8月上旬,在同煤集团机电装备公司中央机厂的组装车间,数十台ZF15000MPa的放顶煤液压支架进入最后调试阶段,三米多高的立柱,前后两个千斤顶,单个质量超过45吨,最高高度六米多。一台台高耸的“巨无霸”,支撑起了同煤大采高综放技术与装备荣获国家科技进步一等奖的探索之路。可谁又能想到,这庞然大物的研制者尽是中央机厂七朵金花工作室的巾帼英雄。 “我们最了解液压支架”
言语温柔、神态沉静,七朵金花的带头人刘民已在中央机厂技术中心设计组工作了27年。这家与共和国同龄,在1970年曾制造出我国第一台自行设计“TZ-140”液压支架的企业,光辉的荣誉犹如历史一样厚重。生在机厂、长在机厂的她仍记得,小时进厂玩耍,在车间门口看锻工锻件,“很宏伟,很向往”。
儿时的梦想,激励着女娇娥拿起冷门的机械制造图纸。当1990年刘民从北京机械学院毕业进入皮带机分厂时,这时的厂子经过半个世纪的发展,已经成为了原大同矿务局甚至全煤炭系统的骨干机电修配企业,从工厂的厂房、设备以及技术工艺和工装工具,重点在产品修理的层面。“那时候我们主要就是修,全集团的煤矿机械都会送到我们厂,包括掘进机、采掘机、绞车、液压支架等,多年的修理经验是整个厂子转型制造的基础。”
1998年,煤炭寒冬正在冲击着原大同矿务局,虽然机厂是修配企业,没有大规模受影响,但是唇齿相依,工业增速不快,产品营利能力不强逐渐成了制约机厂发展的最大因素。
高级工程师李金花向我们回忆道,2000年之后,厂里开始逐渐向着生产制造方向发展,边修边学着做,最早是皮带运输机,绞车等小型的煤机产品。后来才是液压支架,但也是小型的。
“印象最深的就是ZF3100低位放顶煤支架的订单。”李金花说。时间紧任务重,为了更好的完成任务,设计组的骨干还去了国内其他液压支架生产厂家参观,对方派人看守,禁止一切拍照设备,“就像防贼一样”。
“看到别人的先进技术,还有别人的轻蔑,确实让人心里很受触动。大家的想法就是,如果被人瞧不起,我们就一定要达到一个高度。虽然他们发展比我们早,技术比我们先进,但我们最了解液压支架,生产中哪儿最容易出现问题,哪儿需要改进,修了五十年的机厂最明白。”
图纸是生产的总指挥,绘图、审核……每个环节都要精益求精。工程机械项目不像做服装,布料可以收放自如,但是金属没有可塑性,在出图的过程中就要保证完全正确,最小一个批次是20个支架,一道工序出错后面全部无法组装。
从零部件配套组装样机,到批量生产,再到井下安装,跑车间,下矿井,刘民带着设计组的团队没有缺过一天勤,ZF3100就像她们的孩子一样,每一个成长过程,她们都陪伴左右,在不断探索和学习中逐渐摸索前进。
修出来的支架“专家”
2004年ZF4600型液压支架、2005年底ZFS7500液压支架、2006年初ZZS6000B支架、2008年生产液压支架首次超过1000架、2009年支护高度4.2米的13000KN液压支架……用李金花的话说,“那几年活儿就没停过,总是一个没结束一个又来了。”承重能力逐年提高,客户的需求日新月异,生产阅历也在一张张的图纸间中不断丰富。
2008年年初,同煤集团开始着手特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备研发。某日在中央机厂设计小组的办公室里,刘民被问道:“集团有个大项目,你们可以干吗?”
这个“大项目”,就是后来煤炭行业时隔11年后再获国家科技进步一等奖的成套技术与装备。
根据过去数年的积累,“七朵金花”本没觉得有多大压力。到2008年开始做方案的时候,她才发现困难非比寻常。一直心态坦然的刘民开始失眠,开始有了白头发。
“比如说我们画一张脸,一个鼻子、两个眼睛,怎么画都有类似的原型。但这个项目没有原型可以参考。14米以上特厚煤层开采世界上没有先例,没有成套的采煤装备,需要创新开发并做到合理匹配。一切都是在白纸上重头来过。”刘民说。
根据矿井生产实际设计图纸,最初设计使用12000的液压支架,但是在实际应用中都被压垮了,后来经过计算与反复试验,选择了支撑能力为15000千牛的液压支架,才最好地适应了井下的条件。
“这么大的支撑能力,钢材的选择和焊接技术是难点。较鸟巢使用的Q460钢材还要高两个强度的超高强低合金结构钢最合适,但这种钢板焊接产生冷热裂纹的倾向严重,如何焊接这在当时的煤机制造领域都是技术难题。”经过数月,中央机厂从焊前预热、保护气体选择、焊接工艺参数选择、焊接过程控制、焊后热处理入手,研究钢材的抗拉强度,通过弯曲试验,对圆头弯曲,圆头直径、支点宽度等进行逐一突破。
“除了焊接技术,设计这么大的液压支架,对于图纸设计方来说也是第一次,所以图纸上有特别多需要改进的地方,从零件到部件,必须审核每个细节,考虑生产过程中存在问题。”成宿的与图纸为伴,现如今李金花的眼睛还会不自觉的抽搐。
回忆起大采高液压支架设计生产过程,“七朵金花”之一的另一位高级工程师屈晔晨甚至不愿意回忆,“觉得每次回忆都是一种伤害。那几年正赶上孩子高考,脑子里时刻想的都是图纸的事,遇见认识人不打招呼,给孩子做饭夹生都是常有的事。如果当时有微信步数统计,每天估计都得几万步,在生产组装的时候一天至少要跑三四次车间。”
2013年8月特厚煤层大采高综放开采成套技术和装备研发成功,好评如潮,在同煤集团各个千万吨矿井进行推广。“七朵金花”则寄予了特殊的感情,“担心矿上不会用,担心自己宝贵的东西让别人用坏了。”交付之后,每次使用她们都尽可能赶到现场,看见使用不当的地方,都会向矿上提出意见。
如今,中央机厂设计制造的放顶煤液压支架,已经运用到同煤集团各个矿井。2014年首次完全自主研发ZF3200/16/25轻型液压支架,这种前所未有的突破,是几代同煤煤机制造者的苦心积累。
“下一个目标就是用户在选择国内煤机生产商时,最终会感觉同煤集团的产品更好,这我们就成功了”。这可能也是同煤集团煤机制造行业漫长征途中最艰难的篇章,“用5到10年,加把劲,咬咬牙我们会做到”。面对挑战,“七朵金花”下定了决心。 |