一重人倾力打造的“新一代钢铁巨人”，把“自主创新”四个辉煌的大字镌刻在了中国重大装备制造业的历史上。

有这样一台设备，它的更新换代跨越了几十年，新设备的数年研制凝聚了国人的首创精神和智慧结晶，它的诞生还先后得到了几位国家领导人的批示；

有这样一台设备，它的存在与国民经济的发展和国家安全息息相关，有了它，就可以解决制约我国电力、冶金、石化、造船、国防等行业发展的瓶颈难题，没有它，就要影响到中国强国梦的实现；

有这样一台设备，它个头很高、体积很大、重量很重，绝对的庞然大物，而其位置精度却能控制在±2毫米之内，也就是一分钱硬币的厚度；由它打造的部件精度可控制在±3毫米。如此细微的精度与如此庞然大物好像极不相称，而制造者却做到了；

有这样一台设备，问世之后便屡建奇功，当年就连夺两项大奖———2007年度黑龙江科技进步特等奖和首届中央企业青年创新奖金奖。

是什么样的设备如此了得，拥有如此多的传奇，又是什么样的人创造了这一切呢？

这台设备就是昂然屹立在中国东北的国内首台、世界最大、技术最先进的15000吨自由锻造水压机。这台设备有很多别名，有人叫它“新一代钢铁巨人”、有人叫它“超级大力士”。

这台设备由国有重点骨干企业———中国第一重型机械集团公司（以下简称“中国一重”）自主研制，拥有完全自主知识产权。作为中国重型装备制造业的领军企业，中国一重还有个响亮的名字———“国宝”，这是敬爱的周恩来总理当年对它的美誉。

“五一”前夕，记者走进位于黑龙江省齐齐哈尔市的中国一重总部，近距离接触了研制这台设备的一群可钦可敬的创新者———年轻的总设计师吴生富和他带领的创新团队。

这台重要的巨型战略装备全部由这支创新团队自行设计、自行制造和自行安装，充分印证着国家确立企业作为创新主体策略的正确性，成为中国企业自主创新的优秀案例。它吸引的不仅是国人关注的目光，更有来自国际装备制造业大腕们的刮目相看。

那么，在当前倡导企业为主体加强自主创新的关键时期，中国一重这个创新案例对其它国有大中型企业有什么启示？有哪些经验值得借鉴和推广呢？

记者试图从自主创新的独特视角，从新一代15000吨自由锻造水压机所拥有的诸多创新点入手，解读中国一重在提倡自主创新这个特殊时代的特殊意义，也试图解读这家有着50多年历史的“国宝”级企业怎样实现了历久弥新、高速发展的自主创新能力。

记者亲历：“钢铁巨人”首展神威

“2006年12月30日上午，由中国第一重型机械集团公司自主创新的中国首台、世界最大、技术最先进的15000吨自由锻造水压机，一次热负荷试车成功。这个曾经为国家贡献了大量战略装备的‘国宝’级企业在2006年岁末再次为国家献上一台具有标志性意义的战略装备。为中国重大装备制造业赢得了与世界一流水平同台竞争的国际话语权。”（摘自2007年1月1日《科技日报》一版）。记者当年曾有幸和国家发改委副主任、国务院振兴东北办主任张国宝等诸多领导一起亲历试车现场，见证了这个高达25米、重4000多吨的“新一代钢铁巨人”首次施展神威。

在试车仪式上，张国宝宣读了时任中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎发来的贺信。信中说：“15000吨水压机正式投产，是我国1958年研制成功万吨水压机之后又一重大装备成果，将为生产大型锻件提供重要的硬件条件，极大提升电力、冶金、石化、船舶行业设备制造水平，对加快振兴重大装备制造业具有重大意义。”

中国一重总经理、项目总设计师吴生富向在场的记者介绍了相关情况：这一重要战略装备项目是党中央、国务院于2002年决定建设的。经过4年艰苦攻关，这台投资1.5亿元的世界最大、加工能力最强、技术水平最先进的15000吨水压机终于成功问世。这台水压机将有效解决我国核电、水电、火电、船舶、冶金、石化、煤化工业等领域对高端大型锻件的需求，从而为更多领域的自主创新与科学发展奠定坚实的基础。

“这台大型战略装备的创新成功是我国制造实力的体现和综合国力的象征，它标志着我国重型锻造设备的设计制造水平已跨入当今国际领先行列；同时也标志着我国已具备自主生产高端大型锻造机械的能力，以往生产关键大型锻件受制于国外的时代有望终结。”

就从那一刻起，一重人倾力打造的“新一代钢铁巨人”，把“自主创新”四个辉煌的大字镌刻在了中国重大装备制造业历史上。

15000吨水压机这个气势恢宏的钢铁巨人豪迈地印证着中国重型装备制造业从“中国制造”到“中国创造”的跨越。而中国一重也在15000吨水压机的研制过程中实现了完美的升华，将自主创新的浪潮推向顶峰，为实现“装备强国”之梦做出了重要贡献。

选择自主创新不曾片刻犹豫

时光回溯到2002年2月18日大年初七，中国一重的12500吨水压机正在锻造30万千瓦低压转子时，一根立柱轰然裂断。

立柱乃万吨水压机的“擎天之柱”。看似简单的一根柱子的断裂不仅对一重来说是灾难性的，而且将影响国家一些重点工程的建设进度。

这台12500吨自由锻造水压机是一重人在上世纪50年代自行研制、使用的国内第一台最大型的水压机，保持了40多年中国第一大水压机的记录。自1960年投产以来，在42个春秋里，由它锻造出来的大型锻件遍布于共和国钢铁、石化、电力、核电、国防等一系列重要领域，其锻造总量约占全国同类锻件的65%%左右。它被誉为共和国工业战线上英雄的“母机”、“国宝级”的“钢铁巨人”。而在40多年的满负荷服役中，它已经“遍体鳞伤”，隐患随时存在。

事故发生后，恢复万吨水压机的生产能力成为当务之急。是改造维修这台老设备，还是再造一台新设备？一番激烈的研究争论后，再造一台新万吨水压机成为中国一重领导班子的共识，并得到中央领导的支持。

时年38岁的中国一重主管产品研发的副总经理吴生富挑起了新万吨水压机总设计师的重任。他首先面对的就是自主研制还是请他人来造的选择。

来自德国的一家国际资深制造企业闻讯后，积极争取承揽设计、制造任务，被中国一重谢绝后，又提出能否由他们设计、一重制造。请国外设计、制造省时省力，何乐不为呢？

面对不同的声音，吴生富这位从研究生毕业后就扎根在中国一重的总设计师没有片刻犹豫，他坚定地提出：“我们一定要依靠自己的力量，走自主创新之路，用我们的智慧和力量创造出世界一流的新钢铁巨人”。他的主张赢得了中国一重上下的广泛支持。

吴生富告诉记者：“当时我心里是有把握的，因为一重人才济济、技术先进、装备精良，我们应当相信自己的实力！而且五十年代末一重上一代人已经造出了国内首台12500吨自由锻造水压机，给我们做出了榜样。到我们这一代反倒让别人设计、制造，我们还有什么脸面见人？中国一重的含义就是中国第一重型机械公司，不自己做，还怎么能叫‘中国一重’，怎么扛‘第一’这个大旗？”

是啊，中国一重没有愧对“第一”的称号，投产近50年来，中国一重研制的属国内第一的重大技术装备达200多台（套），开发新产品300多项，填补国内工业空白近400项。冶金设备冷热连轧机组、石化设备热壁加氢反应器、2000吨级煤液化反应器等产品都达到了世界一流水平。在重型锻压设备方面，一重人更有决心再攀世界高峰。

于是，年轻的总设计师带领着由众多年轻人组成的创新团队，抓住了难得的历史机遇，走上了义无反顾的创新道路，并最终成功地走出了一条带有中国一重特色和标志的自主创新之路。

创新靶向明确旨在革故鼎新

肩负重型装备制造业“中国第一”的称号和重任，一重人的视角和方向是面向世界和未来的。

一重人希望自己研制的15000吨水压机成为可以“通吃”世界上任意形状大锻件的“巨无霸”。他们把创新的目标定位在世界吨位最大、精度最高、技术最先进，并能满足未来50年产品制造需要的巨型水压机。

作为总设计师，吴生富始终是清醒的：“要实现所选定的目标，创新是必经途径，但绝非盲目创新，绝不能为了创新而创新，我们要从克服老水压机缺陷出发，进行有针对性的创新。”

那么，老水压机存在哪些毛病呢？吴生富仿佛一个老道的中医为老机器诊断把脉，号出四个最突出的弊端。

其一，老水压机采取的是局部预应力结构，导致立柱根部既要承受拉应力，又要承受弯应力，多重受力的结果是易发生断裂事故，造成长时间停产维修。就像一个人的脚踝，截面最小，最易骨折。新一代水压机要想保证使用的可靠性，就一定要克服这个最突出的缺陷；

其二，老水压机立柱是圆柱形结构，磨损之后立柱和套管之间间隙变大，没办法进行调整，导致水压机的活动横梁在工作时出现偏斜，难以控制精度，水压机精度范围仅在30—50毫米之间，相应锻件的精度也差很多；

其三，按道理，水压机上、中横梁应做成整体比较好，但局限于当时企业制造能力，最大只能浇铸100吨的铸件。因此，老水压机上横梁由3块合成，活动横梁由2块合成。几十年中，预紧螺栓受力发生蠕变伸长，而螺栓锈蚀后抱死，又不能重新预紧，日积月累的结果，横梁就不再是一个整体，锻造时受力不再均匀；

其四，老水压机是人工操作，劳动强度非常大，锻件的锻造精度难以控制，导致锻件加工余量大。

上述四个主要毛病导致老水压机锻件精度差，生产效率低。对此，吴生富带领创新团队，对症下药，一一破解。他们成功首创了4项有针对性的科研成果，弥补了12500吨水压机的严重缺陷：包括开发了全预应力组合框架的主机结构；研究出新的平面可调间隙导轨，代替了不可调节的圆柱导向方式；整体结构的横梁设计，避免了组合横梁发生损坏的可能；研究出以水压机比例控制系统和可编程序控制系统为核心的新的水压机控制系统，代替多年沿用的传统手动操作系统。

创新主机结构———打造“强壮筋骨”

吴生富带领创新团队瞄准重点，首先针对水压机重量大、工作载荷、震动和偏载大、立柱受力复杂及引发故障较多等难题，在结构上进行了创新，借鉴机械压力机的相关结构，提出了适于大型锻造液压机的平接式全预应力组合框架结构。

新结构将立柱和拉杆分开，将复杂的外力分解，拉应力由拉杆单独承担，弯曲力由立柱单独承担，好比让两人分担原来由一人承受的各种外力，从根本上解决了立柱受力恶劣的难题，使得水压机抗疲劳状态显著改善，可完全避免断柱事故的发生，由于还镶嵌了可更换的耐磨导板，在水压机寿期内立柱可永不更换。

这种新型结构应用在15000吨水压机上，在世界13000吨以上的锻造液压机中属于首创。有胆识的一重人在新水压机结构设计上实现了史无前例的重大突破。

圆柱变方柱———实现精确控制

针对老水压机第二个毛病，一重人又首创了巨型水压机方立柱16面可调间隙的平面导向结构。立柱设计成方型结构，大幅度提高了活动横梁的导向精度，解决了间隙大、精度低的问题，避免了间隙小引起的立柱研伤或运行卡死现象的发生，提高了水压机运行平稳性和锻件尺寸精度。

据专家介绍，锻造液压机活动横梁的导向方式一直是设计和使用中的难题。传统圆立柱的球面座套导向结构，长期应用已有百余年历史，其主要缺点是间隙不可调。间隙过小将造成活动横梁运行不畅，磨损后间隙过大将使活动横梁空程运行时摇摆晃动，偏心锻造时偏斜过大，不仅恶化了立柱的接触状态，而且影响锻件精度，并增加了工作缸承受的水平力，使工作缸导套过早磨损。曾有许多公司包括国际知名公司在间隙调整方面做了许多尝试，但效果均不理想。

一重设计的方立柱结构是在活动横梁立柱孔上、下部各设置8块导向板，可用楔形板单独调整与立柱的间隙，调整在活动梁立柱孔外进行，平面导向为面接触，接触面压大幅度降低，从而消除了上述弊端。

就是这一创新成果，让庞然大物般的巨人具备了细微到二三毫米的精度控制。

浇注整体结构横梁———最危险处站着总设计师创新与风险同伴，自古不变。

针对老水压机第三个毛病，一重人首次设计并制造了世界最大的特大型整体箱形铸钢上横梁和活动横梁，解决了原来老水压机不能整体锻造的难题。而这一创新绝不仅仅是技术上的极限挑战，同时还伴随着巨大的危险。

大型锻造水压机横梁因结构复杂、重量巨大，整体铸造、加工难度很大，通常不得不设计成分体预应力结构。其最大弊端是长期工作后，造成组合结构失效、组件断裂。一重人在15000吨水压机中设计并制造了整体铸钢上横梁和活动横梁，克服了组合结构的缺点。不但重量减轻、加工量减少，而且大大改善了横梁内部的应力分布状况。

上横梁有20个空腔、63个孔，净重354吨，铸件重量390吨，浇注用钢液535吨，是迄今为止世界最大的薄壁箱形铸钢件。横梁的浇注是个关键环节，但因铸件庞大且是箱型结构，从而大大增添了铸造难度，如果浇注中造型腔气孔排气不畅，将导致剧烈爆炸。一重在上世纪60年代曾发生过类似爆炸，造成多人死亡，对此心有余悸。

面临风险，怎样决策？创新团队将目光盯向了已担任中国一重总经理的总设计师吴生富。

此时，果敢的吴生富也变得格外谨慎。他要求不单从技术上充分考虑问题，更要做一个全方位、详细的安全预案。

冒着风险，吴生富带领一重人坚定地选择了继续创新的道路。

那是5月的一天，浇注开始之前，技术人员先将救生预案详细向施工人员一一交代，告诉大家万一爆炸该如何逃生。在车间之外，消防车、救护车、消防队员和医疗救护人员随时待命，现场如临大敌，气氛格外紧张。

在紧张的气氛中，大家发现总经理、总设计师吴生富亲临现场，站在了一处最危险几乎是无法逃生的地方，正镇定自若地指挥着浇注现场。

“这种情况下，我必须要到场，给大家树立榜样，稳定人心，让施工人员看看，如果发生危险，我首当其冲，危险面前领导躲到安全地方，如何让人安心施工？”

没有过多的豪言壮语，吴生富只想在关键时刻与大家一起承受千钧一发的重压。

浇注开始了，4个钢包内8个包眼齐开，近600吨、2000度高温的炽烈钢水一起倾注到型腔中。热浪扑来，满眼红光，一时间大家的心都悬起来了。当听到出气孔有顺序地发出噗噗的、轻微的爆破声时，大家如释重负……世界最大的特大型整体箱形铸钢横梁历尽艰辛，终于在一重浇注成功了。

全自动操作———“巨人”有了“中国芯”

针对老水压机第四个毛病，一重人用全自动操控系统代替了人工操作传统方式，成功地为钢铁巨人安装了一颗“中国芯”，使“新一代钢铁巨人”反应灵敏、身手矫捷。

一重人首创了以油—水联合控制高压大流量水阀、运动部分位置自适应及瞬时失载控制、工作缸冲击偏载预控为核心的精稳控制技术。该技术消除了水压机长期以来未能解决的“水击现象”，活动梁位置控制精度达到±2毫米，锻件尺寸偏差为±3毫米，高于国际上大型压机生产锻件±5毫米的水平；平稳卸载，减小冲击，提高了可靠性和安全性，延长了寿命；提高了效率，减少了锻造火次，平均降低能耗30%%。

一重人还首创了大型水压机集主、被动安全及故障补救于一体的安全保障系统。故障诊断报警、动作连锁等技术，保障了设备的主动安全性；被动安全回路在管道破裂、断电、先导油失压、压下失控等异常情况下，系统可自动实现安全保护；在突然停电的情况下，可利用蓄能器中高压水提升活动横梁，及时取出热钢锭，实现故障补救，减少损失，保护设备。

新水压机整机实现了高刚度、高强度和灵活响应。最终，50多年的创新积淀，一重研制15000吨自由锻造水压机没有变成吨位上的简单放大，而是被一重人安装上了一颗“中国芯”，赋予了一颗创新的灵魂，灌注了创新的血液。

2007年11月，由5位院士和6位行业知名专家组成的鉴定专家组一致认为：“15000吨自由锻造水压机在主机结构、控制水平、装机水平、锻造产品规格等主要技术性能上均超过国外同类设备，是目前世界最大、性能最先进的自由锻造水压机，达到国际领先水平”。在研制过程中，中国一重已申请了多项发明专利，其中有4项已被国家专利局受理。

创新超越极限

15000吨水压机由4万多个零部件组成，其中上百吨重的组件就有7个。钢铁巨人从图纸走到车间，到最终鲜活地站立起来，其间每一个小步骤走得都不轻松，难点处处存在。研制者每跨越一道关口都在超越一重自身的极限，每一道坎都迈得十分艰难。

聪明睿智而又无畏前行的一重人，在每一环节都将创新的理念和能量发挥到了极致，在每一个关口都勇敢地面对成败的考验，演绎攻坚克难的精彩。最终让创意的火花在设计、制造、安装等各道工序中处处绽放，在大型机组设计、大型铸、锻件制造、大型构件的热处理，以及起重、运输、安装、调试等多个环节全面实现了创新突破，开创了新纪录。

一重人在铸造中挑战极限，在安装中也同样挑战了诸多极限。他们首创了大型关键构件设计、制造及大型组合构件的有限空间安装技术。在25米高的车间里，如何不开天窗，把21米长的拉杆插在18米长的力柱中？他们创造性地用卧装的方式实现了四根立柱和拉杆的安装；水压机的底座由5部分组成，合起来足有900吨重。一重人像安装组合家具一样两个两个地安装，最终一次装配成功，并且让组装的底座水平精度超越了设计范围。

在极致的考验中，一重人实现了创新的梦想。在试车现场，当力擎万钧的锤头冲压红彤彤的钢锭，氧化皮纷落如莲花般绽放时，在场的一重人无不欢呼雀跃，很多人情不自禁地流下了热泪。4年了，多少不眠的日夜，多少心血与汗水，只为等待成功的这一天！

一重让人们知道了创新不仅无止境，人类的创新潜力也是无穷的。创意有多远，创新的道路就走多远！

巨人新使命———撑起世界一流铸锻钢基地

当前，装备制造业的一个突出的技术发展趋势是极端制造：一方面是朝超微、超精发展；另一方面是朝超大、超重发展。电力、石化、冶金等领域重大装备大型化、复杂化的极端发展趋势，对大型铸锻件行业提出了更高要求。中国一重新建的15000万吨水压机就可以有效满足这些高要求、能够加工复杂形状的锻件。

据中国一重统计，一年来15000吨水压机已经累计生产近50000吨锻件，包括核电筒体、反应器筒节、封头板、大型轧辊等锻件，年新增产值28.53亿元、利税12.7亿元，大锻件产量同比增加5万吨。

这台新水压机还成功锻造了世界首支直径5.75米的百万千瓦核电蒸发器锥形筒体、压力容器接管段等特大型锻件，改变了我国关键大锻件长期依赖进口的局面。其中为韩国成功仿形锻造出的世界首件第三代核电带直段蒸发器锥形筒体，实现了一次锻造成功。

承担国家使命，在大型铸锻件生产中发挥主导作用是一重人更高的目标，新一代万吨水压机可谓重任在肩。15000吨水压机不仅奠定了一重国际竞争力的坚实基础，更将支撑一重在2010年建成世界一流的铸锻钢生产基地。