en,TIAN Ji-ying,XIAO Lian-sheng
(Faculty of Metallurgy Science &Technology,Central South University,Changsha 410083,Hunan,China)
Abstract:Recovery of tungsten and molybdenum by ion exchange out of acid leaching solution of low grade scheelite with high content of Mo is studied in this paper.The results of static experiments indicate that the recovery rate of W and Mo from the solution by DX01-A resin and D41X-B resin is optimal.The results of fixed-bed experiments show that,the total work adsorption capacity of DX01-A resin for Mo and WO 3is 69.9mg/ml,the total work adsorption capacity of D41X -B for Mo and WO 3is 21.6mg/mL,under the conditions of contact time of 60min and room
temperature.The loaded resin is desorbed by the mixture solution of NH 4Cl and NH 3·H 2O,and the desorption rate reaches100%.Two kinds of resins enjoy high impurity removal efficiency,with 99.6%~99.7%P removal rate,and
99.9%removal rate.
Key words:tungsten;molybdenum;recovery;ion exchange
(编辑:刘忠洪)
(编辑:刘忠洪)
From "Made in China "to "Invented by China "
---60th Anniversary of the Technology Progress and Development of the Equipment
Manufacturing in China's Cemented Carbide Industry
YANG Jian-gao 1,3,DAI Yu 2,CHEN Hao 1
(1.Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,Jiangxi,China;2.Advanced Corporation for Materials &Equipments,Co.,Ltd.Changsha
410118,Hunan,China;3.Chongyi Zhangyuan Tungsten Industry Co.,Ltd.,Chongyi 341300,Jiangxi,China)
Abstract:The production capability of equipment manufacturing plays the key role in the technology progress and development of cemented carbide industry,which has experienced subsequently industry
system establishment period,large scaled import and reform period,digestion,and the period of digestion,absorption,and ultimately independent innovation.China's equipment manufacturing level of cemented carbide industry has upgraded from "made in China"to "invented by China".Past experiences have proved that key and core technologies could only be independently innovated rather than purchased.
Key words:cemented carbide;equipment manufacturing;technology import;digestion and absorption;independent innovation
羊建高,等:从中国制造走向中国创造———中国硬质合金装备制造技术进步与发展60年——————————————————————————————————————————————(上接第59页)
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