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泡沫陶瓷过滤器在带冠导叶熔模铸造中的应用 |
摘 要：叙述了泡沫陶瓷过滤器在汽轮机带冠导叶铸造中的应用。使用泡沫陶瓷过滤器使除渣有显著效果，是获得少、无夹渣带冠导叶的一种有效途径。
关键词：泡沫陶瓷过滤器 带冠导叶 精密铸造
带冠导叶是我厂对国产三排汽200 MW汽轮机通流技术改造中的主要技术项目之一，通过采用带冠导叶等技术可使国产三排汽200 MW汽轮机高、低压缸效率明显提高，一台200 MW汽轮机每年可少耗标煤2万吨，少向大气排放SO2几百吨，其社会效益和经济效益显著。
精铸带冠导叶毛坯代替方钢铣制的工艺方案可减少带冠导叶加工余量约80%，减少加工工序近50%。这不但大大节约了铬不锈钢材料，而且大大提高机械加工效率，有利于带冠导叶制造成本下降，缩短加工周期。带冠导叶质量要求较高，其出汽边不允许有任何大小的夹渣，为获得优质带冠导叶，我厂采用了泡沫陶瓷过滤器除渣，效果很好。
1 带冠导叶结构特点
带冠导叶铸件结构见图1，它由内叶冠、叶身、外叶冠组成。内、外叶冠壁厚为17～30 mm，叶身厚度为6.79～28.37 mm，叶冠具有一定的斜度和弧面，叶身型线弯曲。因此，该导叶形状复杂，给铸造工艺带来一定困难，尤其是在铸件型腔充满液体金属时，在凝固过程中，渣子不能排出，特别在导叶出汽边处，冷却很快，在渣子上浮过程中就已凝固而出现渣孔造成带冠导叶报废。
图1 戴冠导叶示意图
1.内叶冠2.叶片3.外叶冠
2 采用过滤器的熔模铸造浇注系统
带冠导叶熔模铸造浇注系统见图2，带冠导叶材质为ZG1Cr13，浇注温度为1 620～1 640 ℃，采用顶注式浇注系统。在未放过滤器时，渣子进入导叶后很难完全上浮到冒口，冲入较薄的出汽边中的渣子不能排除形成夹渣，从而造成带冠导叶报废。采用在浇口杯根部放置泡沫陶瓷过滤器，基本上能挡住和吸附钢水中的渣子使带冠导叶夹渣废品明显减少。
图2 带冠导叶熔模铸造浇注系统示意图
1.浇口杯 2.泡沫陶瓷过滤器 3.冒口 4.工艺头 5.内叶冠 6.叶片
7.外叶冠 8.冒口 9.排气孔
3 泡沫陶瓷过滤器的应用
我厂采用北京昌平县特种陶瓷材料研究所生产的钢用泡沫陶瓷过滤器。该过滤器是净化金属液的第三代产品，是该所与清华大学和中国建材科学院共同研制开发的。根据带冠导叶的结构特点和工艺特点，采用钢用泡沫陶瓷过滤器，其开孔率为80%～85%，抗热冲击力较高，过滤净化能力强。型壳焙烧出炉后，迅速放入过滤器，为了过滤器放置容易，在型壳放置过滤器处与过滤器外缘有2 mm间隙(见图2)，支撑面要留有大于5 mm宽度的底座(我厂采用8 mm)，过滤器放置在浇口杯根部，为了减缓钢水冲击过滤器，浇注高度应尽量低(不宜超过200 mm)，钢水应避免冲击过滤器，钢水应具有足够的过热温度，以使钢水能顺利通过过滤器，我厂将浇注温度控制在工艺范围上限，钢水浇注速度应尽快达到最大，以避免冷隔、浇不足等铸造缺陷。
4 结 论
(1) 采用泡沫陶瓷过滤器净化钢水能显著减少夹渣缺陷，对要求少、无夹渣铸件是值得采用的。
(2) 泡沫陶瓷过滤器使用前应严格检查。采取敲击、观察颜色及称重等直观的方法检查其抗冲击等性能，避免过滤器破碎随钢水进入型腔。
(3) 加大浇注系统截面积并快浇钢水，适当提高钢水浇注温度和型壳出炉温度，使钢水顺利通过过滤器，避免产生冷隔、浇不足等缺陷。
作者简介：吴锦云,男,1939年出生,高级工程师,四川锦竹市(618201)
作者单位：吴锦云(东方汽轮机厂)
唐风东(东方汽轮机厂) ( |
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