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大型鑄鍛件是綜合材料、冶煉、鍛造、熱處理、焊接和檢測為一體的高技術(shù)產(chǎn)品，大型鑄鍛件的制造是重大技術(shù)裝備制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，其質(zhì)量直接影響到成套裝備的整體水平和運行可靠性。隨著我國電力、石化和冶金工業(yè)及船舶制造業(yè)向高效率、大機組方向發(fā)展，近期大型鑄鍛件供不應求，大量從國外進口。
一、大型鑄鍛件市場情況
1．核電大型鍛件
根據(jù)我國核電發(fā)展規(guī)劃，到2020年核電裝機容量將達到3600～4000萬千瓦，平均每年新增2～3套百萬千瓦核電機組。一套百萬千瓦壓水堆核電機組核島部分的壓力容器、蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器的殼體及管板、主管道鍛件按3070噸計算，未來15年需要核電鍛件約9～15萬噸，平均每年需要在萬噸級水壓機上生產(chǎn)的核電鍛件0.6～1萬噸。從鍛件毛坯到成品鍛件的收得率按50%計算，年均毛坯鍛件需求量在1.2～2萬噸。
2．火電大型鍛件
我國發(fā)電設(shè)備裝機容量2004年為4.4億千瓦，2005年為5億千瓦，2006年將達到6億千瓦。由于電力供應緊張，近兩三年出現(xiàn)了電力裝備的需求高峰，國內(nèi)電站設(shè)備制造業(yè)2005年實際完成制造任務(wù)8600萬千瓦，2006年計劃10000萬千瓦。
2008年以后，我國電力需求將會趨于緩和，對電力裝備需求也將會進入正常狀態(tài)。根據(jù)國家電力發(fā)展規(guī)劃，2020年達到9～9.6億千瓦。國內(nèi)10～15年內(nèi)將新增單機容量60萬千瓦及以上大型燃煤機組620多臺。按每臺大型燃煤機組需要大型鍛件230噸計算，預計國內(nèi)需求大型火電鍛件14.2萬噸，年均需求量0.95～1.42萬噸。從鍛件毛坯到成品鍛件的收得率按55%計算，年均需求毛坯鍛件1.73～2.58萬噸。
3．水電大型鍛件
2004年底我國水電裝機容量已達到1.08億千瓦，占發(fā)電設(shè)備總裝機容量的24.6％，居世界第一位。到2010年水電裝機將達到1.8億千瓦，占發(fā)電裝機容量的25％，開發(fā)程度為33％；到2020年，水電裝機將達到3億千瓦，占發(fā)電總裝機的30％，開發(fā)程度為55％，將接近經(jīng)濟發(fā)達國家水平。
按水電發(fā)展規(guī)劃，國內(nèi)15年內(nèi)將新增單機容量50萬千瓦及以上大型水電機組380多臺（根據(jù)建設(shè)總量計算），按每臺大型水電機組需要大型鍛件200～240噸，預計2020年前國內(nèi)需求大型水電鍛件7.2～9萬噸，年均需求量0.48～0.6萬噸；到成品鍛件的收得率按60%計算，平均每年需要在萬噸級水壓機上生產(chǎn)的毛坯鍛件需求量在0.8～1萬噸。
二、大型鑄鍛件技術(shù)發(fā)展狀況
1．大型電站鑄鍛件
火電機組今后發(fā)展將以60萬千瓦超臨界機組和百萬千瓦級超超臨界機組為主；核電將以百萬千瓦機組為主；水電將以混流式的70萬千瓦以上機組和用于抽水蓄能的軸流式機組為主。電站裝備的大型化和高參數(shù)對鑄鍛件提出了更高的要求。
（1）超純凈鋼汽輪機低壓轉(zhuǎn)子鍛件
為了滿足超超臨界汽輪機組高參數(shù)設(shè)計要求，其回火脆性是技術(shù)關(guān)鍵，目前國內(nèi)尚屬空白。國外已用超純凈3.5%NiCrMoV鋼取代傳統(tǒng)用鋼，鋼錠必須采用真空精煉和真空澆注，以保證化學成分的純凈和均勻性。
（2）高中壓復合轉(zhuǎn)子鍛件
超臨界機組高中壓復合轉(zhuǎn)子要求制造兼具高中壓功能的復合轉(zhuǎn)子，難點是要求整體轉(zhuǎn)子兩端有不同的性能。該技術(shù)的關(guān)鍵是選擇合適的化學成分，采用特殊的熱處理方法。國外更多采用超純凈冶煉技術(shù)和新材料，轉(zhuǎn)子重量在100噸左右，所需鋼錠超過了200噸。
（3）百萬千瓦級核電機組常規(guī)島低壓轉(zhuǎn)子
百萬千瓦級核電常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件是目前世界上所需鋼錠最大、鍛件毛坯重量最大、截面尺寸最大、技術(shù)要求最高的實心鍛件，是代表熱加工綜合技術(shù)水平最高的產(chǎn)品。目前，只有日本制鋼所（JSW）和韓國斗山重工具備制造能力和水平。轉(zhuǎn)子重量為170噸，需600噸鋼錠。
（4）大型混流式水輪機鑄鍛件
目前，世界上最大的混流式水輪機為我國三峽工程，單機裝機容量最大為700MW，其不銹鋼水輪機轉(zhuǎn)輪直徑達到了9.8米，重量達500噸，上冠、下環(huán)和葉片不僅需要大容量的不銹鋼冶煉設(shè)備和精煉鋼水設(shè)備，而且對冶煉工藝要求也很高。
（5）大型抽水蓄能水輪機鑄件
大型軸流式水輪機葉片鑄件的制造是關(guān)鍵。這種葉片通常采用不銹鋼制造，尺寸大，各處截面尺寸相差很大，型線要求嚴格，重達幾十噸，對煉鋼、澆鑄、熱處理設(shè)備和工藝都有特殊要求。
2．核電鑄鍛件 壓水堆是目前世界上應用最廣泛的堆型，核島部分的壓力殼、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器的殼體和管板普遍采用低合金鋼鍛件，在百萬千瓦級的核電機組中，無論是法碼通的EPR，還是西屋聯(lián)合體的AP1000，都含有大量技術(shù)要求高、規(guī)格大、形狀復雜的鑄鍛件。EPR壓力容器的接管段鍛件以及常規(guī)島中的汽輪機低壓整體轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子都需要600噸級的鋼錠鍛造。EPR蒸發(fā)器下封頭（水室封頭）、AP1000壓力容器整體頂蓋、蒸發(fā)器下封頭、錐形筒體等形狀復雜的鍛件都需要整體鍛造。此外，特厚餅形件的蒸發(fā)器管板鍛造以及主泵泵殼、主管道等不銹鋼鑄鍛件的制造難度也都很大。世界上大型核電鍛件的著名廠家有日本制鋼所（JSW）、韓國的斗山重工、法國的克魯索、日本的神戶制鋼等。 | 
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