关键科学问题：

1. 高温铁水中微米级夹杂物与多级净化介质的相互作用机理：需揭示在动态高温条件下，梯度陶瓷过滤和核壳净化剂对夹杂物的协同拦截、吸附与改性机制。

2. 铁水多源信息的实时精准感知与过程状态映射规律：需突破低含量S/O元素的原位检测瓶颈，解决高浊熔体中夹渣的实时视觉追踪难题，建立数据与冶金状态的准确对应关系。

3. 核壳净化剂“可控释放-界面反应”的多尺度动力学：需阐明包覆层熔解、内核释放及与夹杂物反应的动力学过程与界面调控机制。

4. 大型铸件“工艺-组织-缺陷-性能”的跨尺度耦合与预测：需构建能精准反映厚大断面球铁凝固特性、缺陷形成与性能演变的可校正高保真模型。

关键技术问题：

1. 陶瓷过滤系统的高效过滤与抗热震性能协同提升技术。

2. 铁水S/O含量与夹渣的在线高精度稳定检测技术。

3. 兼具深度脱硫和良好工艺稳定性的复合净化剂定制技术。

4. 适用于大型球铁件、能精准预测缺陷的高效数字仿真与优化技术。

作为全球风电铸件领军企业，日月重工聚焦于大型厚断面球墨铸铁件的产业化技术攻关。

前期工作：系统性开展了铁水深度净化工艺研究（如复合净化剂应用、脱硫工艺优化）、全过程夹渣防控体系构建及数字化工艺开发。公司引入了MAGMA等仿真软件，并建立了从工艺设计到缺陷预测的CAE分析能力。

研究成果：成功研制出从5.5MW到全球最大18MW的系列海上风电铸件，实现批量出口。参与制定8项国家标准，授权风电领域专利156项（发明专利59项）。其产品国内市场占有率超30%，荣获“国家级制造业单项冠军”等资质，技术成果已大规模产业化应用。

构建“材料-装备-工艺-仿真”一体化技术体系，实现：梯度过滤系统对≥3μm夹杂物截留率≥98%；在线监测系统S/O检测精度±0.001%、夹渣定位分辨率≤0.5mm；复合净化剂使铁水硫含量≤0.015%； 数字孪生系统实现缺陷精准预测，最终铸件夹渣率≤0.5%。

研究内容与关键技术

1. 开发高抗热震梯度泡沫陶瓷过滤系统，攻克过滤效率低与热震开裂难题。

2. 构建光谱-氧枪-视觉融合在线调控系统，突破低含量S/O在线检测与夹渣实时追踪瓶颈。

3. 研制钙镁基核壳复合净化剂，解决传统净化剂效果不稳定的问题。

4. 建立基于生产数据的铸造工艺数字孪生系统，实现工艺优化与缺陷预测。

1、精密过滤系统：实现微米级夹渣(>3μm)截留率>98%，并优化抗热震性(1300℃急冷4次无裂纹)

2、智能监测装备集成：在线检测O含量波动(精度±0.01%)、离线检测S含量波动(精度±0.001%)，在线检测夹渣位置(分辨率0.5mm)，同步联动浇注参数调控

3、复合净化剂开发：联合研发稀土-钙镁基核壳结构净化剂，包覆层熔点<1200℃(内核活化温度>1450℃)，确保深度脱硫(S≤0.015%)并减少金相显微夹渣35%

4、铸造过程模拟仿真及工艺优化：充型过程流场仿真与风险预测，凝固过程温度场仿真与缩孔预测，工艺方案综合分析，数值模拟仿真精度超过90%

5、发明专利：申请或授权6件发明专利

6、软件著作权：申请2件软著

7、学术论文：发表学术论文5篇