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近年来，随着我国国民经济持续高速的发展，对电力、能源的供给要求越来越高，供需矛盾凸显。大力提高电站装机能力、扩大能源供给总量以及拓展能源供给方式已成为当务之急，迫切需要我国电力、石化和煤化工制造业向着大容量、高效率、大机组的方向发展。2011 年 3 月，中华人民共和国正式颁布了国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要，该纲要中第三篇《转型升级—提高产业核心竞争力》浓墨重彩地对石化、火电、水电、核电以及煤化工的发展作了详细规划，明确表达了发展高端石化产品，发展大容量的燃煤机组，大型水电站以及在确保安全的基础上发展核电，有序的开展煤制天然气、煤制液体燃料和煤基多联产研发示范的宏伟构想。国内电
站装机容量、石油化工和煤化装置的大型化，为我国机械制造业的发展提供了机遇，但更多的是给制造厂家的装备水平和制造方式带来了挑战。
大型筒体锻件是以上所有产业领域中的核心零部件。由大型筒体锻件制成的核电反应堆压力壳、火电和水电的护环、石化和煤化工的加氢反应器等，均为高温高压和复杂介质环境下长时间工作的大直径厚壁的筒形锻件，对其综合性能要求非常高，不仅要有较好的常温力学性能，还要有具备一定的高温力学性能、低温性能、抗蠕变强度、低回火脆化倾向、断裂韧性、抗腐蚀和抗辐照性能等，大型筒体锻件制造周期长，技术要求比较高，对工艺和设备要求比较严格，属于技术和资金密集型的产品，其质量会直接影响到重大技术装备的水平和运行的可靠性，大型筒体锻件的制造技术是重大技术装备制造的关键技术之一。
在传统情况下大型筒体锻件是采用普通的实心钢锭来生产的，其制造工艺流程是：倒棱下料压钳口—粗镦切除水冒口—镦粗冲孔—芯棒拔长—马杠扩孔—精锻。用这种方法制造大型筒体锻件，工序多，需要多火次锻造，钢锭的利用率很低。
随着电站、石油化工和煤化装备的发展，对大型筒体锻件的需求量越来越大，要求也越来越高。随着大型筒体锻件的不断升级，筒体自身尺寸也有不断的增大的趋势，逐渐挑战现有压力机的制造极限，因此，世界各主要的大型筒体锻件生产厂家也在不断的研发新工艺，以适应筒体锻件外径尺寸不断增大的需求。与此同时，由于传统工艺是采用实心钢锭生产大型筒体锻件，大型筒体锻件尺寸的不断增大，使得所需实心钢锭重量不断增加，局限了现有设备的生产能力。
利用空心钢锭生产大型筒体锻件是解决筒体锻件大型化趋势的一个重要方法。与传统的实心钢锭生产筒体锻件相比，空心钢锭有以下几个优点：（1）利用空心钢锭生产大型筒体锻件省去了镦粗、冲孔两道工序，减少了火次、节省了台时、提高了钢锭的利用率。
（2）空心钢锭在铸造时是内外同时进行冷却，提高了冷却速度，因此铸锭的原始组织好，相比于冲孔后的实心钢锭，内表面质量有了很大的提高。
（3）采用空心钢锭可以提高现有设备最大加工能力，如生产某筒体锻件需要 300吨实心钢锭，若采用空心钢锭，则只需 255 吨钢锭即可满足要求。
由于空心钢锭特殊的原始组织结构，不能采用冲去心部缩孔、夹杂等方法来消除内部缺陷，也不能采用常规的反复镦拔工艺来打破粗晶、匀化组织。空心钢锭的锻造工艺与传统的实心钢锭锻造筒体锻件工艺有着截然的区别，当前关于这方面的研究尚处于起步阶段因此，研究空心钢锭的锻造技术，通过对筒形锻件轴向加载、径向加载、复合加载等多种加载方式的研究，定性地研究变形方式对锻合环坯中部疏松、缩孔等铸态缺陷的影响规律，定量地研究各工艺参数对锻透性、变形和组织不均匀性的影响规律，探求单向锻造条件下使得空心钢锭锻透压实、组织结构合理的工艺组合及参数要求具有十分重要的现实意义。
