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風(fēng)電鑄件無冷鐵鑄造研究

文檔作者：甄立軍劉建勇李志強(qiáng) 岳明羅超劉鵬文檔來源：東方汽輪機(jī)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月01日
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 40 DONGEANG TURBINE
風(fēng)電鑄件無冷鐵鑄造研究
甄立軍劉建勇李志強(qiáng)岳明羅超劉鵬
(東方汽輪機(jī)有限公司,四川德陽,618000)
摘要:風(fēng)電鑄件生產(chǎn)過程繁雜,嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度,原有生產(chǎn)工藝在造型過程中使用大量冷鐵,生產(chǎn)成本較高。文章
利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對輪毅、主軸軸承架等鑄件的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上,簡化該類鑄件的生
產(chǎn)操作,降低生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞:風(fēng)電;輪轂計(jì)算機(jī)模擬;質(zhì)量;簡化
 Study on the Wind Power Castings'Non-chill Manufacturing
 Zhen Lijun, Liu Jianyong, Li Zhiqiang, Yue Ming, Luo Chao, Liu Peng
 (Dongfang Turbine Co.Ltd. Deyang Sichuan 618000)
 Abstract: Wind power castings have a complex production technology which seriously affects production schedule. Meanwhile. a-
 riginal production technology has a high cost because of the great many chills in the modeling stage. This paper optimizes the casting
 production technology of hub and spindle bearing bracket through co
 n, facilitates the production operations of this
 kind of casting on the basis of guarantee product quality and reduces production cost.
 Key words: wind power, hub, c
 lation, quality, facilitate
加了成本;另外冷鐵比較厚大,焊接裝配冷鐵時
1改進(jìn)前的輪轂、主軸承架工藝情況
對模型損壞比較大,模型的返修率比較高,增加
了模型的生產(chǎn)成本。
改進(jìn)前輪轂、主軸承架生產(chǎn)工藝存在的主要
問題:
2國內(nèi)無冷鐵鑄造生產(chǎn)現(xiàn)狀情況
(1)生產(chǎn)過程繁雜,準(zhǔn)備時間長。由于原工
藝使用的冷鐵比較大,造型過程對冷鐵固定比較輪轂無冷鐵鑄造在國內(nèi)有過報(bào)道,國內(nèi)一流
困難,需要將冷鐵焊接固定在模型表面,人員多、的鑄造企業(yè)先后實(shí)現(xiàn)了1.5MW輪轂、主軸承架的
時間長、嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度,給提高產(chǎn)量,滿足無冷鐵鑄造,但也出現(xiàn)采用無冷鐵鑄造以后有些
配套帶來很大困難。
部位探傷不合格,局部恢復(fù)了冷鐵工藝,同時近
(2)生產(chǎn)成本高。原來工藝?yán)滂F比較多,需年來也有風(fēng)場出現(xiàn)輪轂主軸連接法蘭因?yàn)閺?qiáng)度不
要焊接固定,增加焊條、鋼筋、冷鐵的消耗,增夠發(fā)生斷裂的質(zhì)量事故,以下是傳統(tǒng)的風(fēng)電鑄件
作者簡介:甄立軍(1962-),男,畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學(xué)鑄造專業(yè),現(xiàn)從事風(fēng)電球鐵鑄造工藝的研究
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 DONGFANG TURBINE
生產(chǎn)工藝案例。
采用的方案比較多,澆注系統(tǒng)也是采用了縫
案例一
隙式,澆注位置變化比較多,上下法蘭管口放置
國內(nèi)外目前最大的風(fēng)電鑄件生產(chǎn)企業(yè),全球冷鐵變化比較多,有在葉片管口放置冷鐵的,也
主要風(fēng)電企業(yè)的鑄件基本上都能生產(chǎn)。其輪轂的有沒有放置冷鐵的,鑄件的表面缺陷比較多,說
生產(chǎn)工藝為上部取消冒口,實(shí)現(xiàn)無冒口鑄造,澆明前期做了很多探索,走過的彎路比較多。
注系統(tǒng)采用底部縫隙式澆口,澆鑄時間長達(dá)6min,
案例三
分析認(rèn)為他們在鐵水球化處理方面采取了特殊的
質(zhì)量比較穩(wěn)定,全部采用有冷鐵鑄造,但冷
措施,砂型強(qiáng)度比較高,型砂粒度比較細(xì)。三個鐵的重量比較小,在模型上標(biāo)注了冷鐵的位置,
葉片管口取消了冷鐵,主軸連接法蘭面使用了冷操作過程不用將冷鐵焊接在芯骨上,大大簡化了
鐵
操作,澆口也采用了底面縫隙式澆注,澆注時間
案例二
比較長。
圖案例一底部縫隙式澆注
圖2案例一輪轂實(shí)現(xiàn)無冒口澆注
圖3案例一葉片管口無冷鐵
圖4案例二底部縫隙澆口冷鐵
圖5案例二葉片管口有冷鐵
圖6案例二葉片管口無冷鐵
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發(fā)現(xiàn)全部合格,方案是可行的。
3輪轂、主軸軸承架工藝改進(jìn)試驗(yàn)方案
3.1主軸軸承架的工藝改進(jìn)方案
根據(jù)前期對風(fēng)電鑄件的鑄造工藝分析,在輪
在以上成功的基礎(chǔ)上,大膽進(jìn)行了無冷鐵試
段、主軸軸承架原有鑄造工藝的基礎(chǔ)上將冷鐵尺驗(yàn),首先在主軸承架上做試驗(yàn),取消主要孔內(nèi)圈
寸減小,同時在模型上標(biāo)注出放置位置,經(jīng)過試的冷鐵,如圖8為改進(jìn)后的工藝圖。
驗(yàn)生產(chǎn)以及對輪轂、主軸軸承架試驗(yàn)件進(jìn)行探傷,
圖7改進(jìn)前1.5MW主軸承架的工藝簡圖
圖8改進(jìn)后1.5MW主軸承架的工藝簡圖
從圖7、圖8中可以看出,工藝改進(jìn)前在主軸降低了成本。對主軸軸承架試驗(yàn)件進(jìn)行了探傷,
軸承架內(nèi)圈放置了一整圈1#冷鐵,給操作帶來很結(jié)果見表1,探傷全部合格。
大不便,改進(jìn)后內(nèi)圈冷鐵取消了,簡化了操作,
表1FD70B-130210A001主軸軸承架試驗(yàn)結(jié)果
日期
試驗(yàn)內(nèi)容
臨時工藝編號
爐號
件數(shù)粗加工探傷結(jié)果精加工結(jié)果
2010.3.24取消1#芯盒1#冷鐵鐵藝2010-001
2893
1
合格
合格
2010.30取消1#芯盒1#冷鐵009790065
合格
合格
2010.6.18取消1#芯盒1#冷鐵鐵藝2010-010
3167-3178
12
合格
合格
無冷鐵凝固過程模擬,發(fā)現(xiàn)取消冷鐵以后也能獲
3.2輪轂的工藝改進(jìn)方案
得無缺陷的鑄件。圖9圖11是利用計(jì)算機(jī)模擬
在主軸軸承架試驗(yàn)成功后,對輪轂的工藝進(jìn)行以后解剖圖,從圖中可以看出沒有任何缺陷。
圖9輪表面缺陷模擬圖
圖10輪葉片管口缺陷模擬圖圖11輪轂主軸連接法蘭缺陷模擬圖
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在發(fā)現(xiàn)輪轂?zāi)M沒有缺陷以后,我們認(rèn)真分時考慮到其他輪轂生產(chǎn)單位的經(jīng)驗(yàn),決定不取消
析了輪的結(jié)構(gòu),認(rèn)為底部與主軸連接法蘭要求底部的冷鐵,圖12、圖13為改進(jìn)前后的輪轂工藝
很高,屬于重要面,可以將冷鐵的尺寸減小,同圖。
部做平
產(chǎn)分面平行
芯芯頭下部做平
與中分面平行
芯頭
圖12改進(jìn)前的1.5MW輪轂工藝簡圖
4#芯頭上部做平
與中分面平行
3芯芯頭下部做平
與中分面
圖13改進(jìn)后1.5MW輪轂的工藝簡圖
按照改進(jìn)后的工藝,先做一件試驗(yàn),并進(jìn)行跟蹤探傷,之后再進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn),表2為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表2FD70B-130210A001輪轂試驗(yàn)明細(xì)
日期
試驗(yàn)內(nèi)容
臨時工藝編號爐號件數(shù)粗加工探傷結(jié)果精加工結(jié)果
2010.4.103個管口6#、7#冷鐵鐵藝2010-002
1067
合格
合格
2010.73個管口6#、7#冷鐵2010601021033
合格
11001102合格
2010.6.83個管口6#、7#冷鐵鐵藝2010-0091130-113910合格11331341136合格
首件粗加工后探傷發(fā)現(xiàn),底部法蘭、葉片管法蘭上沒有發(fā)現(xiàn)缺陷,頂部的缺陷也消失了。第
口法蘭全部合格,但輪轂頂部有小缺陷顯示。第三次我們試驗(yàn)了10件,工藝不變,粗加工探傷全
二次試驗(yàn)了三件,考慮到第一次試驗(yàn)的小缺陷,部合格。
我們的方案進(jìn)行了調(diào)整,在頂部增加了小冷鐵,
改進(jìn)后,根據(jù)輪轂精加工的情況以及在加工
進(jìn)行試驗(yàn),粗加工后進(jìn)行全面探傷,發(fā)現(xiàn)在各個現(xiàn)場核對輪轂加工情況的說明,證實(shí)葉片管口法
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蘭鉆孔并進(jìn)行攻絲時,沒有發(fā)現(xiàn)任何問題,改進(jìn)足夠的冷卻速度。在工藝上要求降低鐵水的澆注
取得了成功。
溫度,減少鐵水的液態(tài)收縮量。另外我們提高了
砂型強(qiáng)度,原來的砂型強(qiáng)度為0.6~0.7MPa,現(xiàn)在
4冷鐵應(yīng)用分析
提高到0.81.2MPa,減少了砂型的退讓性,使得
鐵水的石墨膨脹得以充分利用。采取以上措施以
在通常的球墨鑄件凝固中,由于厚大部位熱后,取消冷鐵的實(shí)驗(yàn)得以成功。
量多,散熱慢,一般都是最后凝固,這時候沒有
鐵水補(bǔ)縮,在最后凝固時容易產(chǎn)生縮松(孔)缺5結(jié)論
陷,另外最后凝固時有可能鐵水球化已經(jīng)衰退,
造成局部球化不良,材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度下降。在輪
改進(jìn)后取消了三個葉片法蘭管口的冷鐵,大
轂中使用冷鐵的目的是加快鑄件厚大部位的冷卻大降低了輪轂冷鐵的使用量,既簡化了操作,又
速度,使厚大部位與其它部位同時凝固,在凝固降低了成本,達(dá)到了預(yù)期的目的,使產(chǎn)品在質(zhì)量
時有鐵水補(bǔ)縮,保證獲得致密的鑄件。這是放置和工藝水平上向前邁進(jìn)了一大步,達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)
冷鐵的基本目的,從多年的生產(chǎn)來看,基本上達(dá)水平,2010年10月份開始進(jìn)行大量生產(chǎn)
到了目的。
這次采用無冷鐵鑄造,首先在鐵水球化方面
參考文獻(xiàn)
采取了隨流孕育,選用了長效球化劑,延長了鐵]陸文華,李隆盛,黃良余鑄造合金及其熔煉北京:機(jī)
水的衰退時間,保證在凝固期間鐵水不衰退。在
械工業(yè)出版社,2006,7
鑄造工藝方面,重新測算了在沒有冷鐵狀態(tài)下的2中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會鑄造手冊北京:機(jī)械工業(yè)
冷卻速度,通過模擬可以看出即使沒有冷鐵也有
出版社,2007,10
※※※※※※
※東汽要聞※
※※※※※
燃機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣缸通過三菱FAI見證
8月3日,鑄造事業(yè)部完成的F4型燃機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣缸推廣到燃機(jī)進(jìn)氣缸和其他球鐵件生產(chǎn)中,最終成功生產(chǎn)出
上、下半一次性通過三菱公司FAI見證。
了滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)鑄鐵件。
此次FAI見證了燃機(jī)壓氣機(jī)部分包括壓氣機(jī)進(jìn)氣缸上/燃機(jī)壓氣機(jī)鑄件制造成功助推鑄造事業(yè)部邁入高端鑄
下半、壓氣機(jī)進(jìn)氣缸軸承箱蓋、排氣缸透平側(cè)軸承蓋共4件生產(chǎn)行列,為今后公司燃機(jī)批量生產(chǎn)和進(jìn)入高端市場打
件球鐵件。鑄鐵車間和技質(zhì)部充分運(yùn)用反復(fù)驗(yàn)證的工藝方下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
案和數(shù)據(jù),通過不斷改進(jìn)和創(chuàng)新,將成功經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)應(yīng)用
(王章明)
井式電阻爐改造成功
焊接轉(zhuǎn)子中心的預(yù)抽真空保護(hù)氣氛式電阻爐具有強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果表明達(dá)到了預(yù)期的自動控制降溫效果,完全符合
制降溫系統(tǒng),只能進(jìn)行手動調(diào)整,降溫時間較長,質(zhì)量得工藝要求
不到保障,嚴(yán)重制約生產(chǎn)。經(jīng)制造技術(shù)處、裝備資源處和
通過試驗(yàn)轉(zhuǎn)子和正式產(chǎn)品的驗(yàn)證,說明了此次改造非
焊接轉(zhuǎn)子中心討論決定對強(qiáng)降溫系統(tǒng)進(jìn)行自動控制改造。
常成功,對轉(zhuǎn)子熱處理的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都有很大的提
7月中旬,改造順利完成。7月下旬做了一次試驗(yàn),高。
(范將

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