为提升我国大型铸锻件的冶炼质量和铸锻工艺水平，加速电渣熔铸技术在大型铸锻件上的推广应用，由沈阳铸造研究所作为课题责任单位，联合上海重型机器厂有限公司、上海交通大学和东北大学共同承担的“电渣熔铸大型铸锻件工艺技术研究”课题，开展了电渣熔铸应用工艺研究，为电渣熔铸装备用户及高质量大型铸锻件的制造提供了成套技术支持和工艺应用试验与验证服务。本课题目前已完成了所有研究任务，实现了课题考核指标，正等待课题验收。
通过产、学、研的结合，课题组攻克了电渣熔铸大型铸锻件部分关键技术难题，提高了企业技术创新和产品创新能力，加快了企业产品结构的调整，有力地促进了产品质量的提升，显著提高了劳动生产率。在研究过程中所掌握的关键核心技术及取得的成果如下：
1.随着我国大型装备国产化进程的加速，进一步拓展了300t级电渣锭的应用领域。而研制300t级电渣锭所面临的难题，不只是电渣锭吨位的简单放大，而且在电渣冶炼过程中，还易出现一般电渣锭不易出现的问题，包括：熔渣成分的变化、气体含量的增加和枝晶偏析等问题，因此，如何有效解决这些问题，便成为制约300t级电渣锭发展的关键所在。
上海重型机器厂有限公司通过对300t级大型电渣锭工艺质量控制及内部组织性能的研究，掌握了一整套电渣熔铸300t级钢锭的熔炼及后处理工艺，形成了一套拥有自主知识产权的且具有国际领先水平的核心关键技术，所研制的部分产品如图1所示。
图1 采用电渣熔铸300t级钢锭熔炼
及后处理工艺制成的大型电渣锭毛坯
2.通过对水轮机材料双精炼技术的研究，进一步提高了水轮机材料的钢水纯净度，相应铸件的各项力学性能指标均得到提高，满足了我国在建的各大水电工程对高性能水轮机铸件的要求。该技术目前已成功应用在实际生产中。
沈阳铸造研究所通过对水轮机材料双精炼技术的研究，形成了一套独立的水轮机材料精炼控制技术，利用该材料研制的水轮机导叶系列产品的性能均达到国际先进水平。利用该项关键技术生产的部分水轮机产品如图2所示。2012年，课题组针对该项关键技术前期申请的发明专利“水轮机导叶双精炼铸造方法”获得了第十四届中国专利优秀奖。
图2 采用水轮机材料双精炼技术制成的水轮机产品
3.通过对电渣熔铸典型件关键工艺及产业化技术的研究，获得了最佳的曲轴件电渣熔铸工艺参数，由此制成的曲轴毛坯件内部及表面质量优异，铸件力学性能达到同材质锻轧材水平，提高了曲轴类铸件的工艺出品率，缩短了加工周期，降低了生产成本。课题组研制出的风电用曲轴类典型铸件如图3所示。目前，沈阳铸造研究所采用该项关键技术研制的5MW级风电扭矩轴已初具产业化规模，产品应用在风电设备上，效果良好，从而显示了该大型曲轴件电渣熔铸技术的水平和能力。
图3 电渣熔铸曲轴类的典型件：风电扭矩轴
在课题研发过程中，课题组还开发出了两项关键新技术，申请了3项国家专利，包括2项发明专利。同时，发表了5篇学术论文，编制了两项企业标准与工艺验证规范，获得了两项部级科技奖励。
通过对研究成果的转化及产业化应用，沈阳铸造研究所建立了电渣熔铸典型件（曲轴及大宽厚比类产品）关键工艺及产业化技术示范基地。同时，上海重型机器厂有限公司建立了电渣熔铸300t级电渣锭应用示范基地，部分关键技术及产品实现了产业化应用，经济效益显著，从而为解决我国核电、水电和风电等行业对高质量电渣熔铸件及大型优质电渣锭的急需，加速我国装备制造业的国产化进程提供了有利的共性技术保障。
