文·本报记者 乔 地

    中原大地，九朝古都。每年四月牡丹花盛开，簇拥着我国工业重镇洛阳。坐落在这里的中信重工，是共和国“一五”时期156个重大工程建设项目之一，今天已成长为国家重矿装备的龙头老大。

    尤其是近3年来，重矿行业普遍下滑，中信重工新产品、工程成套和国外市场订单却逐年上升。到2013年，总销售额已占国际市场50%左右，成套产品和工程总包约占60%，新产品销售约占70%。实现了“从制造型企业向高新技术企业转型；从主机供应商向成套服务商转型；从本土化企业向国际化企业转型”三大转型，形成了大型化、智能化、成套化、低碳化的绿色产品新格局。

    这样的历史巨变，正是依托矿山重型装备国家重点实验室的科研成果而实现的！

    矿山重型装备国家重点实验室是科技部2011年1月批准建设、2013年8月通过验收的。

    它以矿山重型装备性能、可靠性与寿命、制造关键技术和节约减排为自己的四大研究方向，切中重矿装备技术在我国经济转型要害技术。目前拥有实验研究人员149人，409台套仪器设备构成28个实验系统，涵盖重矿装备研发所需的从物料实验、仿真分析、制造，到最终产品测试整个过程，形成了完整的实验研究平台链条。

    四年来，除承担依托单位100多项科研课题外，还承担省部级以上科研课题13项。这些课题中，国家973计划3项，支撑计划3项，863计划1项。获授权专利135项，其中发明专利54项。获省部级以上科技成果奖励24项，其中“国家科技进步二等奖”2项。课题和成果涵盖了应用基础理论和技术研发、材料和工艺以及实验技术等，突破或正在突破一批制约我国矿山重型装备研发的重大技术瓶颈。

    大型矿磨：迫使国外设备在国内降价四成

    大型、智能、高效磨机是利用日益贫化的矿山资源的重大关键技术装备，矿山重型装备国家重点实验室建立了粉磨装备实验系统和强大的选型数据库，研发出了具有完全自主知识产权的“大型矿用磨机”系列产品，一举打破国外技术封锁，填补了多项国内空白，使中信重工成为全世界能够制造直径7米以上球磨机、12米以上自磨/半自磨机的三大厂商之一。目前，已装备到国内外20多座矿山企业，国内市场占有率达85%。近三年销售达47.6亿元，为相关矿山企业创造100亿元以上的新增利税，迫使国外设备在国内售价降低40%。

    该成果首创了纯静压多油腔摇杆式斜面自压紧轴承及多滑履轴承支承技术，承载能力高达3000吨以上，解决了超大负荷支承难题；开发的大型磨机双电机自纠偏同步传动技术及多元状态远程监控诊断系统，解决了特大功率多机驱动的技术难题，驱动功率达20000千瓦；发明的大型磨机多段筒体、分片端盖、多瓣齿圈组合体制造工艺，解决了大型磨机超大零件极限制造难题，实现了超大、超重复杂构件制造和装配成套技术集成；建立的粉磨装备实验系统和选型数据库，首创了基于矿石特性的磨矿工艺参数计算模型，解决了磨矿工艺流程的准确选型难题，实现了资源节约和高效利用。

    高压辊磨机：解决低品位矿三大难题

    “多碎少磨”、“层压破碎”，一直是我国选矿界几十年的梦想，也是装备制造业沉重的责任。中信重工完全拥有自主知识产权的高压辊磨机使这一梦想变为现实。该技术改变了矿山、冶金、建材等领域传统的粉磨技术路线和方法，解决了传统工艺高能耗、低效率的重大技术难题，使进口装备在国内售价降低50%以上。近三年在国内外市场销售52.2亿元，为用户年增加效益280亿元。

    该项成果根据不同矿物特性和粉碎要求，采用料层等厚辊压方式，实现了入磨粒度首次从10mm减到3mm，使矿物加工的项目投资、系统能耗、金属磨耗等工艺指标比传统工艺均下降20%以上。国内首创的超高压辊磨机型，压力达到4.5MPa。开发的GM系列高压辊磨机，在金属矿山中可以实现40%的提前抛尾，解决了低品位矿的高耗低效难回收问题，系统能耗降低30%以上，作业效率提高15%。

    活性石灰煅烧：在国内首次实现智能测控

    活性石灰和稀土并称为“工业味精”，能够显著降低能耗和料耗，减少污染物排放，提高工业产品质量，越来越广泛地应用到炼钢、电解铝、电石冶炼、造纸等领域。

    大型高效节能活性石灰生产线关键技术与成套设备的研究，以热工基础理论研究、模拟煅烧试验、生产数据分析为基础，通过系统仿真模拟温度场开发出低压损、高换热效率的活性石灰煅烧系统；通过活性石灰模拟煅烧试验以及理化分析，掌握活性石灰回转窑系统煅烧最佳工艺参数数据库，得到关键设备设计和计算方法。开发的OCS控制系统的数学模型，独创了石灰系统智能在线检测控制软件，实现完全自动化的中控室。最终研发出产品活性度高，系统热耗和投资低，资源综合利用最大化的活性石灰生产线关键技术与成套设备，结束了国内石灰煅烧依赖人工摸索的历史。

    褐煤提质：解决国际设备选型理论难题

    褐煤是煤化程度最低的煤种，约占全球煤炭总储量的50％，仅我国已探明的褐煤总储量就达1300亿吨，是未来主要的化石能源和煤化工原料。褐煤提质技术首次探索出静动压试验数据转换规律，总结出数学模型，解决了国际上提质设备选型的理论基础难题，开发的新型CCDJ物料对辊挤压成型选型设计技术，可以计算出满足不同物料成型系统工艺要求的对辊成型机规格、线速度、配套装机功率、工作比压强、设备产能等主要参数。

    首创成型钝化工艺技术，解决了热压型煤易粉碎、易自燃的难题。开发出国内首台辊径1400mm、辊宽1000mm、最高线压力达到25t/cm无粘结剂高压成型机，使煤粉在高压、无添加剂情况下连续成型。高效成型智能自动控制系统，使成球率提高10%—30%。褐煤提质成型后，其吨产品利润可达50元以上，若项目建在坑口，则吨产品利润高于100元，且水分降低30%—60%。

    高端高压变频器：打破垄断替代进口

    高压变频升级传统产业。空调变频调速已普及，大家日常已熟知其节能性。但用在耗能巨大的大型重载设备上，需要一系列的关键技术突破。变频调速技术具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，使电机在最节能的转速下运行，在很多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升工艺质量和生产效率、节约能源的明显作用，也是替换进口、节约投资的最大领域之一。国内高压变频调速市场需求也急剧升温，在矿山、冶金、建材等领域高压变频器具有巨大的市场空间。目前我国自行开发生产的变频调速产品只相当于国际上世纪90年代水平，关键技术严重依赖国外公司。

    目前国内大型矿井提升装备、大型磨机、大型热冷轧机、风电变流器、石油天然气管道架设等专用领域的高端高压变频器市场仍被国外品牌垄断。各种高压变频器虽不断出现，但到目前为止还没有像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构。国外厂商虽有成熟的控制技术，但所用产品拓扑结构导致其无法适应我国电网电压等级，国内用户在无替代产品的情况下被迫通过变压器调节电网电压的方式来适应国外产品。

    实验室成功开发出CHIC1000、CHIC2000、CHIC3000、CHIC5000、CHIC6000等系列变频器，可满足工业企业各类主导产品配套及市场需求。电压等级包括10kV、6kV、4.16kV、3.3kV、1140V及660V等多种。广泛应用于煤炭、矿山、冶金、有色、建材、电力和节能环保等众多领域。

    中信重工对该项目的核心突破，涉及到高压大功率变频器产品功率单元、主控制器、整流变压器、功率单元控制软件、通用控制软件、矢量控制算法的系统研发，核心技术以高性能矢量控制、产品的稳定性、高精度和多功能等为主。该技术大部分用于节能领域，实现产业化以后，每年生产的产品（按照达产年产量500台，节电率30%计算）可为用户节约用电量4亿—6亿千瓦时，节约燃煤15—20万吨，减少CO2排放4—5万吨。