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太钢900兆帕级超高强磁轭钢支撑全球最大冲击式水电机组“心脏”

中国能源产业发展网发布时间：

2026-09-16 09:00

【中国能源产业发展网】获悉，9月15日，中国宝武太钢集团宣布，其研发的900兆帕级超高强磁轭钢成功应用于西藏扎拉水电站840吨重的巨型转子，成为这颗“心脏”安全高速运转的关键材料。目前该转子已精准吊装，是全球单机容量最大的500兆瓦冲击式水电机组核心部件。

“这是全球首台应用于500兆瓦冲击机组的超高强磁轭钢。”太钢技术中心热轧研究所所长赵彦峰表示，这证明国产材料能够满足世界级巨型水电机组对强度、韧性和可靠性的严苛要求，标志着我国高端水电用钢达到世界领先水平。转子是水轮发电机能量转换的核心，磁轭钢则是转子的“骨架”，由成千上万片扇形钢板叠压组装而成，既要承受高速旋转带来的巨大离心力，又要承担导磁任务，直接决定发电机的安全稳定性和发电效率。

据介绍，我国自主设计的乌东德、白鹤滩大型混流式机组使用的是750兆帕级磁轭钢，已代表世界先进水平。但冲击式机组主打超高水头工况，扎拉水电站水头接近700米，水流冲击转轮的载荷工况比普通混流式机组更为严苛，对磁轭钢强度要求更高，需要从750兆帕提升至900兆帕。太钢技术中心高强结构钢高级主任研发师曹永录表示，这是全球水电史上的首次探索，无现成经验可借鉴。

从750兆帕到900兆帕，并非简单的数值升级，而是闯入材料研发的“无人区”。曹永录介绍，强度越高，钢板越易变形，要同时保证强度、磁性、平整度、厚度和精度，生产加工难度成倍增加。同时，磁轭钢属于特殊钢材，提高强度会降低材料磁感应强度、影响发电效率；若优先保证磁性，强度又无法承受冲击式机组的巨大离心载荷。太钢技术中心高强碳钢板材首席研发师付培茂说，要解决这一天然矛盾，既要保证屈服强度900兆帕以扛住极限工况下的巨大离心力，又要保留优秀磁性能保障发电效率，这是材料成分设计与冶炼工艺上的第一道难关。

磁轭钢的加工同样面临挑战。强度提升后，轧制过程中钢板易出现翘曲、波浪变形，厚度公差与板面平整度控制难度大幅增加。磁轭由上万片钢板层层叠圆组装而成，单块钢板若出现轻微翘曲或厚度不均，叠装后整圆就会失圆。付培茂表示，转子高速旋转时，微小变形都会放大成巨大震动，威胁机组运行安全。研发团队在无现成工艺参数的情况下反复试错，历经五年攻关，解决了板形、厚度、表面质量等难题，将实验室成果成功落地到工业生产线上。

磁轭钢生产出来后还需通过叠圆检测这一“大考”。研发团队将大量钢板按真实工况叠拼成环形，检测接缝、圆度、尺寸与装配适配性，模拟真实转子装配状态，检验钢板加工性能与尺寸精度。今年3月24日，900兆帕级磁轭钢完成叠圆检测，全部指标一次性达标，打通了“材料研发—工业生产—工程验证”的完整链条。除材料本身外，磁轭钢应用在海拔近3000米的扎拉水电站，还面临高寒缺氧、昼夜温差大等特殊环境，巨型转子吊装、设备安装、部件运输都需克服高原施工难题。随着840吨转子成功吊装，太钢目前正加快研发1000兆帕级磁轭钢。

【来源：中国宝武太钢集团、北京日报】

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