汽轮机外缸上盖凝固模拟分析与铸造工艺优化

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1、型F’OUNDRY—Aug．2010·856·VoI．59No．8汽轮机外缸上盖凝固模拟分析和铸造工艺优化郭建明，俞卫松，周黎明(杭州I汽轮铸锻有限公司，浙江杭州311106)摘要：采用华铸c拟软件对汽轮机外缸上盖铸件进行凝固模拟分析，明确缺陷产生的部位和原因，再结合生产实际进行工艺优化，最终获得适宜的工艺方案。改进工艺方案后的铸件模拟结果显示，补缩通道顿畅，基本消除了缩孔、缩松缺陷。关键词：外缸；凝固模拟；工艺优化中图分类号：TP391．9文献标识码：／3文章编号：1001—4977(2010)08—0856—03SolidificationSimulatio

2、nandCastingTechnologyOptimizationforSteamTurbineOutsideCylinderUpperCoverGUOJian—ming，YUWei—song，ZHoULi。ruing(HangzhouSteamTurbineCasting&ForgingCo．，Ltd．，Hangzhou311106，Zhejiang，China)Abstract：ThesolidificationofsteamlurbineoutsidecylinderupperhalfwassimulatedbyusingofCAE．Theposition

3、andreasonofdefectswerefound，andthecorrespondingtechnologyoptimizationwasperformedcombinedwithproduction．Finally，theoptimaltechnologywasobtained．Thesimulationresultsshowthatafterimprovement，thefeedingchannelwasfree，andtheshrinkageanddispersedshrinkagewereeliminated．Keywords：outsidecyl

4、inderupperhalf；solidificationsimulation；technologyoptimization汽轮机外缸作为蒸汽对流的主要承压部件，长计，初步确定在分型面上放置4只标准腰形明冒口(尺期处于高温高压的工况，质量要求较高，特别是外寸分别为2只420mmx800mmx630mill，2只360mill~缸上盖的阀板部位不允许有缩松、缩孔、裂纹等铸720mmx630mm)、一只托架支撑面边冒口(尺寸为：造缺陷存在。生产的外缸上盖铸件最大轮廓尺寸为：480inmxl040mlTl，)及相应的补贴和冷铁。综合上2218mrnx1912mmxl1

5、75Elm，设计质量7860kg，材述设计的计算结果确定铸件的初始工艺方案，如图1。质为ZG17CrlMolV。1铸造工艺设计1．1工艺方案的确定根据外缸上盖的结构特点和使用要求，确定其分型面、砂芯分割和起模方式等，同时依据顺序凝固的原则确定浇注系统、补缩系统。1．2浇注系统、冒口、补贴、冷铁的设计该材质的钢液流动性较差，所以设计简单而有效的浇注系统尤为重要。根据该铸件的材质及结构采用半底图1原工艺Fig．ITheoriginaltechnology注开放式浇注系统，虽然半底注式浇注由于底部浇道的存在会使局部的温度梯度倒置，但是半底注式浇注能够2原工艺的凝固模拟

6、分析保证砂型内钢液平稳上升，减少钢液对砂型壁的冲击，减少夹渣、气孔等缺陷的产生，计算表明对大型铸钢件采用华铸CAE模拟软件，进行凝固模拟计算。将采用快速浇注可以基本避免温度梯度倒置的问题。铸件分为5个凝固区(其中凝固区2和3均左右对称，可根据模数法和热节圆法计算出铸件各热节点的模以取一边分析)，每个凝同区最后凝固到冒口。因为铸数，结合顺序凝固的原则完成补贴、冷铁、冒口的设件左右对称，所以截取一半来显示，如图2。收稿日期：2010—05—19。作者简介：郭建明(1954一)，男，工程师，主要从事铸造技术和质量管理工作。电话：0571．89023802E-mail：

7、htf10@]63．tom铸造郭建明等：汽轮机外缸上盖凝固模拟分析和铸造工艺优化·857·图2铸件凝固区剖面Fig．2Thesolidificationsectionofcasting为使铸件能够顺序凝固，就要使每个凝固区能够陷，如图4所示。查看凝固过程知道，图4中A—A中和顺序凝固，因此凝固区要满足以下条件：有明显的末C—C中的缺陷皆为凝固区1的内部末端区不够明显所端区、有良好的温度梯度、有顺畅的补缩通道。图3是致，B—B中的缺陷为补缩通道不畅所致，为此可以在铸件初始工艺的凝固模拟结果(缩松缩孔图)。A—A和C—C中加放或者调整冷铁位置，在B。B中调整冷铁厚度

8、以调整补缩通道。图5是阀