作為重大裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)，大型鍛件制造業(yè)是一個非常重要的行業(yè)。它既是發(fā)展國民經(jīng)濟的關(guān)鍵所在，又是國防建設(shè)所必需，不僅關(guān)系到國家產(chǎn)業(yè)安全，同時也是國家能力的重要組成部分，其發(fā)展水平代表了一個國家綜合實力的強弱.

     大型鍛件分為實心件和空心件兩大類。實心件又分為軸類、餅類和封頭類，其中，軸類鍛件又分為光軸（無臺階）、臺階軸 (工作輥、支承輥）和帶法蘭軸（轉(zhuǎn)子、水輪機軸、中間軸、螺旋槳軸），餅類鍛件包括管板、法蘭、渦輪盤等，封頭類鍛件包括帶接管和不帶接管兩種。空心鍛件分為筒體類、環(huán)類、圈類。空心筒體類鍛件分為等截面和變截面兩種。用于制造大型鍛件的大型鋼錠澆注過程是多包精練鋼液依次通過中間包注人真空室里的鋼鍵模內(nèi)。由于溫度、濃度、凝固順序等差異，鋼錠都不同程度地產(chǎn)生縮孔、疏松、偏析等缺陷。實踐證明，對于單包澆注而言，鋼錠越大缺陷越嚴(yán)重。為了查找根本原因，對該上封頭進行了全面檢測.上封頭外側(cè)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)嚴(yán)重超標(biāo)，致使強度過高、沖擊不合格，這是導(dǎo)致EPR壓力容器驅(qū)動管座出現(xiàn)焊接裂紋的主要原因。

     EPR上封頭是采用155t鋼錠制造的。對于單包鋼液澆注的鋼錠而言，封頭頂部外側(cè)所對應(yīng)的鋼錠上部碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是最髙的。減少大型鍛件所用的Mn-Mo-Ni鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏析有很多種方法，例如低Si控A1的冶煉方法及MP澆注工藝等，上述方法將在國內(nèi)外的EPR上封頭替換中發(fā)揮作用。

   針對5m支承輥發(fā)生的斷輥情況，采用Procast軟件對459t鋼錠進行了疏松縮孔及碳偏析情況模擬。模擬結(jié)果表明：鋼錠心部的疏松縮孔情況比較嚴(yán)重。圖中色標(biāo)表 示Niyama判據(jù)值，數(shù)值越小表示縮孔疏松產(chǎn)生的傾向越大.

   為了解決這一難題，發(fā)明了鋼錠二次補 澆技術(shù)，成功制造出5m/5. 5m支承輥用超 大型鋼錠。采用二次補澆和不采用 二次補澆鋼錠的碳偏析的模擬，可以看出，采用二次補澆可以有效改善鋼錠心部偏析。二次補澆保護渣流動情況模擬結(jié)果。可以看出，隨著補澆的時間增加，液面下的氣相、渣相運動從深度 上看，由淺到深再變淺；從寬度上看，逐步變寬。液流呈液滴下落，對液面下的鋼液影響較小，保護渣不易被卷人并有利于其上浮。在后續(xù)的超大型支承輥制造中采用了超大型鋼錠二次補澆技術(shù)，鍛件經(jīng)一系列檢測，均滿足技術(shù)要求，鍛件冒口碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由過去的1. 16%減少到0.85%,偏析程度降低明顯, 疏松、縮孔亦得到明顯改善，應(yīng)用該技術(shù)制造的5m支承輥合格率達到100%，并成功制造出國內(nèi)最大的5.5m支承輥。