随着风机机型的发展，风电球墨铸铁零部件的质量和壁厚也在不断的增加。主要机型从以的 1MW 到 2.5 MW 之间逐步过渡到 3 MW 到 6 MW；球墨铸铁关键零部件其质量和主要壁厚从 5 t～25t、60 mm～200 mm 增加到 30 t 和 200 mm 以 上（7MW 产品部分铸件的质量和壁厚已达到 90 t 和 500mm）。随着铸件结构的复杂化和壁厚的增加，铸件缩松倾向逐步增大，同时铸件内部的石墨形态也更容易发生畸变，经常会出现碎块状石墨，大大的降

低了球墨铸铁件的性能。

一、风电铸件的技术要求

风力发电设备上的铸件材料大部分采用 EN1563 标准的 EN-GJS-400-18-LT 和 EN-GJS-350-22-LT，相 当 于 GB/T 1348 标准中的 QT400-18AL 和QT350-22AL。其主要特点有：

（1）铸件工作环境恶劣。铸件安装在几十米甚至百米高空，有些地区工作温度在 -20 ℃到 -40 ℃，工作时风速变化大。

（2）可靠性要求高。部件必须*** 20 年不更换，如发生意外失效，则更换费用巨大，加上故障引起的不能发电，损失将更大。

（3）材料性能要求高。要求 -20 ℃或 -40 ℃的低温冲击检测和高标准的无损探伤检测，无损探伤包括超声波无损检测和磁粉无损检测。由于风电铸件存在上述特点，故存在以下技术难点：

（1）铸件致密性难以达到超声波无损探伤要求。由于球墨铸铁的糊状凝固特性，容易产生缩松，严重降低铸件的强度和韧性。

（2）铸件纯净度难以达到磁粉无损探伤要求。因为球铁中要加入 Mg 和 RE，因而易产生渣；渣为产生裂纹的源头，必须控制在要求范围内。

（3）厚大断面球墨铸铁石墨容易产生畸变。大型风力发电机组用轮毂和底座等球墨铸铁铸件的厚大断面处石墨易发生畸变，大大降低了铸件本体材料的性能。

（4）工艺必须兼顾材料的各力学性能，以力争同时达到要求。强度（抗拉强度、屈服强度、疲劳强度）与低温冲击值在一股情况下是负相关关系，以及伸长率的特殊要求等。

二、 风电用球墨铸铁熔炼工艺的比较

2.1 电炉熔炼的特点

中频感应电炉的成套装置，是把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量从而熔化金属。在国内，电能绝大部分由火力发电提供，火力发电量约占总发电量的 3/4，因此电炉熔炼的能源要经过从煤→电→交变磁场→热量的转变，在此过程中能源的损耗较大。

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