這個直徑16米，重達(dá)7000噸的巨型金屬呼啦圈，是我國自主研發(fā)的另一項(xiàng)“國之重器”。
這個鋼圈是世界上半徑最大，重量最大的整段式不銹鋼環(huán)形件。若是每隔1.5米站一個人，那么這個鋼圈容下150人綽綽有余。
它將用于我國首個第四代核電機(jī)組，福建霞浦60萬千瓦快中子反應(yīng)堆核心部件的支撐環(huán)。第四代核電站里發(fā)生核反應(yīng)的堆容器，是核電站里面最關(guān)鍵的部件，而這個堆容器中最關(guān)鍵的就是這個巨型整段式不銹鋼支撐環(huán)。
這個支撐環(huán)不僅需要承擔(dān)起整個堆容器7000多噸的重量，還需要承受中子輻射以及液態(tài)金屬鈉的腐蝕，可以說這個支撐環(huán)是核電站反應(yīng)堆中成功的第一步。
在它誕生之前，外國要想鍛造這種巨型鋼圈只能通過多段組裝的方式，這種鍛造方式存在著很大的安全問題，如果在壓力過大時，還可能會出現(xiàn)斷裂的情況。
如果在核反應(yīng)堆設(shè)備底座發(fā)生了斷裂，就會導(dǎo)致核泄漏，后果不堪設(shè)想。
既然現(xiàn)在已有的方式行不通，那只能另尋出路。參與設(shè)計的孫明月團(tuán)隊(duì)就大膽地提出一體化成形的設(shè)想，就是整個鍛造件不會存在一條焊接縫隙。這樣既可以提升設(shè)備的安全性，也減少了復(fù)雜的焊接操作，還減少了制作成本和工作時間。
但俗話說“世間有三苦，撐船打鐵賣豆腐”，所以這個“打鐵之路”也會一波三折。
“打鐵”實(shí)際操作中的第一個難題就是鍛造設(shè)備。
常言道“千錘百煉成鋼”，電站里面的這些巨型設(shè)備，都是在上萬噸級壓機(jī)上進(jìn)行變形鍛造而成。要想把大型的設(shè)備鍛造好，首先需要一個合格的大鋼錠，也就是鋼水經(jīng)盛鋼包注入鑄模凝固，這就對鍛造材料的要求很高了。
鋼水凝固是一個結(jié)晶的過程，就像水遇冷會結(jié)冰一樣。鋼水冷卻也會從像雪花一樣的樹脂晶體中分析出來，這個晶體的溶質(zhì)含量，和內(nèi)部的溶質(zhì)就會產(chǎn)生差別。
這樣一來，先凝固的金屬與后凝固的金屬成分上也會存在一定的差別。從而造成里面的元素嚴(yán)重偏離正常水準(zhǔn)，這個現(xiàn)象也被稱為偏析。
偏析會縮短鋼材的使用壽命，這就是冶金上的缺陷。為了解決冶煉的難題，我國科學(xué)家提出了類似于人體傷口愈合的界面愈合方案。
工程師們是采用58塊優(yōu)質(zhì)的連鑄坯作為構(gòu)筑的基礎(chǔ)，然后像壘磚頭一樣，一層一層地疊加到十幾米的厚度，再把它推到真空室里面進(jìn)行電子束封焊，加熱到1250攝氏度的高溫，進(jìn)行全面變形、多向鍛造，使內(nèi)部的組織更加的均勻，緊密；
緊接著就是沖孔、擴(kuò)孔；之后就把它放到在一個超大型的軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行軋環(huán)成形，這個過程有點(diǎn)像拉面，越拉越大，越拉越長，最終這面巨型支撐環(huán)雛形就出來了。
鍛造成功后，為了匹配堆容器的要求，必須保證支撐環(huán)平面整齊，圓心到四周的距離必須一致。這種高精度的加工同樣不容易，但凡出現(xiàn)了一點(diǎn)誤差，就得重新回爐深造。這一切完成后，一個巨型支撐環(huán)就制造好了。
有了這個支撐環(huán)就可以連接各類分段式筒型裝備，比如作為基礎(chǔ)樁的法蘭、用來連接風(fēng)電塔筒的大型環(huán)件，或者是能夠飛向太空的火箭；還可以用在傳動裝置上，比如“隧道神器”盾構(gòu)機(jī)使用的10米級回轉(zhuǎn)支撐。
而我國因?yàn)檫@項(xiàng)巨型鍛造金屬工藝，不僅打破了世界鍛造領(lǐng)域用大鋼錠做大鍛件這種設(shè)想，還創(chuàng)下多項(xiàng)世界紀(jì)錄，引領(lǐng)了世界大鍛件制造技術(shù)發(fā)展。
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