我国大型铸锻件应坚持国产化之路

我国大型铸锻件应坚持国产化之路
中机系(北京)信息技术研究院;中国机电数据网
【摘要】2008年1月-12月，我国铸锻件产量突破1200万吨。

其中，铸钢件342万吨，同比增长23．63％，铸铁件654．7万吨，同比增长24．79％，金
属锻件产量达到203．4万吨，比2007年增长36．95％。

2009年1月-2月，
我国铸锻件产量为256．83万吨。

其中铸钢件149．73万吨，铸铁件57．77万吨，金属锻件49．33万吨，与2008年同期相比增幅分别达到14．40％、8．90％和7．55％。

【期刊名称】《大型铸锻件》
【年(卷),期】2009(000)003
【总页数】4页(P51-54)
【作者】中机系(北京)信息技术研究院;中国机电数据网
【作者单位】(Missing);(Missing)
【正文语种】中文
□ 铸锻件产量递增，大型铸锻件供不应求
2008年1月～12月，我国铸锻件产量突破1 200万吨。

其中，铸钢件342万吨，同比增长23.63%，铸铁件654.7万吨，同比增长24.79%，金属锻件产量达到203.4万吨，比2007年增长36.95%。

2009年1月～2月，我国铸锻件产量为256.83万吨。

其中铸钢件149.73万吨，铸铁件57.77万吨，金属锻件49.33万
吨，与2008年同期相比增幅分别达到14.40%、8.90%和7.55%。

近年来我国对大量形状复杂、技术含量高、材料性能特殊的大型铸锻件的需求日益迫切。

重型装备制造业的复苏，使大型锻件严重供不应求。

目前，我国能够提供大型铸锻件产品的主要企业在生产能力和技术水平上根本无法满足国内旺盛的市场需求。

以火电设备需求为例，中国对30万千瓦以上机组的汽轮机、电机的低压转子需求约在220根左右，但国内企业加起来生产的数量不足总体需求的20%，其余的只能靠进口解决。

□ 大型铸锻件市场需求前景广阔
未来10～15年将是中国推进工业化的关键时期，电力、石化、冶金、船舶等行业都将继续快速发展，孕育着对大型铸锻件需求量的空前巨增。

在核电装备领域，根据中国核电中长期发展规划，到2020年核电装机容量将达到4 000万千瓦，实际可能还会有所突破。

近两年已经或即将开工建设的二代改进型和三代百万千瓦级核电机组在20台以上。

法国在其核电建设高峰期最多年份开工建设10台左右，中国每年开工建设量将会创造世界核电发展史上新记录。

一套百万千瓦压水堆核电机组核岛部分的反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器的壳体及管板、主管道锻件按3亿元计算，平均每开工建设10台核电机组，大型铸锻件市场就在30亿元以上。

此外，核电常规岛部分也需要大量的铸锻件。

在火电装备领域，到2007年底，全国7.13亿千瓦装机容量中火电占到了77%以上，特别是近年新增装机中，80%以上是火电。

按照现在发展态势，今后中国火电建设速度将会适当放缓。

即便如此，未来若干年每年火电装机也都会维持在大约5 000万千瓦。

按每台大型燃煤机组需要大型锻件200 t计算，预计每年火电锻件年均需求量在2万吨左右。

在水电装备领域，按水电发展规划，国内15年内将新增单机容量50万千瓦及以上大型水电机组近400台，每年平均新装30台50万千瓦及以上大型水电机组，
每台大型水电机组需要大型锻件200 t～240 t，年锻件市场需求在6 000 t～7 000 t。

在石化装备领域，预计中国原油加工能力2010年达到4亿吨，2020年达到5亿吨左右，为此将新建和改造20多个千万吨级大型炼油厂，预计每年需锻焊结构的厚壁重型容器30台左右，其中千吨级以上加氢反应器占1/3。

在煤化工装备领域，神华集团已在内蒙古开工建设中国第一座年产油品500万吨
的煤液化工程，一期工程第一条线为100万吨/年。

每套100万吨/年的装置需要
加氢反应器12台，其中2 000 t级超大型加氢反应器就有4台。

此外，煤制烯烃、甲醇、二甲醚、合成气等煤化工项目也都需要大量的反应容器。

在冶金设备领域，随着钢铁工业的技术升级和结构调整步伐进一步加快，预计“十一五”期间，每年冷热连轧机新建和配件所需锻钢支承辊约700支左右，毛坯锻
件约5万吨(每支毛坯锻件重70 t)；每年中、宽厚板轧机锻钢支承辊新建和配件约150支(每支毛坯锻件重100 t)，毛坯锻件约1.5万吨。

热轧工作辊每年需要毛坯
锻件约3万吨。

合计起来，每年需在100 MN级水压机上生产的大型轧辊毛坯锻
件接近10万吨。

在船舶装备领域，2007年中国承接新船订单已占世界市场份额42.5%，成为世界造船史上第一个订单量超亿吨的造船大国。

未来几年，中国造船能力也会成长为全球第一。

预计到2010年，国内每年将需要大型船用曲轴300根以上，平均每年
需要在100 MN级水压机上生产的毛坯锻件需求量超过2万吨。

□ 我国大型铸锻件行业现状分析
◇大型铸锻件行业现状及存在问题分析
铸造业是关系国计民生的重要行业，是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、装备制造等支柱产业的基础，是制造业的重要组成部份。

在机械装备中，铸件占整机重量的比例很高，内燃机占80%、拖拉机占50%～80%、液压件、泵类机械占
50%～60%。

汽车中的关键部件几乎全部铸造而成；冶金、矿山、电站等重大设
备都依赖于大型铸锻件，铸件的质量直接影响着整机的质量和性能。

大型铸锻件是集材料、冶炼、锻造、热处理、焊接和检测为一体的高技术产品，其质量直接影响到成套装备的整体水平和运行可靠性，是衡量一个国家重工业发展水平的重要指标。

我国大型铸锻件行业已经走过了近五十年的发展历程，由无到有、由小到大，时至今日，已经具备了较大的规模和能力，为国家的经济建设作出了不可低估的贡献。

但是在日益激烈的市场竞争环境里，在面对如此广阔的需求市场时，我国大型铸锻件制造行业仍然存在些许问题，在国际竞争中仍然不被看好。

☆我国大多数的大型铸锻件生产企业是附属在综合性的重型机械制造企业内，这些企业规模大，工艺齐全，其工作的重点往往是成套的主机产品。

并且这些企业还可能存在着机械行业常讲的“重设计轻工艺”、“重冷加工轻热加工”的通病。

大型铸锻件的生产工艺复杂，涉及因素较多，生产管理难度较大，更需要决策人员和管理人员花费较大的功夫，这就形成了一个很大的矛盾。

国外的情况则不同，大部分是独立的大型铸锻件生产企业，重机厂只有冷加工、焊接和装配车间。

这种独立的铸锻企业具有自主权，利于集中管理和技术进步，决策者可以全力以赴地管理好本专业的发展问题。

在国外，还有一批专业化程度转好，生产规模很大，集约化程度很高的大型铸锻件生产企业，形成了一批在国际上很有优势的拳头产品。

这些企业占据着某种产品的国际制高点。

☆长期以来，在国家优先发展重工业的方针指引下，大型铸锻件的生产厂点布点过多，低水平的重复建设、重复生产，数量多而水平不高。

一般性产品的生产能力严重过剩，而高精尖产品又生产不了或能力不够，需要大量进口。

☆人才匮乏。

人才是企业的灵魂，市场竞争归根结底是人才的竞争，一个好的企业不可能没有一定数量的科技人才和管理人才作为支撑。

产品上档次、技术上水平、管理科学化等，缺少人才是办不到的，缺少人才的企业必然是缺少活力、缺少发展
后劲、缺少市场竞争力的企业。

铸锻行业属于工艺技术复杂而劳动条件却较差的行业，科技人员本来比例不高，一般仅有7%～8%，加上企业效益不好，职工收入
不高，更使一些人才外流严重，尤其是在地处大城市的工厂，外界的吸引力就更大。

相反，引进人才则较为困难，致使企业人才十分匮乏，应付生产都感到困难，无力顾及新产品开发和工艺技术的进步。

这是一个根本性的问题。

◇大型铸锻件行业技术发展方向分析
☆大型电站铸锻件
火电机组今后发展将以60万千瓦超临界机组和百万千瓦级超超临界机组为主；核电将以百万千瓦机组为主；水电将以混流式的70万千瓦以上机组和用于抽水蓄能的轴流式机组为主。

电站装备的大型化和高参数对铸锻件提出了更高的要求。

(1)超纯净钢汽轮机低压转子锻件
为了满足超超临界汽轮机组高参数设计要求，其回火脆性是技术关键，目前国内尚属空白。

国外已用超纯净3.5%NiCrMoV钢取代传统用钢，钢锭必须采用真空精
炼和真空浇注，以保证化学成分的纯净和均匀性。

(2)高中压复合转子锻件
超临界机组高中压复合转子要求制造兼具高中压功能的复合转子，难点是要求整体转子两端有不同的性能。

该技术的关键是选择合适的化学成分，采用特殊的热处理方法。

国外更多采用超纯净冶炼技术和新材料，转子重量在100 t左右，所需钢锭超过了200 t。

(3)百万千瓦级核电机组常规岛低压转子
百万千瓦级核电常规岛整锻低压转子锻件是目前世界上所需钢锭最大、锻件毛坯重量最大、截面尺寸最大、技术要求最高的实心锻件，是代表热加工综合技术水平最高的产品。

目前，只有日本制钢所(JSW)和韩国斗山重工具备制造能力。

转子重量为170 t，需600 t钢锭。

(4)大型混流式水轮机铸锻件
目前，世界上最大的混流式水轮机为我国三峡工程，单机装机容量最大为700 MW，其不锈钢水轮机转轮直径达到了9.8 m，重量达500 t，上冠、下环和叶片不仅需要大容量的不锈钢冶炼设备和精炼钢水设备，而且对冶炼工艺要求也很高。

(5)大型抽水蓄能水轮机铸件
大型轴流式水轮机叶片铸件的制造是关键。

这种叶片通常采用不锈钢制造，尺寸大，各处截面尺寸相差很大，型线要求严格，重达几十吨，对炼钢、浇铸、热处理设备和工艺都有特殊要求。

☆核电铸锻件
压水堆是目前世界上应用最广泛的堆型，核岛部分的压力壳、蒸汽发生器、稳压器的壳体和管板普遍采用低合金钢锻件，在百万千瓦级的核电机组中，无论是法码通的EPR，还是西屋联合体的AP1000，都含有大量技术要求高、规格大、形状复杂的铸锻件。

EPR压力容器的接管段锻件以及常规岛中的汽轮机低压整体转子、发
电机转子都需要600 t级的钢锭锻造。

EPR蒸发器下封头(水室封头)、AP1000压力容器整体顶盖、蒸发器下封头、锥形筒体等形状复杂的锻件都需要整体锻造。

此外，特厚饼形件的蒸发器管板锻造以及主泵泵壳、主管道等不锈钢铸锻件的制造难度也都很大。

□ 大型铸锻件行业发展应走国产化道路
◇技术水平制约我国大型铸锻件行业国产化进程
近年来，我国大型铸锻件行业技术水平有了较高的提升。

继一重集团建成150
MN自由锻造水压机、二重集团研制成功160 MN自由锻造水压机后，上重的
165 MN自由锻油压机和中信重工的185 MN油压机也在积极建设中。

但是我国
大型铸锻件行业整体技术水平还比较落后,相当于上世纪90年代的国际水平。

以核电锻件为例，目前国内生产企业在核电锻件方面与国际水平相差甚远。

国外对
中国实行技术封锁，不仅不转让大型铸锻件的制造技术，而且还不提供其成品锻件，导致我国一些已开工的电站工程项目严重拖期。

根据规划，到2020年，我国核电站将有3 000万千瓦机组立项建设，但国内核电大型铸锻件的制造技术水平还不
能满足这样的建设需求。

由于制造水平的差距，我国从2005年开始就第三代核电的技术引进与国外进行谈判，但无论是二代加的CPR1000、还是从美国引进的AP1000、从法国引进的EPR等百万千瓦核电，都在大型铸锻件的引进方面遇到了问题。

尤其是近期掌握
世界核电大型铸锻件最高制造技术的日本，非但不转让大型铸锻件的制造技术，还提出“全程跟踪核电压力容器和蒸发器的锻件”等附加条件，不提供其成品锻件，导致我国早就与国外订了锻件合同的红沿河等核电项目严重延期。

由于大型铸锻件的形状复杂、工序多，需要多领域的专家，因而要求研发团队的每名成员必须有合作意识。

目前，发达国家对大型铸锻件的研究，都是由国家牵头，联合国内的研究所、电站巨头及大学形成团队共同攻关。

国外的企业虽然各为竞争对手，但在国家重大项目研发时，却能坐到一起相互交流共同成长。

而我国大型铸锻件的研发基本上是企业各自为战，即使有高校或科研院所参与也完全是企业行为，这直接导致我国目前大型铸锻件的研发基础相当薄弱。

◇细则即将出台，推进大型铸锻件行业国产化进程
2009年2月4日，国务院审议并原则通过了装备制造业调整振兴规划，提出“要提升大型铸锻件、基础部件、加工辅具、特种原材料等配套产品的技术水平，夯实产业发展基础”。

面对即将出台的大型铸锻件行业细则，我们就如何加速大型铸锻件行业国产化进程，总结了以下几个关键问题：
☆提升大型铸锻件的技术水平。

大型铸锻件生产应尽快从母体公司中彻底分离出来，直接面对市场的考验。

这样，才有可能通过政策引导和资金支持对大型铸锻件生产单位进行兼并重组，逐步形成具有国际竞争能力的大型铸锻件企业集团。

☆形成完整的行业配套体系。

目前我国已研发出100 MN级以上的油压机等世界尖端设备，配套必要的大型铸锻件科研手段，配套锻造过程中大锻件非接触尺寸测量装置等，这些测量设备及工装、辅具对大锻件锻造质量及锻造效率有着决定性的影响。

☆强化对基础工艺技术和共性技术研究的支持力度。

尽快制定可靠的大型铸锻件制造工艺参数数据库，减少投料废品损失。

建立国家级大型铸锻件共性技术研究室，并明确大型铸锻件科研攻关经费的专项申请渠道。

☆制定统一的行业标准体系。

现在国内核电装备制造存在着法国和美国两套标准，这给制造企业带来了很大麻烦，每个业主都有自己的标准，无形中增加了设备国产化的难度。

☆建立风险补偿基金，减少首件投料的风险。

大型铸锻件尤其是百万千瓦级核电大型铸锻件的科研攻关难度大、周期长、需求急，存在着很大的首件投料失败风险，而这种投料失败损失要高达几百万元甚至上千万元，仅由投料企业承担不尽合理。