近年来随着我国核电事业的蓬勃发展，对于核级锆材的需求日益增加，而核级锆材的生产技术长期垄断在美俄等少数几个国家手中，严重制约了我国的核电事业的发展。近年来随着我国核电事业的蓬勃发展，对于核级锆材的需求日益增加而核级锆材的生产技术长期垄断在美俄等少数几个国家手中严重制约了我国的核电事业的发展。基于我国核电事业的长期发展需要，国家核电联合宝鸡钛业股份公司投资设立国核宝钛锆业股份公司，投资建设我国完全自主知识产权的第一条核级锆材生产线。40MN卧式双动锆挤压机组是该生产线中的关键装备。

    中国重型机械研究院股份公司开发出40 MN卧式双动锆挤压机组，以满足各种民用锆合金、核级锆合金管、棒及型材的挤压加工，同时用于锆及锆合金的挤压加工，成为我国自主研发具有完全自主知识产权的第一条核级锆材生产线中的关键设备。该机组的研制成功，将使制约我国核电发展的核级锆材的批量生产走上了自主化、国产化的道路，结束我国核级锆材长期依赖进口的局面。

    到目前为止，40MN卧式双动锆挤压机组已经完成了全部的设计成套工作，并实现了核级挤压锆管的工业化批量成产。该40MN卧式双动锆挤压机组完成了如下的主要技术指标：

    （1）完成了适应核级锆挤压工艺的专用挤压设备，并获得了优质核级挤压锆管，具体指标为：

    挤压铸锭规格：铸锭直径Φ215~Φ310mm，铸锭长度300~870mm；

    制品管材规格：外径Φ60~Φ160mm，壁厚：5~25mm；

    公称挤压力：40MN（任意可调小）；

    穿孔力：5MN；

    挤压速度：0.5~100mm/s；

    最大穿孔速度：200mm（可调）

    主柱塞行程：2350mm；

    （2）开发成功适应核级锆加热工艺的立式工频加热炉，加热坯料规格直径Φ215mm，长度300~870mm，加热温度600~950゜C；并实现了升温曲线可控制可记录，芯表、头尾温差与设定温度偏差小于30℃；

    （3）采用以二硫化钼、玻璃粉、石墨为主要成分的润滑剂，并开发成功适应核级锆挤压工艺的润滑设备，润滑良好，无粘针、粘膜、粘筒现象；

    （4）研发出可耐受核级锆管挤压工艺的挤压工具，瞬间挤压应力超过1300MPa，稳定挤压应力900MPa；

    （5）开发出挤压筒清扫润滑装置，在该装置上同时实现挤压筒清扫、吹扫与润滑；

    （6）采用双伸缩套管供给穿孔缸大流量高压油；

    （7）采用泵-蓄势器联合传动，实现挤压力无级可调，挤压速度控制精度高速时10%；

    （8）将以上设备成功应用于锆合金挤压工艺，应用于工业生产，生产出合格核级锆管材；完成了如下性能考核：

    连续挤压25根产品规格长度4m，直径×壁厚为φ86×19的Zr-4型锆管，其厚度偏差<5%，直线度偏差<2mm，挤压速度3mm/s，扩孔速度10mm/s，最大挤压力40MN，挤压温度660~690摄氏度，挤压筒温度410摄氏度；完成了25根连续生产可靠性考核。

    我国人口众多，人均资源贫乏，核电注定是我国能源供应的重要力量，是国家今后大力扶持的重点产业之一。核级锆管主要用于核反应堆的核燃料包鞘，属于核反应堆的关键部件。其国产化，不仅具有优良的经济效益，而且具有重要的政治意义。40MN卧式双动锆挤压机组的投产，填补国内核级锆挤压管材的空白，使核级锆挤压管材的供应国产化、自主化。打破美俄等少数几个国家对核级锆材生产技术的长期垄断。

    40MN卧式双动锆挤压机组是我国自主研发具有完全自主知识产权第一台锆挤压机，在锆挤压工艺、锆挤压润滑与加热工艺、挤压工具、挤压筒清扫等方面实现了技术创新与突破。为我院的金属挤压机、尤其是特种金属挤压机的设计积累了大量的经验。

    在该设备的研发过程中，申请发明专利3项并获得授权3项，申请实用新型专利4项并获得授权4项,发表论文5篇。