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建井院慶11——美好回憶 感恩建井

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美好回憶 感恩建井

                                    ——回憶耐磨材料的研究


    離開北京建井所已經十八年了,適逢北京建井所建所60周年,激起了我在北京建井所工作的美好回憶。1978年畢業到2000年離開北京建井所,在所里整整工作了二十年。回憶起在淮北臨渙韓村煤礦東風井現場、山東龍口梁家煤礦風井現場和耐磨焊條、鼠籠式破碎機新型擊輪的研制過程歷歷在目,好像就在昨天。那時工作環境和工作條件雖然艱苦,但樂在其中,老一代科技人員的敬業精神和言傳身教一直激勵我們,使我們這些當時的年輕人在工作的實踐中不斷進步,繼承了建井人的精神。

工作初始

到北京建井所鉆井室報到后不久,接到的第一個任務就是陪同老工程師到淮北臨渙韓村煤礦東風井現場,驗收從美國休斯公司進口的鉆井刀具。其中每種類型刀具帶回北京兩套,用于解剖、測繪、分析。在這之前課題組收集到德國維爾特公司的滾刀。我和賈小左負責滾刀的金屬材料分析和性能試驗。對于材料分析和試驗,建井所沒有一點實驗條件和檢驗能力。我們把所有試件分別送到北京鋼鐵研究院、北京理化測試中心、北京冶金建筑研究院和清華大學。但滾刀的刀體材料損試驗和滾刀刀齒堆焊層的耐試驗,我們只能跑到武漢,委托原一機部武漢材料保護研究所試驗。這些委托試驗一是時間無法保證,二是試驗只提供實驗報告,許多具體技術情況,特別是一些細節無法知道。

測繪工作結束后,課題組進行了分工,清華大學楊瑞林教授負責刀體材料研究,我和賈小左協助,負責刀齒堆焊材料和工藝研究。當時課題組分工后組長特別強調一句:你們倆一定努力完成任務,如果實在完不成,我們得按時完成六五攻關任務,只能買其他科研單位或大專院校相關的技術了(當時上海交通大學505教研室正在研究耐焊條)。通過前一段對美國休斯公司刀和德國維爾特公司滾刀的解剖、測繪、試驗,我們感到完成這個任務難度確實很大:首先我和賈小左都是剛畢業的學生沒有科研經驗,學過的教科書中只有大半頁講堆焊。其次沒有任何科研器具:焊機、熱處理爐、損試驗機、顯微鏡。更別說電子顯微鏡、電子探針、光譜分析儀這些高端儀器設備。我向課題組長和分管我們工作的室主任提出是不是能買一些基本實驗設備,他們聽了覺得很為難:課題經費是按計劃批下來的,根本就沒有添置這些設備的內容。課題組長說:我頂多能答應你買一臺簡單的顯微鏡看一看金相組織,你說的那么多設備我確實無能為力。

建成耐磨材料實驗室

真是巧婦難做無米之。這是一項探索性的試驗,沒有設備、儀器怎么完成任務啊!當時壓力非常大,也非常苦惱。同事周傳啟建議我有困難找老濮(那時濮洪九副所長雖然年齡不大,但所里同志都稱呼他為老濮)談一談。我說咱剛來不久的學生,這么點小事找那么大的官,我可沒有那么大的膽。他說老濮這個人非常平易近人,沒有架子,所里人有難事都愿意找他,而且非常實在,辦實事。我思來想去還是沒敢找,但科研任務還得完成,壯著膽寫了一份報告,通過所辦公室交到所領導。報告中談了現在的困難、科研思路和設想,需要的設備,達到的目標。過了幾天所辦公室通知說,濮所長找你。見到老濮的面,感覺老濮非常隨和,他說:你的報告我們看了,寫的挺好。我們要一個專門學焊接的學生就是要從專業的角度去考慮怎樣開展這項科研工作,原來所里有幾個工程師想搞這項工作,但都是業余愛好,不能系統深入的考慮。我們原來的許多科研經費都和煤炭部的下屬相關工廠合作,課題完成了,把工廠的實驗室武裝起來了,我們只完成了一個科研報告。你們爭取完成課題任務又能在建井所建起一個像樣的實驗室。我們商量給你們24萬(要知道70年代末我們的工資也只有42.5元,應該說這是一個相當大的數字)。談話后高興的心情無法形容,但是冷靜下來一想,如果完不成任務,不但課題組六五攻關任務完不成,還要給國家浪費這么一大筆錢,可想而知,當時的壓力有多大。

然接了這個任務,就別再多想了,壓力變成動力,玩命干吧!我們先后購置了交流焊機、直流焊機、氬弧焊機、氧乙炔設備。箱式熱處理爐(高溫爐到1350度和低溫爐950度),硬度計、顯微硬度計、低倍顯微鏡和高倍臥式顯微鏡(可以照相),線切割機床。這樣就能開展一般堆焊試驗了,至于電子顯微鏡、電子探針、光譜分析儀這些高端儀器設備當時買不起,另外用的次數也不多,可以外協。后來課題組長又從蘇南煤機廠調來一名焊工叫郁衛星,幫助我們試驗,小伙子非常能干,各種焊接工具用的很熟練,這樣就避免了因為我們焊接水平不高,影響試驗數據的問題。

試驗開始遇了第一個難題,我們在解剖美國休斯公司的滾刀時發現滾刀的刀齒堆焊的是一種球形碳化鎢顆粒,從淮北鉆井現場得到的信息,這種球形顆粒的滾刀鉆中硬巖層效果最好。上哪找這種球形碳化鎢硬質合金呢?現在是上網搜,那時只能找資料,最后查到全國最大的硬質合金廠在湖南的株洲。我和賈小左到株洲硬質合金廠,里的人派頭很大,到廠銷售處一問沒有這種產品。后來到技術處找他們的領導談,我們向他們提供了硬質合金成分、金相,粘結金屬化學成分。技術處的頭第一句話:試驗成了你們一年能用多少?我們使個大勁回答,一年幾百公斤吧(我們當時不知道市場情況)。技術處的領導說:你們一年就用那么一點,都沒法上生產線,況且我們還得安排技術人員給你們研究,費用從哪來?這樣吧,你們到自貢硬質合金廠看一看,他們是我們廠分出去的,廠子小一點。我們到了自貢硬質合金廠,技術處的技術人員接待了我們,聽說我們是北京研究院來的,分管技術的廠長也過來了。一聊挺熱乎,廠長姓李,大高個是東北人,葫蘆島的老鄉。我們把情況介紹了一下,廠長挺爽快。他說:這樣吧,我們也沒有這樣的產品,咱們一起研究。我們搞產品,你們搞焊接工藝,搞成了你們報你們的成果,我們報我們的成果。科研費咱們各承擔各的,一拍即合。他們試驗了幾種產品,但適應的焊接工藝不一樣,對氧乙炔焊和氬弧焊,各有適應也各有不適應,耐磨性、抗沖擊性也各不相同,雙方都不保密,交流順暢。

試驗中又有新的問題冒出來。在購置試驗設備時,沒有買到合適的磨損試驗機,大量堆焊試驗開始后,為了考核堆焊耐磨性,我們只好把不同工藝、不同材料的堆焊試樣在進行沖擊試驗,金相觀察后,認為性能比較好的試樣整理一批,到武漢材料保護研究所進行委托試驗。武漢這個地方冬天不給暖氣,屋里比外面還冷。委托試驗肯定不是到那就試,先是排隊,再加上我們的試件也比較多,一等就是十來天。我和賈小左只好大白天裹著棉被,手里抱著熱水杯,天天坐那兒等實驗結果。在做磨損試驗時,我們也觀察了他們的磨損試驗機,也沒那么復雜。回來后我們借用刀具實驗室的C20機床,自己做了一臺簡易的磨損試驗機,使用還可以,基本能分離出不同耐磨性的試件,這樣就加快了試驗速度。

經過不知道多少次試驗,終于把性能最好的焊條,堆焊在其他老工程師們研制好的滾刀刀殼上,當時刀具試驗臺已經建好,刀具組安排了一次刀具對比試驗。參加實驗的刀具有美國休斯公司的刀具、德國維爾特公司的刀具、國內最好的堆焊材料堆焊的刀具,還有鉆井室刀具組研制的刀具。一輪試驗下來各項技術指標對比,鉆井室刀具組研制的刀具各項性能最好。后來鉆井室刀具組研制的刀具通過了國家驗收,組織申報了煤炭部科技進步獎。BJ型滾刀獲煤炭部科技進步三等獎;D35耐磨材料(就是當時研制的耐磨焊條,為了技術保密用D35的代號)獲煤炭部科技進步二等獎。獲獎后滾刀技術轉讓給蘇南煤礦機械廠生產,成了蘇南煤礦機械廠四大產品之一(蘇南煤礦機械廠的產品有液壓支架、礦井模板、小鉆機、鉆井滾刀),而耐磨焊條留在了實驗室生產。


六五攻關任務終于完成了,刀具組全體技術人員非常高興。但高興之余,我還有一種如釋重負的感覺,終于可以向領導匯報,我完成任務了,一個耐磨材料實驗室也已基本建成了。

研制鼠籠式破碎機新型擊輪

 “六五”攻關項目結束后,課題組需要走向市場。所經營辦公室提供一個信息,北京市煤炭公司型煤生產線上的鼠籠式粉碎機的鼠籠輪不耐磨,5到6天就得換一套(換鼠籠輪整個生產線要停1小時)。我和賈小左到北京市煤炭公司見到了公司總工程師兼技術處處長,總工程師50多歲,坐在辦公桌角上說:小伙子這個項目看著挺簡單,但是并不容易解決。項目我們列出來好多年了,清華大學老教師帶了幾個學生鼓搗了一年,問題沒解決,花了一些課題費,給我寫了個報告就完了。又過了一年,北京工業大學來了幾個青年教師也鼓搗了一年,也花了一些課題費,問題還是沒解決。所以你們來了我也不聽你們的方案,你們如果覺得能解決就試試,我給你們安排一個聯系人,有事你們就找高俊明聯系。課題費現在不能給你們,現在鼠籠輪一般不到一個星期就得換一次,你們如果能20天換一次就算通過,到時候你們拿鑒定證書或煤場的驗收證書來我這領五萬元課題費。如果你們覺得沒希望了或不干了,不用跟我說,跟高俊明打個招呼就行。這分明是不相信我們。

又是一個難題,先別說能不能干成,沒有課題費怎么干?不干吧,刀具實驗室五、六個人,東門進西門出,一天沒事大眼瞪小眼。沒辦法還得找領導,王緯當時是管科研的副所長,我把去煤炭公司的事向他匯報了。王所長問:你覺得能不能干成?我說我覺得能干成,就匯報了解決問題的思路。他說,我覺得你的思路可以,那就試試吧。經費從其他科研費暫時借你5萬,搞成了你把錢還給人家。領導又一次替我頂雷,要是搞不成王所長還得替我承擔責任。

鼠籠式破碎機是工業生產中常用的破碎機械,主要細碎干燥的軟物料,如粘土塊、硅藻土、白堊等。在蜂窩煤和煤球生產線上,它是重要的配套設備,用來細碎蜂窩煤和煤球的原料(石灰、黃土、塊煤、煤矸石)。蜂窩煤和煤球生產線是一個成型的生產線,只要動生產線的任何一個部件就會影響產品的質量,特別是鼠籠式破碎機是生產線中的核心設備,解決鼠籠式破碎機的擊輪問題就會影響產品的質量,為了不影響生產線產品的最終質量,新型鼠籠輪就必須重新設計。這是首先要解決的問題,其次才是解決新型鼠籠輪的損問題。第一次試驗我們用已經鑒定的D35焊條堆焊在原鼠籠式破碎機使用的A3鋼擊棍上。破碎煤粉10天左右,一聲巨響,鼠籠輪爆炸了,把鼠籠式破碎機機蓋(機蓋20MM厚度的鋼板)打變形了。看來應用在契齒滾刀上的技術還不能原封不動的搬過來。

這一次失敗讓我們冷靜下來,看來問題確實并不好解決,要根據被破碎煤的種類不同(常用的是京西煤,矸石多,煤質硬,一部分大同混合煤),鼠籠輪的大小不同,新型鼠籠輪要設計不同,用的耐材料也不一樣。經過不知道多少次試驗,形成了系列的新型鼠籠輪:有復合鑄造高錳鋼耐磨擊棍的新型鼠籠輪,有復合鑄造高鉻鑄鐵耐磨擊棍的新型鼠籠輪,有氧乙炔工藝堆焊碳化鎢粉耐磨焊條的耐磨擊棍的新型鼠籠輪,有高鉻鑄鐵電焊條、高錳鋼電焊條堆焊的耐磨擊棍的新型鼠籠輪。成本高一點的是氬弧焊堆焊工藝堆焊鑄造碳化鎢粉的耐磨擊棍的新型鼠籠輪。這些新型擊輪都能達到A3鋼擊棍使用壽命的4倍以上,如果A3鋼擊棍使用壽命一周,這些新的擊輪基本都能使用四周。

試驗的新型鼠籠式新型擊輪達到了預期目標,北京市煤炭總公司的老總(就是第一次見我們的總工程師)非常高興,堅持開新型擊輪鑒定會時把國家物資部科技司領導請來,國家物資部科技司朱司長和技術推廣處的幾位領導都參加了鑒定會。會后,朱司長對我說:項目搞的不錯,冬季供煤時每條型煤生產線一個月少停3次,極大緩解冬季供煤的緊張,對全國型煤生產線都非常有意義。你們把材料整理一下在物資部報個獎吧。按照朱司長的要求,我們把報獎材料報到物資部科技司。

當年,鼠籠式破碎機新型擊輪獲國家物資部科技進步二等獎(一等獎空缺;二等獎兩項我們排在前面),北京市科委把這個項目評為北京市優秀科技推廣項目。后來,我把相關技術資料整理寫了一本書《鼠籠式破碎機新型鼠籠輪的設計與制造》(15萬字),煤炭總公司買了30本,發給下屬七個煤場和煤炭機械廠。

回顧20多年前在建井所搞科研的歲月,讓我們非常懷念。雖然有艱苦、有歡樂,但每次回想起來都會感到幸福。最不能忘懷的是濮洪九部長、王緯所長等一些老領導和老專家在我們最艱難的時候給予了幫助和支持。是他們給我們搭了科研的平臺,讓我們能夠有機會為北京建井所、為國家做一點工作。

     


                             

高峰   194910月生,1978年畢業于沈陽工業大學焊接專業。曾任煤炭科學研究總院檢測分院院長,研究員,清華大學碩士研究生校外指導教師。長期從事煤炭機械和耐磨材料研究,獲2項省部級二等獎,2項省部級三等獎,發表論文19篇,著有專著《鼠籠式破碎機新型鼠籠輪的設計與制造》(煤炭工業出版社,1997),1993年享受國務院特殊津貼。



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