主要完成人：向红亮、刘薇、陈忠振、刘东、何福善、刘渊毅、郑建斌

项目简介：

我国铸件产量已多年居世界首位，但大型高品质铸钢件的生产比例仍很小，相关技术还不成熟，产品的附加值还有待提高，并且目前生产大型高品质铸钢件所耗费的物力、人力与能耗比较大，生产环境污染未能得到有效控制。铸造行业占机械工业总耗能的25%-30%，能源平均利用率为17%，我国铸造生产的能耗约为发达国家的2 倍，而国外1t 合格铸件的三废排量不到我国的1/10。因此，提高钢铸件品质，大力抓好节能和环保，达到绿色铸造的要求，是我国铸造行业的一项长期战略性任务。为此，本项目组自2010 年开始，以产品质量为核心，以节能环保为焦点，在省发改委及企业资助等课题下，针对大型铸钢件生产过程中的关键环节开展科研攻关。本项目所属科学技术领域为材料科学技术- 钢铁材料技术- 黑色金属及其合金材料，成果主要用于大型高端装备工程零件制造领域。

项目组开展了以下研究工作：

1、针对不同钢水，提出大型合金钢件熔炼采用中频感应炉+AOD 精炼的双联熔炼工艺，通过吹N、O2 结合方式起到降Ni 的作用同时并达到钢水高质量化、节能及降低成本的作用；碳钢熔炼采用中频感应炉+LF 精炼的双联熔炼工艺，对精炼工艺进行改进，获得低S、P 钢水。通过研究精炼工艺对钢液质量的影响，并总结一般规律，解决大型铸钢件在精炼中产生的共性问题，突破以往只针对具体某种钢水进行精炼工艺的研究，使产品材质多样化，并能稳定生产。

2、创新利用Cr 能降低N 活化系数原理并采用特定脱O 方式，降低材料中合金的含量并解决高N 合金易产生气孔铸造缺陷的难题。在明确Cr 能降低N 活化系数的基础上，即Cr 能提高N 的溶解度，从而利用N 的性质起到减少合金Ni 用量的效果。在钢水精炼时，通过特定脱O 的方式，在减少其含量增大N 分压的同时，确保气体溶解量不超过总的气体溶解度，最终解决铸件气孔问题。

3、首次成功生产出重约30 吨汽轮机转子核心件。项目研究了热处理对该类材料性能影响，并分析机理，为铸件的合理应用提供理论依据，丰富金属材料学理论。应用领域或前景：成功生产多类型高品质大型铸钢件，最大重量可达30t，起到示范作用。

本项目生产的典型铸钢件如图1 所示。

生产的轮机叶片、转子出口到欧洲，质量优良无任何缺陷，无延期现象。