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建井院庆11——美好回忆 感恩建井

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美好回忆 感恩建井

                                    ——回忆耐磨材料的研究


    离开北京建井所已经十八年了,适逢北京建井所建所60周年,激起了我在北京建井所工作的美好回忆。1978年毕业到2000年离开北京建井所,在所里整整工作了二十年。回忆起在淮北临涣韩村煤矿东风井现场、山东龙口梁家煤矿风井现场和耐磨焊条、鼠笼式破碎机新型击轮的研制过程历历在目,好像就在昨天。那时工作环境和工作条件虽然艰苦,但乐在其中,老一代科技人员的敬业精神和言传身教一直激励我们,使我们这些当时的年轻人在工作的实践中不断进步,继承了建井人的精神。

工作初始

到北京建井所钻井室报到后不久,接到的第一个任务就是陪同老工程师到淮北临涣韩村煤矿东风井现场,验收从美国休斯公司进口的钻井刀具。其中每种类型刀具带回北京两套,用于解剖、测绘、分析。在这之前课题组收集到德国维尔特公司的滚刀。我和贾小左负责滚刀的金属材料分析和性能试验。对于材料分析和试验,建井所没有一点实验条件和检验能力。我们把所有试件分别送到北京钢铁研究院、北京理化测试中心、北京冶金建筑研究院和清华大学。但滚刀的刀体材料损试验和滚刀刀齿堆焊层的耐试验,我们只能跑到武汉,委托原一机部武汉材料保护研究所试验。这些委托试验一是时间无法保证,二是试验只提供实验报告,许多具体技术情况,特别是一些细节无法知道。

测绘工作结束后,课题组进行了分工,清华大学杨瑞林教授负责刀体材料研究,我和贾小左协助,负责刀齿堆焊材料和工艺研究。当时课题组分工后组长特别强调一句:你们俩一定努力完成任务,如果实在完不成,我们得按时完成六五攻关任务,只能买其他科研单位或大专院校相关的技术了(当时上海交通大学505教研室正在研究耐焊条)。通过前一段对美国休斯公司刀和德国维尔特公司滚刀的解剖、测绘、试验,我们感到完成这个任务难度确实很大:首先我和贾小左都是刚毕业的学生没有科研经验,学过的教科书中只有大半页讲堆焊。其次没有任何科研器具:焊机、热处理炉、损试验机、显微镜。更别说电子显微镜、电子探针、光谱分析仪这些高端仪器设备。我向课题组长和分管我们工作的室主任提出是不是能买一些基本实验设备,他们听了觉得很为难:课题经费是按计划批下来的,根本就没有添置这些设备的内容。课题组长说:我顶多能答应你买一台简单的显微镜看一看金相组织,你说的那么多设备我确实无能为力。

建成耐磨材料实验室

真是巧妇难做无米之。这是一项探索性的试验,没有设备、仪器怎么完成任务啊!当时压力非常大,也非常苦恼。同事周传启建议我有困难找老濮(那时濮洪九副所长虽然年龄不大,但所里同志都称呼他为老濮)谈一谈。我说咱刚来不久的学生,这么点小事找那么大的官,我可没有那么大的胆。他说老濮这个人非常平易近人,没有架子,所里人有难事都愿意找他,而且非常实在,办实事。我思来想去还是没敢找,但科研任务还得完成,壮着胆写了一份报告,通过所办公室交到所领导。报告中谈了现在的困难、科研思路和设想,需要的设备,达到的目标。过了几天所办公室通知说,濮所长找你。见到老濮的面,感觉老濮非常随和,他说:你的报告我们看了,写的挺好。我们要一个专门学焊接的学生就是要从专业的角度去考虑怎样开展这项科研工作,原来所里有几个工程师想搞这项工作,但都是业余爱好,不能系统深入的考虑。我们原来的许多科研经费都和煤炭部的下属相关工厂合作,课题完成了,把工厂的实验室武装起来了,我们只完成了一个科研报告。你们争取完成课题任务又能在建井所建起一个像样的实验室。我们商量给你们24万(要知道70年代末我们的工资也只有42.5元,应该说这是一个相当大的数字)。谈话后高兴的心情无法形容,但是冷静下来一想,如果完不成任务,不但课题组六五攻关任务完不成,还要给国家浪费这么一大笔钱,可想而知,当时的压力有多大。

然接了这个任务,就别再多想了,压力变成动力,玩命干吧!我们先后购置了交流焊机、直流焊机、氩弧焊机、氧乙炔设备。箱式热处理炉(高温炉到1350度和低温炉950度),硬度计、显微硬度计、低倍显微镜和高倍卧式显微镜(可以照相),线切割机床。这样就能开展一般堆焊试验了,至于电子显微镜、电子探针、光谱分析仪这些高端仪器设备当时买不起,另外用的次数也不多,可以外协。后来课题组长又从苏南煤机厂调来一名焊工叫郁卫星,帮助我们试验,小伙子非常能干,各种焊接工具用的很熟练,这样就避免了因为我们焊接水平不高,影响试验数据的问题。

试验开始遇了第一个难题,我们在解剖美国休斯公司的滚刀时发现滚刀的刀齿堆焊的是一种球形碳化钨颗粒,从淮北钻井现场得到的信息,这种球形颗粒的滚刀钻中硬岩层效果最好。上哪找这种球形碳化钨硬质合金呢?现在是上网搜,那时只能找资料,最后查到全国最大的硬质合金厂在湖南的株洲。我和贾小左到株洲硬质合金厂,里的人派头很大,到厂销售处一问没有这种产品。后来到技术处找他们的领导谈,我们向他们提供了硬质合金成分、金相,粘结金属化学成分。技术处的头第一句话:试验成了你们一年能用多少?我们使个大劲回答,一年几百公斤吧(我们当时不知道市场情况)。技术处的领导说:你们一年就用那么一点,都没法上生产线,况且我们还得安排技术人员给你们研究,费用从哪来?这样吧,你们到自贡硬质合金厂看一看,他们是我们厂分出去的,厂子小一点。我们到了自贡硬质合金厂,技术处的技术人员接待了我们,听说我们是北京研究院来的,分管技术的厂长也过来了。一聊挺热乎,厂长姓李,大高个是东北人,葫芦岛的老乡。我们把情况介绍了一下,厂长挺爽快。他说:这样吧,我们也没有这样的产品,咱们一起研究。我们搞产品,你们搞焊接工艺,搞成了你们报你们的成果,我们报我们的成果。科研费咱们各承担各的,一拍即合。他们试验了几种产品,但适应的焊接工艺不一样,对氧乙炔焊和氩弧焊,各有适应也各有不适应,耐磨性、抗冲击性也各不相同,双方都不保密,交流顺畅。

试验中又有新的问题冒出来。在购置试验设备时,没有买到合适的磨损试验机,大量堆焊试验开始后,为了考核堆焊耐磨性,我们只好把不同工艺、不同材料的堆焊试样在进行冲击试验,金相观察后,认为性能比较好的试样整理一批,到武汉材料保护研究所进行委托试验。武汉这个地方冬天不给暖气,屋里比外面还冷。委托试验肯定不是到那就试,先是排队,再加上我们的试件也比较多,一等就是十来天。我和贾小左只好大白天裹着棉被,手里抱着热水杯,天天坐那儿等实验结果。在做磨损试验时,我们也观察了他们的磨损试验机,也没那么复杂。回来后我们借用刀具实验室的C20机床,自己做了一台简易的磨损试验机,使用还可以,基本能分离出不同耐磨性的试件,这样就加快了试验速度。

经过不知道多少次试验,终于把性能最好的焊条,堆焊在其他老工程师们研制好的滚刀刀壳上,当时刀具试验台已经建好,刀具组安排了一次刀具对比试验。参加实验的刀具有美国休斯公司的刀具、德国维尔特公司的刀具、国内最好的堆焊材料堆焊的刀具,还有钻井室刀具组研制的刀具。一轮试验下来各项技术指标对比,钻井室刀具组研制的刀具各项性能最好。后来钻井室刀具组研制的刀具通过了国家验收,组织申报了煤炭部科技进步奖。BJ型滚刀获煤炭部科技进步三等奖;D35耐磨材料(就是当时研制的耐磨焊条,为了技术保密用D35的代号)获煤炭部科技进步二等奖。获奖后滚刀技术转让给苏南煤矿机械厂生产,成了苏南煤矿机械厂四大产品之一(苏南煤矿机械厂的产品有液压支架、矿井模板、小钻机、钻井滚刀),而耐磨焊条留在了实验室生产。


六五攻关任务终于完成了,刀具组全体技术人员非常高兴。但高兴之余,我还有一种如释重负的感觉,终于可以向领导汇报,我完成任务了,一个耐磨材料实验室也已基本建成了。

研制鼠笼式破碎机新型击轮

 “六五”攻关项目结束后,课题组需要走向市场。所经营办公室提供一个信息,北京市煤炭公司型煤生产线上的鼠笼式粉碎机的鼠笼轮不耐磨,5到6天就得换一套(换鼠笼轮整个生产线要停1小时)。我和贾小左到北京市煤炭公司见到了公司总工程师兼技术处处长,总工程师50多岁,坐在办公桌角上说:小伙子这个项目看着挺简单,但是并不容易解决。项目我们列出来好多年了,清华大学老教师带了几个学生鼓捣了一年,问题没解决,花了一些课题费,给我写了个报告就完了。又过了一年,北京工业大学来了几个青年教师也鼓捣了一年,也花了一些课题费,问题还是没解决。所以你们来了我也不听你们的方案,你们如果觉得能解决就试试,我给你们安排一个联系人,有事你们就找高俊明联系。课题费现在不能给你们,现在鼠笼轮一般不到一个星期就得换一次,你们如果能20天换一次就算通过,到时候你们拿鉴定证书或煤场的验收证书来我这领五万元课题费。如果你们觉得没希望了或不干了,不用跟我说,跟高俊明打个招呼就行。这分明是不相信我们。

又是一个难题,先别说能不能干成,没有课题费怎么干?不干吧,刀具实验室五、六个人,东门进西门出,一天没事大眼瞪小眼。没办法还得找领导,王纬当时是管科研的副所长,我把去煤炭公司的事向他汇报了。王所长问:你觉得能不能干成?我说我觉得能干成,就汇报了解决问题的思路。他说,我觉得你的思路可以,那就试试吧。经费从其他科研费暂时借你5万,搞成了你把钱还给人家。领导又一次替我顶雷,要是搞不成王所长还得替我承担责任。

鼠笼式破碎机是工业生产中常用的破碎机械,主要细碎干燥的软物料,如粘土块、硅藻土、白垩等。在蜂窝煤和煤球生产线上,它是重要的配套设备,用来细碎蜂窝煤和煤球的原料(石灰、黄土、块煤、煤矸石)。蜂窝煤和煤球生产线是一个成型的生产线,只要动生产线的任何一个部件就会影响产品的质量,特别是鼠笼式破碎机是生产线中的核心设备,解决鼠笼式破碎机的击轮问题就会影响产品的质量,为了不影响生产线产品的最终质量,新型鼠笼轮就必须重新设计。这是首先要解决的问题,其次才是解决新型鼠笼轮的损问题。第一次试验我们用已经鉴定的D35焊条堆焊在原鼠笼式破碎机使用的A3钢击棍上。破碎煤粉10天左右,一声巨响,鼠笼轮爆炸了,把鼠笼式破碎机机盖(机盖20MM厚度的钢板)打变形了。看来应用在契齿滚刀上的技术还不能原封不动的搬过来。

这一次失败让我们冷静下来,看来问题确实并不好解决,要根据被破碎煤的种类不同(常用的是京西煤,矸石多,煤质硬,一部分大同混合煤),鼠笼轮的大小不同,新型鼠笼轮要设计不同,用的耐材料也不一样。经过不知道多少次试验,形成了系列的新型鼠笼轮:有复合铸造高锰钢耐磨击棍的新型鼠笼轮,有复合铸造高铬铸铁耐磨击棍的新型鼠笼轮,有氧乙炔工艺堆焊碳化钨粉耐磨焊条的耐磨击棍的新型鼠笼轮,有高铬铸铁电焊条、高锰钢电焊条堆焊的耐磨击棍的新型鼠笼轮。成本高一点的是氩弧焊堆焊工艺堆焊铸造碳化钨粉的耐磨击棍的新型鼠笼轮。这些新型击轮都能达到A3钢击棍使用寿命的4倍以上,如果A3钢击棍使用寿命一周,这些新的击轮基本都能使用四周。

试验的新型鼠笼式新型击轮达到了预期目标,北京市煤炭总公司的老总(就是第一次见我们的总工程师)非常高兴,坚持开新型击轮鉴定会时把国家物资部科技司领导请来,国家物资部科技司朱司长和技术推广处的几位领导都参加了鉴定会。会后,朱司长对我说:项目搞的不错,冬季供煤时每条型煤生产线一个月少停3次,极大缓解冬季供煤的紧张,对全国型煤生产线都非常有意义。你们把材料整理一下在物资部报个奖吧。按照朱司长的要求,我们把报奖材料报到物资部科技司。

当年,鼠笼式破碎机新型击轮获国家物资部科技进步二等奖(一等奖空缺;二等奖两项我们排在前面),北京市科委把这个项目评为北京市优秀科技推广项目。后来,我把相关技术资料整理写了一本书《鼠笼式破碎机新型鼠笼轮的设计与制造》(15万字),煤炭总公司买了30本,发给下属七个煤场和煤炭机械厂。

回顾20多年前在建井所搞科研的岁月,让我们非常怀念。虽然有艰苦、有欢乐,但每次回想起来都会感到幸福。最不能忘怀的是濮洪九部长、王纬所长等一些老领导和老专家在我们最艰难的时候给予了帮助和支持。是他们给我们搭了科研的平台,让我们能够有机会为北京建井所、为国家做一点工作。

     


                             

高峰   194910月生,1978年毕业于沈阳工业大学焊接专业。曾任煤炭科学研究总院检测分院院长,研究员,清华大学硕士研究生校外指导教师。长期从事煤炭机械和耐磨材料研究,获2项省部级二等奖,2项省部级三等奖,发表论文19篇,著有专著《鼠笼式破碎机新型鼠笼轮的设计与制造》(煤炭工业出版社,1997),1993年享受国务院特殊津贴。



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