铸造“捕风巨兽”的“中国心” 滨州企业突破超大型风电轮毂国际性铸造难题

滨州日报/滨州网讯 在位于滨州市惠民县的山东国创精密机械有限公司铸造车间内，一场关乎“大国重器”核心的“极限挑战”正在进行。1600摄氏度的高温铁水，如同两条金色的巨龙，从两个巨大的浇包中精准、平稳地注入一个重达百吨的砂型。仅仅3分钟后，一个未来将驱动14兆瓦以上海上风电机组的超大型轮毂毛坯宣告成型。这惊心动魄的瞬间，凝聚着一项达到国际先进水平的自主核心技术——超大型海上风电轮毂铸造技术。

日前，这项由山东国创精密机械有限公司与山东理工大学联合攻关的成果，获评2025年度滨州市科技创新成果一等。它不仅解决了长期制约行业发展的世界性铸造难题，更让“滨州造”的核心铸件，装备了全球近百家风电场的上万台巨型风电机组，成为追逐“海风绿电”不可或缺的“中国心”。

迎战“无人区”，当风机巨轮化遭遇铸造天花板

在“双碳”目标驱动下，海上风电正驶向深远海，风机单机容量不断刷新纪录，从10兆瓦向20兆瓦甚至更高迈进。风机越大，捕获风能的“心脏”——轮毂所需承受的极限载荷呈几何级数增长，其重量和尺寸也逼近工业制造的边界。

“当时，能满足14兆瓦以上风机要求的超大型轮毂，国内产业化能力几乎空白。”回忆立项之初的挑战，山东国创精密机械有限公司总工程师王建宏坦言，重量超过百吨、壁厚超半米的超大型球墨铸铁件，就像一个难以驯服的“巨兽”。

传统的铸造工艺在面对如此庞然大物时，极易出现球化不良、组织粗大、内部缩松、夹渣等致命缺陷，任何一个瑕疵都可能导致价值数亿元的风机在恶劣海况中失效。这不仅是技术瓶颈，更是我国风电产业迈向高端、引领全球必须攻克的世界性难题。

研发三大“奇兵”，破解百吨铁水的精密控制艺术

面对挑战，项目团队从材料、工艺到装备发起系统性创新，研发出三大核心技术“奇兵”。

第一支奇兵，是“专治不服”的“核心材料”。团队首创了适用于超厚断面的专用球化剂与孕育剂。通过在合金中添加特殊微量元素并进行表面包覆处理，使其在高温铁水中形成数亿个稳定的“结晶核”，确保石墨以最理想的球状均匀析出。“这相当于为铁水内部制定了严格的‘生长纪律’。”山东国创精密机械有限公司科技副总赵而团解释，“我们的材料使抗球化衰退能力达到普通产品的2倍以上，从源头上守护了铸件的力学性能生命线。”

第二支奇兵，是确保“平静入海”的“超级浇注系统”。如何让160吨高温铁水平稳、洁净、快速地充满巨大型腔，是最大的工艺挑战。项目团队颠覆传统，设计了双浇包、双浇口底注式浇注系统，配合多级蜂窝陶瓷过滤装置。这套系统如同为汹涌的铁水修建了带有精密闸口和多重净水设施的“双航道运河”，实现了3分钟极速充型，全程无飞溅、无紊流，将氧化夹渣缺陷挡在“门外”。

第三支奇兵，是给砂型“瘦身”并为铸件“加速降温”的智能工装。百吨铸件需要数百吨的砂型支撑，吊装搬运犹如移动楼房。团队创新设计出随形砂箱和空心砂芯，使用可重复利用的钢结构骨架，成功将型砂用量减少30%以上。更巧妙的是，他们在砂芯中预埋了“风道”，在铸件凝固后期引入强制风冷，将原本需要漫长自然冷却的时间大幅缩短，破解了超大型铸件生产效率低的痛点。

从“国际先进”到“全球装机”，大国重器的产业分量

2023年，经中国铸造协会组织权威专家鉴定，该成果整体达到国际先进水平。技术的成熟，迅速转化为市场竞争力。

“我们拿到了国际客户14兆瓦海上风电轮毂的全球首件研发订单，这对企业拓展国际市场供应链具有标志性意义。”山东国创副总经理张振强介绍。目前，其产品已稳定供应金风科技、远景能源等全球主流主机厂。其中，应用该技术的18兆瓦风机，入选2023年度中央企业十大超级工程。

坚实的技术底座，撑起了庞大的产业规模。近三年，该项目为山东国创带来直接销售收入超过百亿元。产品累计装机量带动下游风电整机厂商创造产值过千亿元。

目前，围绕该技术山东国创已获授权发明专利36项，主持或参与制定各类标准3项，并先后获评国家制造业单项冠军产品、山东省装备制造业科技创新一等奖等荣誉，成为滨州乃至山东高端装备制造的一张新名片。

从攻克铸造工艺的微观世界，到支撑全球风电产业的宏图，这项国际先进的铸造技术，不仅巩固了我国在超大型风电零部件制造领域的国际领先地位，更以其扎实的创新能力，为山东乃至中国的高端装备制造业铸造了一颗强劲的“工业心脏”，助力中国风电在深蓝海域锚定更稳固的基石，搏击更广阔的风云。

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