世界最大的船用曲軸

世界最大的船用曲軸

你知道嗎?世界最大船用曲軸是由中國制造的哦。由大連生產的長12米、重237噸的“大塊頭”，是世界上最大船用曲軸。

　　大連制造 中國驕傲

　　2007年12月29日上午，由大連重工起重集團控股的大連華銳船用曲軸有限公司自主研制的第一根大型船用曲軸正式下線。它長6.7米，重41噸，精加工要求很高，在旋轉時的振動幅度不能大于人頭發絲的五分之一。

　　2008年7月27日，迄今為止國產最長最重的船用曲軸在上海電氣臨港重裝備基地下線。這是中國第一根8K90MC-C船用大功率低速柴油機曲軸，全長16米，重約200噸，填補了國內空白。也標志著上海電氣在中國率先具備了大缸徑船用曲軸的制造能力。

　　繼取得這一最新成果后，2009年，上海電氣重工集團還將根據海外用戶需求，試制世界上最大型號規格的12K98MC-C曲軸等超大超前規格的產品。上海船用曲軸公司總經理劉超明表示，隨著技術的積累和成熟，我國造船業有望打破“一軸難求”受制于人的瓶頸，推動我國從“造船大國”向“造船強國”加快邁進。

　　打造中國芯

　　曲軸作為船用發動機的關鍵部件，被譽為船用柴油機的"心臟"，對船舶的安全起著至關重要的作用，大型船用曲軸要求與船舶壽命相等，終身免維護，使用期限一般在二三十年以上，占發動機總造價的三分之一。但中國造船業幾十年來卻一直缺少這顆“中國心”。由于其重量大、加工精度要求高、制造技術難度高，因而業內常用"是否具備曲軸制造能力，從某種程度上代表了一個國家的造船工業水平。目前日本、韓國、捷克、西班牙等少數幾個具備制造大型船用半組合式曲軸能力的國家高度壟斷著國際上大型船用曲軸市場。

　　韓國和日本造船業的重要優勢之一，就是它們對曲軸的高度占有。有鑒于此，上海曲軸公司扮演的角色相當重要，既是解決大功率船用主機配套產品產能不足的突破口，又是我國造船產量在“十一五”末占領世界市場份額25%以上的重要落腳點。

　　由于少數幾個國家完全壟斷了全球的曲軸，2001年以后，中國造船業常常碰到用比以前高出一兩倍價格也買不到曲軸的情況。柴油機生產廠訂不到曲軸就不能生產柴油機，船廠買不到主機就不敢接船舶訂單，以致“十五”期間放棄了幾百萬噸的海外造船訂單。在一次國際訂貨會上，幾位日本、韓國的曲軸供應商同一位國內船用柴油機廠的負責人開玩笑說，喝一大杯白酒就賣一根曲軸，這位負責人二話沒說，就端起酒杯，直嚇得供應商連連拱手，因為他們生產的曲軸將優先供應本國，根本不敢輕易許諾給中國客戶。

　　隨著原材料成本上升以及其他國家自身需求量的猛增，每根船用曲軸價格目前已達50萬美元以上。該關鍵部件自造能力的缺失一度制約著我國船舶工業的發展，也讓中國在榮獲"世界第三造船大國"之名的同時付出了高昂的代價。有統計資料顯示，1978~1997年，中國在進口曲軸上花費高達9000多萬美元。而近年來，由于曲軸價格持續飛漲，以及中國造船業對曲軸需求量的增加，每年進口曲軸的費用已經高達四五千萬美元。近幾年來，半組合曲軸供求矛盾更為突出，價格逐年提高，并且交貨期也經常得不到保證。因此，迅速建立中國自己的曲軸生產基地，實現船用大功率低速柴油機曲軸國產化已經成為我國經濟建設中的一項戰略任務。

　　發展過程

　　2001年前后正是世界造船工業新一輪的擴張期，各國對大型高技術附加值船的需求激增。船用配套設備自造水平低下與中國的船舶生產大國的地位極不相稱，特別是船用柴油發動機的核心部件曲軸不能自給，這一尷尬現狀正是上海船用曲軸誕生的背景。

　　為改變我國造船業"船等機、機等軸"的現狀，2001年，在國家領導人的有關指示下，國家發改委批準上馬船用半組合曲軸國產化項目，并安排了部分國債資金予以支持。

　　2002年5月，上海電氣(集團)總公司、滬東中華造船(集團)有限公司、中國船舶重工集團公司和上海工業投資公司共同投資組建上海船用曲軸有限公司，投資1.86億元開展船用半組合曲軸的科技攻關。

　　技術難度

　　表面上看，曲軸只是個十多米長幾十噸重的一塊“鐵疙瘩”。然而，它的設計和制造工藝卻相當復雜。

　　曲軸是柴油發動機直接與螺旋漿軸聯結而傳遞推進力的。是由將鋼鐵打制成型的鍛造鋼和在模具中熔鑄的鑄造鋼制成的。制造方法大體上有二種，一是整體制造的曲軸，主要用于中小船舶和發電用中、高速的沖程的柴油發動機,這種曲軸我國早能自給自足，另一種是組裝式曲軸，主要用于大中型船舶和發電用低速二沖程柴油發動機，是將曲拐和軸頸部件熱壓成為整體。這種曲軸直到2005年我國才實現零的突破。

　　組裝式曲軸的曲拐有鍛造和鑄造二種制造方法，鍛造方法需要用壓力機等裝備，所以氣割及機械加工費用高，制造成本高。但是由于用壓力機加工，疲勞強度可提高。鑄造方法與鍛造方法比，在成本上有優越性，可批量生產，但疲勞強度比鍛造的低。目前，國內生產曲軸毛坯鍛件的企業有兩家，即鞍鋼重機與一重集團。

　　船用大馬力低速柴油機曲軸形狀復雜，傳遞動力大，承受交變載荷，在船舶壽命期內不允許更換，因此對曲軸鋼的純凈化，強度、硬度等有很高的要求，對曲軸毛坯鍛件的強度、耐疲勞、抗沖擊等性能要求十分苛刻，而且曲軸毛坯一體化成型工藝復雜，鍛件制造還必須獲得國際制造許可證和船級社的工廠許可。

　　2007年12月7日，鞍鋼重機公司正式接到丹麥MAN-B&W總部的“大型船用柴油機曲軸鍛件制造認證證書”，這表明鞍鋼成為國內第一家申請六家船級社認證生產大型船用柴油機曲軸鍛件的企業。鞍鋼重機公司從2006年5月開始進行大馬力柴油機曲軸毛坯鍛造的研發。采用先進的真空冶煉、真空澆注技術，成功實現了曲軸鋼的純凈化冶煉、澆注，使鋼質滿足了曲軸鋼標準要求;利用計算機模擬技術，優化設計了曲軸柄彎鍛模具、鍛造工藝、熱處理工藝，從而使曲軸毛坯鍛造獲得成功。

　　2007年8～9月，一重集團相繼獲得了中國船級社和英國勞氏船級社的工廠認可證書，10月28日，正式收到了丹麥MANB&W總部的"大型船用柴油機曲軸鍛件制造許可證"。至此，一重集團已取得了生產規格80以下曲軸毛坯的全部認證，具備了大型船用柴油機曲軸鍛件的資質。一重集團現正在積極進行 MANB&W和Wartsila-NSD(瓦錫蘭)兩種結構形式的90級曲軸認證工作，預計2008年上半年可以通過認證，同時可取得6家以上船級社工廠認可。屆時，一重集團將具備生產所有級別的船用曲軸毛坯鍛件的資質。一重集團正經過實施曲軸產業化的技術改造后，2008年具備年產75根曲軸毛坯的生產能力。

　　上海曲軸公司第一根曲軸原計劃下線時間是2004年6月，之所以延后到2005年1月，就是因為研制過程中不斷遇到新問題。2005年1月，中國第一根國產船用大功率低速柴油機半組合曲軸在上海船用曲軸有限公司順利下線，這根7.5米長、約60噸重的船用柴油機半組合曲軸實現了我國在該領域零的突破。這根曲軸的誕生是"十五"期間中國船舶行業配套領域最大的技術突破。

　　為了提升技術，該公司廣泛吸收國內外曲軸毛坯制造和曲軸加工技術，通過引進國外專家、與國內知名高校科研院所合作等多種方式，采用“產學研”戰略聯盟、聯合攻關的技術創新模式，走出了一條產學研結合，自主創新，自主開發的發展道路，在曲軸材料、曲拐彎鍛工藝、曲軸紅套工藝、曲軸精加工工藝等諸多方面取得重大突破，掌握了曲軸制造過程中的關鍵技術，形成了一批具有自主知識產權的曲軸核心制造技術。其中，先進的曲軸紅套技術、帶回轉刀架的專用曲軸機床曲軸精加工工藝及寬刃刀具設計和應用、“柴油機—曲軸—船舶軸系—螺旋槳系統”動力學分析的攻關課題難度已達到國際同類產品水平。截至2006年12月底，該公司已申請國家專利10項，其中實用新型專利3項，發明專利7項。目前，該公司已累計承接船用曲軸合同152根(其中出口96根)，2007年已完工50多根，2008年計劃生產100根。

　　據資料，到2010年，中國需要大型船用半組合曲軸約310根，2015年將達 473根。屆時，全世界的大型船用半組合曲軸仍將供不應求。為迅速形成產業規模，上海電氣集團及時決策，搶先在臨港重型裝備制造基地開始了曲軸二期工程的建設。據悉，該公司曲軸二期項目投資5.92億元人民幣，新建廠房約24000平方米，新增曲軸車床、曲拐立車等專用設備32臺套，形成年產200根曲軸的生產能力。

　　據透露，到2010年，上海船用曲軸有限公司將實現年產240根大型船用半組合曲軸的規模，躋身世界曲軸制造企業前三名;到2015年，計劃在曲軸的產品質量、生產能力和企業品牌方面保持世界第一。

　　目前，國內僅3家企業可以生產大型船舶用曲軸，具體情況如下。

　　上海船用曲軸有限公司2007年生產了40根曲軸，不但打破日韓等少數幾國對技術和市場的壟斷，還有一半產品完成了出口。隨著二期項目啟動，2008年產量將是去年3倍，可達120根，目前公司已累計承接船用曲軸合同152根(其中出口96根)。另外，計劃2009年年產160根，2010年達到200 根，屆時幾乎能與韓國斗山重工旗下的船用主機曲軸制造廠不相上下。斗山重工在2004年和2005年所生產的這類曲軸分別為200根和220根。自 2006年增加產量達到270根后，未見有報道稱再有擴產計劃。

　　青島海西重工自去年5月生產第一根曲軸至今已經生產了15根曲軸，已形成年產50根半組合式曲軸的裝配、機械加工生產能力。二期項目建成投產以后將形成年產150支船用大型柴油機曲軸，其第一根船用曲軸已于去年5月份成功下線。

　　大連華銳曲軸公司現在已經形成了年產40根曲軸的生產能力，而到2009年，其生產能力將達到75根。目前這個公司在手的大型船用主軸合同已達63根，其中今后3年的合同分別達到23根、38根、2根，而訂貨意向已達58根。