超临界600MW汽轮机中压内缸铸造工艺设计.pdf

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1、第19卷第2期东方电气评论Vol.19No.22005年6月DONGFANGDIANQIPINGLUNJun.2005文章编号:1001一9006(2005)02一(0080一04超临界600MW汽轮机中压内缸铸造工艺设计周林勇(东方汽轮机厂，四川德阳618201)摘要:介绍超临界600MW汽轮机中压内扛的结构特点、技术条件等。分析毛坯制造过程中可能出现的质黄问题，并针对这些潜在的质童问题从铸造工艺上提出了一系列的质贡控制措施。着重从铸造工艺上介绍分型面的选择、补贴和浇注系统的设计。该方案与以前生产的类似汽轮机中压内叔的方案完全不同，达到了降低生产制造成本、提高铸件质1的目的，并为该类铸钢件的

2、生产过程控制提供了较好的参考，为生产出高质I的中压内扛类铸钢件提供了借鉴经脸。图9参7关键词:铸造工艺;质量控制;铸造缺陷中图分类号:TK266文献标识码:A余量和补贴时用曲线法设计补贴，可实现无补贴生1引言产;但这是以往生产汽缸从未采用的方案，工艺设计和实际生产都有一定的风险。其主体最小壁厚为D6000-025110A001/002中压内缸是东方汽53mm，而汽缸最大壁厚达143mm，可见壁厚相差轮机厂生产的超临界600MW汽轮机的重要铸钢较大，不仅给铸件的补缩带来困难，还容易产生裂件，其材质为ZG15Cr1Mo1，铸件的外观质量和内纹缺陷。汽缸的法兰相对厚大，且存在难以补缩的在质量要求都很

3、苛刻。铸件结构较复杂，且铸件壁热节，工艺设计时必须采取有效的措施以保证铸件厚不均，容易在最小断面处出现裂纹，该种裂纹在质量。以前生产的类似中压内缸上发生过。由于法兰相对2.2分型面及浇注位置的选定厚大，铸件很容易出现粘砂、缩松等铸造缺陷，为2.2.1分型面的选定此，这里着重就造型生产中可能出现的裂纹、烧根据该类铸件的结构特点及技术质量要求，兼结、气孔、缩松等质量问题，做了细致的分析，并顾到生产操作以及经济性等因素的综合分析、考从铸造工艺设计方面提出了一系列的措施，重点阐虑，并吸取以往生产类似中压内缸的经验，选择汽述了分型面的确定、曲线法设计加工余量代替补贴机侧端面作为分型面，采用实样造型的工艺

4、方案，(这是以往类似铸造工艺没有采用过的创新点)、模见图1(b).数法设计冒口、浇注系统等的设计过程。该工艺基根据该中压内缸的结构及其质量要求，铸造工本实现了无补贴补缩，为该类结构铸钢件的铸造工艺设计时可选择中压内缸的中分面作为分型面，见艺设计提供了良好的理论和实践经验。图1(a)，即以前生产该类铸件设计的工艺方案。也可选汽机侧端面作为分型面，见图1(b)。比较而2工艺设计言，若选用前一种分型方案，必须设计两个芯头，会造成模样用料增加，同时因砂箱高度增高而使造2.1结构及难点分析型用砂量增加，而且在铸造工艺设计时必须使用补D600C中压内缸铸件轮廓尺寸:最大外径贴形成顺序凝固。若选用后一种分型

5、方案，采用适1352mm，最小内径814mm，轴线方向上长为当的工艺措施能很好地达到对法兰和汽缸厚大部位746mm。其结构相对复杂，特别是与中压涡壳相接的补缩，且由于采用曲线法设计加工余量代替补部位。根据其结构特点在选择分型面时，可以考虑贴，不仅能减少钢水量，也不用去除补贴，能避免选择汽机侧端面作为分型面，同时在工艺设计加工采用气割方法去除补贴引起的铸造缺陷，与前一种第2期周林勇超临界600MW汽轮机中压内缸铸造工艺设计(a)中分面作为分型面(b)汽机侧端面作为分型面图1分型面简图分型方案相比，能节约近万元的生产制造成本。①部位。2.3.2两种分型方案浇注位置的比较采用图1(b)的方案时，对于

6、局部难以补缩的热分型面一旦选定后，浇注位置也就确定了。节采用曲线法设计加工余量的方法代替补贴，增大对于选用汽缸中分面为分型面的方案来说，其钢水补缩时的扩张角，或冷铁对热节激冷，减小热缺点有:在浇注过程中，钢水会长时间烘烤砂芯，节，从而使铸件断面的模数朝着冒口方向递增，形容易造成掉砂、夹杂等缺陷;相同的浇注条件下，成良好的温度差，以达到顺序凝固的目的。对砂型(芯)的冲击力大，易发生冲砂、胀砂现象;2.3补贴的设计在工装一定的情况下，由于铸件型腔高度比汽机侧该中压内缸的材质为ZG15Cr1Mo1，属于窄结晶作为分型面的高606mm，会增加造型的用砂量，从温度范围的合金。其凝固方式为逐层凝固，在铸件

7、而增加生产制造成本。优点有:相同的浇注条件最后凝固的部位形成集中缩孔。从铸造工艺角度考下，钢水上升的速度快，可减小粘砂缺陷发生的可虑设置冒口和补贴，使其达到顺序凝固，可以消除能性;汽机侧非加工面产生气孔的可能性小。集中缩孔的形成。若选用汽机侧端面作为分型面，其优点有:钢分型面选定后，可将D6000中压内缸视为板状水充填铸型时较平稳，对砂芯的冲击力小，能减少铸件。当板高H等于或小于冒口的有效补缩距离