双联熔炼工艺在风电铸件生产中的应用.pdf

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1、EquipmentTechnology装备技术双联熔炼工艺在风电铸件生产中的应用11122王美喜，史学涌，闫兴义，叶长强，余新泉(1.江苏吉鑫风能科技股份有限公司，江苏江阴214422;2.东南大学，江苏南京211189)摘要：介绍了风电铸件的发展动态，为了适应风电铸件的发展，满足风电铸件的技术要求，对比分析了不同熔炼工艺生产风电球墨铸铁件的优缺点。在此基础上，结合风电铸件生产实践，探索了冲天炉-电炉双联熔炼工艺，得到了力学性能优良、球化率及球化等级较高的风电铸件，获得了明显优于感应电炉熔炼得到的铸件性能。关键词：冲天炉-电炉双联熔炼，风电铸件，球墨铸铁中图分类号：TG243；文献标识码：

2、A；文章编号:1006-9658（2017）05-0053-04DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2017.05.017风能是一种清洁的可再生能源，也是可再生MW到2.5MW之间逐步过渡到3MW到6MW；能源中最具有开发前景的能源，受到世界各国的高球墨铸铁关键零部件其质量和主要壁厚从5t～25度重视。铸件是风力发电设备的重要部件，风力发t、60mm～200mm增加到30t和200mm以上（7电设备上的铸件主要有轮毂、底座、轴承座、齿轮箱MW产品部分铸件的质量和壁厚已达到90t和500体等构件，其质量要求很高，材质是全铁素体基体mm）。随着铸件结构的复杂化和壁厚的增加

3、，铸件的球墨铸铁。风电铸件运行环境恶劣，常年在高达缩松倾向逐步增大，同时铸件内部的石墨形态也更几十米至一百多米的高空运行，有的铸件要求能够容易发生畸变，经常会出现碎块状石墨，大大的降在-20℃甚至-40℃环境下服役20年[1]。因此对[4]低了球墨铸铁件的性能。铸件质量性能指标要求较高，除了要有一定的强度之外，还要在低温环境中具有较好的韧性。与普通1风电铸件的技术要求球墨铸铁件相比，风电使用的球墨铸铁铸件的成分风力发电设备上的铸件材料大部分采用EN控制、熔炼工艺、球化孕育处理工艺等方面都具有1563标准的EN-GJS-400-18-LT和EN-GJS-350-22-[2]其独特性与复杂性。

4、LT，相当于GB/T1348标准中的QT400-18AL和近几年随着风电行业的发展，我国对风电球墨QT350-22AL。其主要特点有：铸铁的研究越来越重视，一方面开发了适用于风电（1）铸件工作环境恶劣。铸件安装在几十米甚铸件专用的球墨铸铁生铁、球化剂等材料，另一方至百米高空，有些地区工作温度在-20℃到-40℃，面由于单一冲天炉对铁液成分和温度难以控制，且工作时风速变化大。环境的污染比中频电炉大，在熔炼设备方面逐步采（2）可靠性要求高。部件必须保证20年不更换，用中频感应电炉或冲天炉中频感应电炉双联来替[3]如发生意外失效，则更换费用巨大，加上故障引起代单一冲天炉。的不能发电，损失将更大。

5、随着风机机型的发展，风电球墨铸铁零部件的（3）材料性能要求高。要求-20℃或-40℃的低质量和壁厚也在不断的增加。主要机型从以前的1温冲击检测和高标准的无损探伤检测，无损探伤包括超声波无损检测和磁粉无损检测。由于风电铸件存在上述特点，故存在以下技术收稿日期:2017-05-12稿件编号:1705-1783难点：作者简介：王美喜(1969—），工程师，主管熔炼工艺、新材料和新工（1）铸件致密性难以达到超声波无损探伤要求。艺开发工作.中国铸造装备与技术5∕201753装备技术EquipmentTechnology由于球墨铸铁的糊状凝固特性，容易产生缩松，严在冲天炉熔炼过程中，炉料从加料口加入，

6、自[5]重降低铸件的强度和韧性。上而下运动，被上升的高温炉气预热。鼓风机鼓入（2）铸件纯净度难以达到磁粉无损探伤要求。炉内的空气使底焦燃烧，产生大量的热，热量由炉因为球铁中要加入Mg和RE，因而易产生渣；渣为气传递到炉料上，不断加热炉料，促使炉料温度升[6]产生裂纹的源头，必须控制在要求范围内。高，当炉料下落到焦炭上表面时开始熔化，熔化的（3）厚大断面球墨铸铁石墨容易产生畸变。大铁液经过焦炭表面流到冲天炉底部，铁液在此流动型风力发电机组用轮毂和底座等球墨铸铁铸件的过程中不断被加热，到达炉底时温度可以超过1600厚大断面处石墨易发生畸变，大大降低了铸件本体℃，由过桥进入前炉后温度稍有下降。因

7、为炉料熔材料的性能。化和加热过程中大量接触CO2和O2，所以铁液会被（4）工艺必须兼顾材料的各力学性能，以力争同氧化，引起元素烧损，同时因为铁液在焦炭表面流时达到要求。强度（抗拉强度、屈服强度、疲劳强度）动，所以会有焦炭中的C、S会熔入铁液中，引起较[8]与低温冲击值在一股情况下是负相关关系，以及伸大的成分变化。长率的特殊要求等。冲天炉熔炼主要有以下特点：1)可连续出铁液；2风电用球墨铸铁熔炼工艺的比较2)设备费用低；2