大型鑄鋼件因其體積大、質(zhì)量大，且工況條件苛刻，需要承受高溫、高壓、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)輻射工作環(huán)境，質(zhì)量要求越來(lái)越高。大型鑄鋼件的制造是國(guó)家裝備制造的基礎(chǔ)，是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

大型鑄鋼件廣泛用于電站、石油化工、冶金、船舶等裝備及裝備制造業(yè)。如核電中的不銹鋼主泵泵體，汽輪機(jī)缸體，水電組的葉輪、葉片、上冠、下環(huán)，火電機(jī)組中的氣缸體件，大型冶金設(shè)備中的軋機(jī)機(jī)架、車L輥、大型軸承座等。這些大型鑄鋼件的制造直接關(guān)系到國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目的質(zhì)量、安全及進(jìn)度，對(duì)于國(guó)計(jì)民生具有重要的意義。

目前，我國(guó)大型鑄鋼件的生產(chǎn)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但產(chǎn)品品質(zhì)仍存在明顯的不足，已經(jīng)能夠生產(chǎn)一些大型鑄鋼件，但經(jīng)常會(huì)受到質(zhì)量問(wèn)題的困擾。仍不具備生產(chǎn)高端產(chǎn)品的技術(shù)能力，而一些發(fā)達(dá)國(guó)家在大型鑄鋼件制造技術(shù)上對(duì)中國(guó)嚴(yán)格保密，甚至嚴(yán)格限制產(chǎn)品出口，致使大型鑄鋼件在很大程度上已成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。

我國(guó)大型鑄鋼件發(fā)展制約因素分析

在多數(shù)領(lǐng)域產(chǎn)能過(guò)剩的情況下，一些高端關(guān)鍵鑄件仍不能滿足國(guó)內(nèi)主機(jī)和重大技術(shù)裝備的質(zhì)量要求，在大型核電設(shè)備中，主泵、核電汽輪機(jī)缸體等大型鑄鋼件多采用不銹鋼材料，其質(zhì)量要求極高，我國(guó)尚未掌握自主生產(chǎn)技術(shù)，基本依賴進(jìn)口。

生產(chǎn)能力與技術(shù)的滯后源于對(duì)大型鑄鋼件制造技術(shù)中最基礎(chǔ)的技術(shù)沒(méi)有完全掌握，特別是影響大型鑄件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性的共性基礎(chǔ)技術(shù)研究缺乏第一手資料和數(shù)據(jù)，共性基礎(chǔ)技術(shù)研究的差距也正是我國(guó)與大型鑄件生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)的差距。因此，為使我國(guó)大型鑄鋼件的生產(chǎn)水平達(dá)到世界領(lǐng)先水平，急需提升基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)水平，生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量鑄鋼件，解決裝備制造業(yè)用百噸級(jí)鑄鋼件生產(chǎn)的難題。

問(wèn)題分析解決思路

在某些高端鑄件熔煉過(guò)程中針對(duì)有害元素及成分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)優(yōu)化問(wèn)題工程數(shù)據(jù)缺乏。未建立起以服役條件為指導(dǎo)的質(zhì)量及制造體系。

針對(duì)核電、燃機(jī)等領(lǐng)域用高端鑄件，建立以高端質(zhì)量為核心的研發(fā)及生產(chǎn)體系并形成數(shù)據(jù)積累機(jī)制以指導(dǎo)未來(lái)部件設(shè)計(jì)及制造，強(qiáng)化基礎(chǔ)工程數(shù)據(jù)積累及相關(guān)技術(shù)固化并在行業(yè)內(nèi)推廣。

調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加高端鑄件在整個(gè)鑄鋼行業(yè)的比重，轉(zhuǎn)型升級(jí)或淘汰落后、污染嚴(yán)重、技術(shù)含量低的企業(yè)。

加強(qiáng)共性技術(shù)研究

主要包括：金屬材料冶煉技術(shù)，鑄造工藝，熱處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，微合金化技術(shù)。特大型合金鋼錠的純凈、致密、均質(zhì)制造技術(shù)，曲面異形件電渣熔鑄成形技術(shù)、大型冶金軋輥復(fù)合成形技術(shù)、非均質(zhì)砂型3D打印工藝技術(shù)。

加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研究

高效率、高適應(yīng)性、高純凈度鋼液精煉技術(shù)和智能化AOD精煉系統(tǒng)；高效、節(jié)能、環(huán)保的鑄件熱處理及后處理技術(shù)和自動(dòng)化系列裝備；大型鑄鋼件3D無(wú)模造型技術(shù)及裝備；高溫合金燃?xì)廨啓C(jī)葉片精鑄芯殼制造技術(shù)與凝固梯度控制技術(shù)；大型二維電渣板坯制造技術(shù)；高品質(zhì)大型冶金軋輥制造技術(shù)。

大型鑄鋼件的發(fā)展趨勢(shì)

目前國(guó)內(nèi)鑄鋼領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)包括以下幾個(gè)方面：

（1）鋼液熔煉，向高純度鋼液技術(shù)發(fā)展，嚴(yán)格控制熔煉過(guò)程，控制 S、P 和夾雜物含量。采用鋼液的精煉提高鋼液質(zhì)量。

（2）在鑄造工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，應(yīng)模擬鑄件的澆注、凝固過(guò)程，從而優(yōu)化鑄造工藝，提高鑄件質(zhì)量。

（3）緊跟機(jī)械行業(yè)裝備領(lǐng)域轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求，積極主動(dòng)地研發(fā)新材料鑄件，逐步取代進(jìn)口，提高中國(guó)鑄鋼件生產(chǎn)整體水平。

（4）加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化，形成合理經(jīng)濟(jì)規(guī)模。

（5）加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步，提高技術(shù)創(chuàng)新能力，開(kāi)展高端鑄件的材料及制造工藝的研究。

（6）開(kāi)展綠色鑄造技術(shù)，提高清潔化生產(chǎn)水平，提高鑄鋼件生產(chǎn)過(guò)程后處理工序的機(jī)械化與智能化操作水平。

與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)大型鑄鋼件生產(chǎn)在產(chǎn)品品種、工藝水平、質(zhì)量等級(jí)以及制造裝備等整體水平方面均存在著較大差距。由于大型鑄鋼件質(zhì)量要求極高，因此，大型鑄鋼件的冶金技術(shù)在向高純度鋼液技術(shù)發(fā)展，成分均勻性、內(nèi)部缺陷、尺寸精準(zhǔn)度等控制技術(shù)需提高；大型鑄鋼件生產(chǎn)技術(shù)向高端化發(fā)展。