（来源：黑龙江日报）

转自：黑龙江日报

生产车间。

产品在铣床上加工。

团队成员在讨论研发方案。

□文/摄 本报记者 王思琦

重达百吨、直径近五米的巨型不锈钢转轮，是撑起高水头电站的“动力心脏”，制造这个巨型转轮锻件，曾是横亘在“再造三个三峡”宏伟蓝图前的一道“卡脖子”难题，中国一重集团有限公司（以下简称中国一重）的项目团队，整整四年扎根炼钢炉、万吨水压机与热处理车间，在一次次工艺探索、测试检验、仿真模拟中死磕技术关口，硬是从零起步，自主研发出超大超厚转轮锻件冶—锻—热一体化强韧制造技术，完整掌握了300吨级巨型钢锭冶炼、超大截面防裂锻造、全截面均匀热处理全链条核心技术。

今年上半年，当第一支全尺寸工程试验件完成超声波探伤，屏幕上没有出现一处超标缺陷时，车间里熬了无数个通宵的科研人员、锻造工人相拥欢呼——这块世界级巨型水轮机转轮轮毂，由咱们黑龙江的国企自主制造出来了！

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国之工程遇瓶颈

“雅鲁藏布江下游的水电发电总量相当于三个三峡，可最关键的转轮锻件，全世界都没有成熟制造方案。”谈起立项初衷，中国一重的项目负责人张国利告诉记者，雅鲁藏布江水电工程天然落差超2000米，只能选用500MW~1000MW大容量冲击式水轮机，水轮机核心转轮外径5米、厚度超1米，重量达100吨，配套钢锭需300吨以上。“在当时，要造一个这样大容量的冲击式水轮机是根本不敢想象的事情。”张国利说。

作为水轮机的“动力心脏”，水轮机转轮常年承受高速水流持续冲击、泥沙腐蚀，对材料强度、韧性、内部致密性有着近乎苛刻的要求，行业唯一适配材料低碳马氏体不锈钢却“天生”难加工。张国利介绍，过去全球投运的冲击式机组容量均低于500MW，转轮锻件截面不超1000毫米，没有任何超大截面制造经验可供借鉴。

“如果关键锻件依赖外部供应，整个巨型水电工程的工期、安全、技术主权都会受制于人。”张国利语气坚定地说，“那个时候，自主突破整锻制造技术是我们唯一的出路。”

2022年6月，总预算3000余万元的超大超厚转轮锻件冶—锻—热—体化强韧制造技术攻关项目正式启动。该项目由中国一重牵头，与钢铁研究总院、哈尔滨电机厂、燕山大学组建联合攻关团队，至此，一场横跨冶炼、锻造、材料热处理的极限攻坚拉开序幕。

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四年接力勇闯关

“这项技术此前从未有过先例，我们只能从小试样、小钢锭一步步试验，逐步放大验证。”张国利的办公桌上堆满四年间的数千份试验记录，从40公斤实验室小钢锭，到5吨锻打试样、37吨1200毫米截面试验件，再到百吨级钢锭、最终实现300吨转轮锻件，团队走完四级验证阶梯，每一步都伴随着巨大挑战和成功喜悦。

第一道难关卡在超大型钢锭冶炼。超大钢锭凝固周期长达数十小时，碳、铬、镍分布不均会造成锻件内外性能断层。“曾经一炉37吨试验钢锭，解剖后发现心部铁素体超标，整炉报废，光原材料损失就超百万元。”张国利回忆，试验报告出来那一刻，现场一片沉默。为了解决铁素体超标的问题，项目团队和相关专家那段日子里开启“两班倒”模式：白天守在炼钢炉前盯多包合浇过程，精准控制碳元素含量，时时记录浇铸温度、钢水流速；深夜扎进实验室作金相分析，对比上千组成分配比数据。历经近百次配比迭代、十余炉次钢锭试验，团队终于摸清超大钢锭凝固规律，彻底解决合金元素偏析、有害铁素体析出两大冶炼顽疾，实现巨型钢锭从表层到芯部成分均匀可控。

在锻造车间，15000吨水压机是攻关主战场。张国利告诉记者，300吨不锈钢钢锭加热后变形阻力巨大，单次镦粗、拔长稍有工艺偏差，就会出现内部疏松、表面热裂纹。负责锻造的老师傅说：“锻件一上压机就不能停，保温、压下量、锻造节奏分毫不能差，一次失误，上百吨钢材全部作废。”为此，项目团队反复优化锻造工艺，攻克不锈钢宽幅毛坯防开裂技术，最终实现工程试验件一次锻造成功，探伤全部合格。

在项目攻关周期内，省科技厅依托《新时代龙江创新发展60条》、省级重点研发计划、企业研发投入奖补等系列政策，为项目打通产学研协同、资源对接、研发经费补助等多条服务通道。张国利告诉记者，在项目研发的过程中，省科技厅主动靠前服务，组织行业专家上门开展技术问诊，协调省内高校、科研院所与中国一重深度联动，打通成果转化堵点，同时将该技术纳入省产业基础再造重点任务，依托省级重大科技成果产业化专项机制，为后续技术落地、批量产业化铺路，助力中国一重抢占全球巨型水电锻件技术高地。

四年间，团队稳扎稳打，一步一个脚印：2022年，完成1200毫米截面试验件综合性能评价；2023年首支500MW转轮工程试验件研制成功；2024年、2025年不断优化制造工艺，具备了500MW转轮批量化制造能力。同步编制《冲击式水轮机转轮不锈钢锻件技术条件》机械行业标准，填补全球超大冲击式转轮锻件标准空白。

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硬核突围启新局

如今，整套冶—锻—热一体化制造技术全面落地，不仅通过全部考核指标，500MW级转轮轮毂及配套水斗锻件获得中国重型工业协会颁发的“世界之最”认证，为扎拉等国家级重大水电站提供了装备支撑，更有力推动雅鲁藏布江下游水电工程发展。

更深层的价值，藏在国家能源安全与高端制造自主的宏大叙事里。我国水能资源世界第一，但高水头巨型冲击式机组核心锻件长期存在技术空白。本次中国一重的技术突破，实现超大型马氏体不锈钢锻件制造技术全球领跑，补齐清洁能源装备产业链关键短板。张国利说：“过去高端重型锻件领域总有国外技术壁垒，现在我们用自主试验、自主设备、自主工艺证明，世界级极限制造难题，中国企业完全有能力独立解决。”

这条攻关之路，不仅是一次材料制造技术的单点突破，更是产学研协同攻坚、国有重工企业扛起国家战略使命的缩影。从三峡百万千瓦机组锻件，到核电转子、火电不锈钢转子，再到如今世界级水电转轮，中国一重几十年深耕大型铸锻件的极限制造，用一次次千锤百炼打破海外垄断，印证高端装备“核心技术必须牢牢掌握在自己手里”的深刻道理。

水电奔流不息，制造创新不止。这套自主研发的超大转轮一体化制造技术，不仅为后续更大容量高水头机组研发铺就技术道路，更将有力支撑雅鲁藏布江世界级水电工程落地。中国一重这家扎根黑土地的大国重器企业，正以材料突破为支点，持续推动我国清洁能源产业高质量发展，在全球重型装备制造赛道上，稳稳占据属于中国的一席之地。