600MW临界蒸汽轮机外缸重型铸钢件铸造技术.doc

600MW超临界蒸汽轮机外缸重型铸钢件铸造技术 付龙郝立昌 宁夏共享铸钢有限公司,宁夏银川750021Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse 摘要:采用顺序凝固原理,利用分区的方法对铸件进行模数计算,用CAE仿真模拟软件-Hagma_soft优化铸造工艺,进行600MW超临界蒸汽轮机外缸铸钢件的研发生产,来满足蒸汽轮机铸钢件较高的质量要求,为重大装备国产化提供批量、优质的关键重型铸钢件。 关键词:蒸汽轮机重型铸钢件CAE模拟铸造技术近年来,我国电力工业发展迅速,大大地缩小了与的差距。但目前我国火电厂中能耗高、环境污染严重的问题依然存在;为满足我国国民经济迅速发展的需要,适应愈来愈高的环保和节能减排的要求,发展高效、节能、环保的超临界火力发电机组势在必行。由于其更低的运行成本和更高的效益,在目前的电力市场中更加具有竞争力。超临界外缸重型铸钢件为蒸汽轮机机组的关键部件,该产品铸造技术研发意义重大,符合重大装备国产化发展要求。 超临界机组运行的参数为压力25MPa,温度540~566℃,外缸要长时间承受高温、高压气流的冲击,对铸件的内、外在质量要求较高。因此在工艺设计上需采取必要的措施实现顺序凝固,达到铸件组织致密,具有较高的力学性能,满足铸件的使用要求。 1超临界外缸重型铸钢件主要技术要求 ,牌号ZGl5CrlMo1V,产品要满足耐高压、耐高温材料规范要求。半缸单件重量在50吨左右,轮廓尺寸分别为上缸6551*3780*1908,下缸为6191*3780*1900,形状如图l所示。 ,力学性能须达到:拉伸强度≥550N/mm2、屈服强度≥345N/mm2、延伸率≥18%、断面收缩率≥18%、HBl80~207等; ,试样断裂前的试验持续时间应≥100h; %的铁素体; ,不允许有超过标准的缺陷。   2铸造工艺设计   蒸汽轮机外缸分为上、下半缸,其结构特点均为半回转体结构,主缸壁从中分面向水平结合面法兰的偏心壁厚达到9%以上,这样的铸件结构有利于铸造工艺实现顺序凝固的原则。上部与下部结构不同,上部的两个中压排汽管口与缸体的R角部位有局部热节,需采取一定的工艺措施进行补缩;下半的管口较多,各管口与缸体本身结合的R部位有很大热节,工艺上采取了局部加防裂筋及随型冷铁的方法解决。对于冒口难于补缩的部位,通过模数计算采用各种规格的冷铁,平衡铸件的顺序凝固。根据外缸的技术要求及结构特点,采用对撞造型,分型方案如图2所示。  造型采用树脂自硬砂,面砂使用铬铁矿砂,采用锆英粉涂料。对一些容易造成尺寸偏差的部位,增加了工艺补正量。   目前应用较普遍的计算方法有模数法、补缩液量法和比例法。本工艺冒口的计算选用模数法。冒口和冷铁设置不当,就不能保证金属液顺序凝固;另外,冒口的数量、大小以及在铸件上的放置位置是否合适,都将影响冒口的补缩效果。根据模数计算基本公式: 1)M=V/S(M一模数,V一体积,S一散热表面积) 2)M=S