一种蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法与流程

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法。

背景技术：

蒸汽轮机高压主汽阀铸件结构如图1所示，其结构复杂，管口多，造型难度高。其具体结构包括铸件主体1和法兰2，铸件主体的外表面分布有若干个突出的脐子，铸件内腔空间小，最小内径仅为200mm，铸造难度大，而且质量要求高。该铸件现有的铸造方法是将铸件法兰2与铸件主体1分别造型和浇注，然后通过焊接组装的方法得到完整的铸件，焊后对焊区域3必须进行rt检测，但这样不仅增加了造型与浇注操作量，而且增加了焊接区域rt检测的成本，延长了后处理周期。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中蒸汽轮机高压主气阀铸件铸造工艺的不足，提供一种蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法，以减少造型和浇注工作量，降低铸造成本，提高铸件质量。

本发明的目的是这样实现的，一种蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法，包括如下过程：

1）铸件造型方案确定：将铸件法兰与铸件主体整体造型，以铸件主体中心轴和法兰中心轴所在的平面为分型面为上箱和下箱造型；

2）冒口及冷铁设计：上箱内，铸件法兰对应的上方设置有冒口一，在铸件主体的热节上方设有数个冒口二，各冒口与铸件之间设有补贴以保证补缩通道的畅通；上箱及下箱内，铸件的法兰与主体连接的周向区域均布若干分区冷铁，铸件脐子对应的部位设有激冷冷铁，各冒口之间靠近铸件的砂型区域分别设有用于延长冒口补缩距离的若干分区冷铁；

3）砂芯结构设计：铸件主体的砂芯部分沿分型面所在的中心主轴长度方向设置为一号砂芯，法兰两侧与中心轴垂直的方向设有分别与一号砂芯相交的二号砂芯和三号砂芯，所述法兰对应的中心部位设有直径为法兰孔内径0.2—0.3倍的钢棒，所述钢棒沿法兰的中心延伸入一号砂芯内，所述一号砂芯沿主轴方向设有一号主芯骨，所述钢棒延伸至与一号主芯骨固定连接，所述二号砂芯和三号砂芯内设有二号主芯骨和三号主芯骨，所述一号主芯骨、二号主芯骨和三号主芯骨上设有若干与之垂直的副芯骨；

4）浇注系统设计：采用底注式浇注系统，在每个冒口对应的铸件的下方分别设有内浇道，各内浇道依次汇至横浇道和直浇道。

本发明的蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法，通过铸造工艺的改进，将法兰与铸件本体整体铸造，在铸件的法兰部位采用钢棒充当内冷铁，避免了法兰内径粘砂及夹砂的缺陷，同时钢棒的激冷作用保证了此关键区域的组织致密；本发明的铸造方法中，只需要上箱和下箱两箱，减少造型工作量，并且省去后期的焊接工序，缩短生产周期和铸造工艺成本。

为保证铸件热节部件质量，所述铸件主体的各热节部位侧向对应的砂型内也设有激冷冷铁。

为使浇注液流平稳流入型腔，每个冒口下方的内浇道对应设有平行的两条，并汇聚至同一横浇道内。

为防止钢水直接冲刷砂芯，本发明的浇注系统采用开放式浇注系统，直浇道、横浇道和内浇道的截面积比为：1：（2～2.5）：（5～6）。

附图说明

图1为蒸汽轮机高压主气阀铸件的结构示意图。

图2为本发明的造型方法的砂箱分型示意图。

图3为本发明的造型方法的冒口及冷铁分布示意图。

图4为本发明的造型方法的砂芯示意图。

图5为本发明的芯骨的示意图。

图6为本发明的浇注系统示意图。

其中，1铸件主体；2法兰；3铸件脐子；4上箱；5下箱；6a冒口一；6b冒口二；7砂芯二；8砂芯一；9砂芯三；10钢棒；11主芯骨；12副芯骨。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法，具体包括如下过程：

1）铸件造型方案确定：如图2将铸件的法兰2与铸件主体1整体造型，以铸件主体1中心轴和法兰2中心轴所在的平面为分型面为上箱4和下箱5造型；

2）冒口及冷铁设计：如图3上箱内，铸件的法兰2对应的上方设置有冒口一6a，在铸件主体1的热节上方设有数个冒口二6b，各冒口与铸件之间设有补贴以保证补缩通道的畅通；上箱4及下箱5内，铸件的法兰2与铸件主体1连接的周向区域均布若干分区冷铁6c，铸件脐子3对应的部位设有激冷冷铁，各冒口之间靠近铸件的砂型区域分别设有用于延长冒口补缩距离的若干分区冷铁；铸件主体的各热节部位侧向对应的砂型内激冷冷铁6d。

3）砂芯结构设计：如图4所示，因铸件主体的内腔砂芯结构复杂，铸件主体1的砂芯部分沿分型面所在的中心主轴长度方向设置为一号砂芯8，法兰两侧与中心轴垂直的方向设有分别与一号砂芯7相交的二号砂芯和三号砂芯9，法兰对应的中心部位设有直径为法兰孔内径0.2—0.3倍的钢棒10，使用前钢棒10须表面打磨干净，以充当法兰部位的冷铁，使法兰中心部位快速冷却组织致密，同时防止铸件法兰部位产生粘砂、夹砂等缺陷。钢棒10沿法兰的中心延伸入一号砂芯7内，一号砂芯7沿主轴方向设有一号主芯骨11，钢棒10延伸至与一号主芯骨11相交并固定连接，二号砂芯7和三号砂芯9内设有二号主芯骨和三号主芯骨，11一号主芯骨、二号主芯骨和三号主芯骨上设有若干与之垂直的副芯骨12；

4）浇注系统设计：如图6所示，采用底注式浇注系统，在每个冒口对应的铸件的下方分别设有内浇道14，各内浇道14依次汇至横浇道15和直浇道13；每个冒口下方的内浇道对应设有平行的两条，并汇聚至同一横浇道内；为防止钢水直接冲刷砂芯，本发明的浇注系统采用开放式浇注系统，直浇道、横浇道和内浇道的截面积比为：1：（2～2.5）：（5～6）。

本发明的蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法，通过铸造工艺的改进，将法兰与铸件本体整体铸造，在铸件的法兰部位采用钢棒充当内冷铁，避免了法兰内径粘砂及夹砂的缺陷，同时钢棒的激冷作用保证了此关键区域的组织致密；本发明的铸造方法中，只需要上箱和下箱两箱，减少造型工作量，并且省去后期的焊接工序，缩短生产周期和铸造工艺成本。

技术特征：

技术总结
本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种蒸汽轮机高压主气阀铸件的铸造方法，本发明的铸造方法从铸件造型方案确定、冒口及冷铁设计、砂芯结构设计、浇注系统设计四方面进行工艺改进，将法兰与铸件本体整体铸造，在铸件的法兰部位采用钢棒充当内冷铁，避免了法兰内径粘砂及夹砂的缺陷，同时钢棒的激冷作用保证了此关键区域的组织致密；本发明的铸造方法中，只需要上箱和下箱两箱，减少造型工作量，并且省去后期的焊接工序，缩短生产周期和铸造工艺成本。

技术研发人员：彭凡;郭小强;程亚军
受保护的技术使用者：共享铸钢有限公司
技术研发日：2017.02.28
技术公布日：2017.08.15