安全采礦 裝備先行
——礦山重型裝備國家重點實驗室

礦山重型裝備國家重點實驗室依托我國重礦機(jī)械行業(yè)龍頭企業(yè)——中信重工機(jī)械股份有限公司建設(shè)運(yùn)行，2011年1月經(jīng)科技部批復(fù)進(jìn)入第二批企業(yè)國家重點實驗室建設(shè)計劃，2013年8月通過科技部驗收。實驗室下設(shè)物料與加工工藝實驗室、制造工藝實驗室、電氣傳動與控制實驗室等18個專業(yè)實驗室，共計31個實驗系統(tǒng)，擁有機(jī)械、自動控制、檢測診斷等重大設(shè)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(gòu)成了重礦裝備設(shè)計與制造兩大方面課題所需的“設(shè)計—實驗—仿真”一體化完整、有機(jī)的研究平臺體系。

聚焦4大研究方向，以解行業(yè)之需

礦山重型裝備國家重點實驗室建設(shè)運(yùn)行來，經(jīng)過不斷探索、借鑒、實踐、總結(jié)，逐漸形成了“學(xué)委會學(xué)術(shù)指導(dǎo)，依托單位人財物支持，管理運(yùn)行主任負(fù)責(zé)，課題來源市場引領(lǐng)，課題選擇引領(lǐng)市場，科研管理合同約束，研究團(tuán)隊梯次搭配，研究動力名利結(jié)合，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同企業(yè)主導(dǎo)，行業(yè)輻射成套化帶動”的運(yùn)行管理模式。在不斷的發(fā)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(guān)鍵技術(shù)和節(jié)約減排4大研究方向，不斷為解決領(lǐng)域難題出謀劃策。

1.礦山重型裝備的性能設(shè)計與評價研究

針對礦山重型裝備大型結(jié)構(gòu)本體，實驗室綜合利用CAD/CAE/CAT技術(shù)、數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)等對其機(jī)械性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計、分析、仿真、試驗、優(yōu)化，對大型結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及整機(jī)功能進(jìn)行綜合評價，并建立了礦山重型裝備的性能設(shè)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(shè)計壽命、可靠性指標(biāo)與服役壽命之間的關(guān)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(tǒng)的可靠性和壽命設(shè)計方法和技術(shù)，形成了礦山重型裝備可靠性設(shè)計與壽命評估規(guī)范。

3.礦山重型裝備的制造關(guān)鍵技術(shù)研究

實驗室開展了特大型鑄鍛件數(shù)值模擬、凝固模態(tài)及熱處理過程仿真研究，開發(fā)了鍛造、鑄造缺陷檢測及防止技術(shù)；開展了大型構(gòu)件焊接工藝、特大型零件的高效加工技術(shù)、大型零部件及整機(jī)裝配技術(shù)研究，形成了合理、經(jīng)濟(jì)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(guī)律研究，形成了先進(jìn)的防變形技術(shù)；開展了礦山重型裝備零部件品質(zhì)與性能檢驗技術(shù)及方法研究，開發(fā)了相應(yīng)的專用檢驗儀器及設(shè)備。

4.礦山重型裝備的節(jié)能減排技術(shù)研究

實驗室對礦物處理過程中節(jié)約能源與資源的新工藝、新方法進(jìn)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(huán)境污染；同時，實驗室還開發(fā)了礦山重型裝備的節(jié)能拖動及控制技術(shù)、動力傳遞性能的優(yōu)化和匹配技術(shù)、貧雜礦綜合利用的磨礦技術(shù)等，形成了礦山重型裝備的節(jié)能減排工藝及規(guī)范。

自運(yùn)行以來，除承擔(dān)依托單位各類科研課題100多項外，實驗室共承擔(dān)了國家和省部級以上科研課題18項；獲授權(quán)專利248項，其中發(fā)明專利104項；獲省部級以上及全國行業(yè)性組織獎科技成果獎勵20余項。實驗室積極把科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。近年來，在重礦行業(yè)普遍下滑的情況下，實驗室依托單位中信重工的新產(chǎn)品、工程成套和國外市場訂單卻逐年上升，強(qiáng)力推進(jìn)了中信重工“從制造型企業(yè)向高新技術(shù)企業(yè)轉(zhuǎn)型，從主機(jī)供應(yīng)商向成套服務(wù)商轉(zhuǎn)型，從本土化企業(yè)向國際化企業(yè)轉(zhuǎn)型”三大轉(zhuǎn)型的實現(xiàn)；同時，也在根本上助推了依托單位“國內(nèi)著名、國際知名”高端企業(yè)的戰(zhàn)略實現(xiàn)，還帶動了國內(nèi)用戶企業(yè)、其他制造企業(yè)的技術(shù)升級。

此外，實驗室重視“產(chǎn)學(xué)研”合作和學(xué)術(shù)交流。與澳大利亞JK磨礦分析公司、澳大利亞SINO鐵礦等機(jī)構(gòu)開展技術(shù)交流與合作，實驗室提升了解決采礦機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、破碎機(jī)械、磨礦及分級機(jī)械等行業(yè)重大關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性和共性技術(shù)問題的能力。在未來發(fā)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(xù)堅持圍繞國家的科技發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，密切跟蹤國際前沿科技發(fā)展，立足技術(shù)創(chuàng)新所亟需的應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)研究，不斷培養(yǎng)行業(yè)優(yōu)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(fēng)破浪，喜結(jié)碩果

在多年的發(fā)展中，實驗室不斷求是創(chuàng)新，不但成為領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先的研究單位，還摘下了累累碩果：

1.研發(fā)了礦用高壓輥磨機(jī)工藝及設(shè)備技術(shù)

為處理遼寧撫順罕王集體傲牛礦業(yè)股份有限公司年200萬噸的鐵礦石，實驗室開發(fā)研制了高效、節(jié)能、新型的粉磨設(shè)備——GM140-60輥壓磨機(jī)，成為國內(nèi)首創(chuàng)的礦用高壓輥磨機(jī)。同時，該產(chǎn)品是中信重工獨(dú)立開發(fā)研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的礦用粉磨設(shè)備。

2.研發(fā)了年產(chǎn)120萬噸礦渣立磨及工藝粉磨系統(tǒng)

目前每年我國生鐵產(chǎn)量超過5億噸，全年可產(chǎn)生礦渣約2億多噸。把礦渣轉(zhuǎn)為水泥主材方向發(fā)展，無論從經(jīng)濟(jì)效益還是環(huán)保效益都有很大的發(fā)展前途。為此，實驗室開發(fā)設(shè)計了年產(chǎn)120萬噸礦渣立磨及工藝粉磨系統(tǒng)，并于2010年10月在天瑞水泥有限公司成功投入生產(chǎn)運(yùn)行。年產(chǎn)120萬噸礦渣立磨及工藝粉磨系統(tǒng)的工藝參數(shù)、性能參數(shù)、控制水平及結(jié)構(gòu)與國內(nèi)外同類型立磨及系統(tǒng)比較，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，部分性能達(dá)到國際領(lǐng)先。

3.研發(fā)了煤化工水煤漿制備Φ4.3×6m棒磨機(jī)組

實驗室研發(fā)了煤化工水煤漿制備Φ4.3×6m棒磨機(jī)組。煤化工水煤漿制備Φ4.3×6m棒磨機(jī)組是煤化工中氣化爐主要燃料——水煤漿制漿的必要設(shè)備。實驗室研發(fā)的Φ4.3×6m棒磨機(jī)是我國棒磨機(jī)行業(yè)最大型號的棒磨機(jī)，也是煤化工水煤漿行業(yè)上應(yīng)用最大型號的棒磨機(jī)。大型水煤漿制備棒磨機(jī)組技術(shù)研究的成功應(yīng)用，填補(bǔ)了國內(nèi)大型棒磨機(jī)的空白，為我國煤化工行業(yè)提供了性能可靠的制漿設(shè)備。

4.研發(fā)了GLL-300高效盤式過濾機(jī)

GLL系列高效盤式過濾機(jī)作為一種用于固液分離的過濾脫水設(shè)備，是專門用于氧化鋁廠氫氧化鋁的脫水。實驗室研發(fā)的GLL-300高效盤式過濾機(jī)采用雙分配頭結(jié)構(gòu)，解決了單分配頭結(jié)構(gòu)由于抽吸距離遠(yuǎn)，脫水和脫料分布不均和能耗高的問題，大大提高了設(shè)備運(yùn)行性能。該設(shè)備是截止目前為止國內(nèi)自主成套開發(fā)的、具有最高裝機(jī)水平的、已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行的最大規(guī)格的球磨機(jī)，其設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了國際球磨機(jī)的領(lǐng)先水平。

5.研發(fā)了Φ10.37×5.19m雙驅(qū)半自磨機(jī)

實驗室研制了Φ10.37×5.19m雙驅(qū)半自磨機(jī)，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(yīng)性強(qiáng)，自動化程度高，處理能力大等優(yōu)點，廣泛用于選礦、冶金、建筑及化工等國民經(jīng)濟(jì)各部門。該設(shè)備是目前國內(nèi)自主成套開發(fā)的、具有最高裝機(jī)水平的、已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行的半自磨機(jī)，其設(shè)計和配置均達(dá)到了國際半自磨機(jī)的先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)大型、特大型半自磨的空白。

6.研發(fā)了開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)

實驗室通過對開式大齒輪生產(chǎn)中所采用的材料及熱處理工藝進(jìn)行了深入研究，研發(fā)了分析開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)。該技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)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(chǎn)成本降低等。

7.研發(fā)了褐煤提質(zhì)技術(shù)與關(guān)鍵裝備

實驗室研發(fā)了褐煤提質(zhì)技術(shù)與關(guān)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(tǒng)，是大型成套和高新技術(shù)產(chǎn)品，也是跨領(lǐng)域的高新技術(shù)設(shè)備。其可根據(jù)用戶的不同要求，將干燥粉碎后的褐煤，提質(zhì)成型為具有一定幾何型狀、尺寸和一定理化性能指標(biāo)的塊狀燃料。該技術(shù)不僅能緩解塊煤供不應(yīng)求的矛盾，還能提高煤炭利用效率，減少環(huán)境污染。

8.研發(fā)了千萬噸級礦井特大型摩擦式提升裝備

實驗室研發(fā)了千萬噸級礦井特大型摩擦式提升裝備，該設(shè)備可應(yīng)用于煤礦、金屬礦、非金屬礦等礦山的提升系統(tǒng)，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(shè)備填補(bǔ)了國內(nèi)特大型提升機(jī)的空白，奠定了中信重工在特大型提升機(jī)市場上的優(yōu)勢，可在煤礦、金屬礦等礦山生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

除此之外，實驗室還研發(fā)了Φ7.32×12.50m雙驅(qū)溢流型球磨機(jī)、7.32×11.28m雙驅(qū)溢流型磨機(jī)、大型高效旋回破碎機(jī)、硅鐵礦熱爐余熱發(fā)電技術(shù)。實驗室研發(fā)的Φ7.32×12.50m雙驅(qū)溢流型球磨機(jī)和7.32×11.28m雙驅(qū)溢流型磨機(jī)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(dú)立設(shè)計生產(chǎn)并投入穩(wěn)定運(yùn)行的規(guī)格最大、技術(shù)最先進(jìn)的、具有最高裝機(jī)水平的磨機(jī)組，其設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。研發(fā)的大型高效旋回破碎機(jī)與硅鐵礦熱爐余熱發(fā)電技術(shù)能夠降低生產(chǎn)成本低，降低了硅鐵冶煉系統(tǒng)能耗和廠用電率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。