一种300MW亚临界静叶片铸造工艺的制作方法

本发明涉及一种汽轮机叶片的铸造工艺领域，特别是涉及汽轮机静叶片的铸造工艺。
背景技术：
：静叶片作为汽轮机的核心部件之一，在汽轮机的运行中发挥着重要作用。静叶片型复杂，对加工设备要求高，加工费用昂贵，而且生产量极大，一台机组至少需要几千片大小规格不一的叶片。在电站汽轮机制造业竞争激烈的市场环境中，用户对静叶片质量和性能提出的要求也越来越高。a153低压7级静叶片主要质量问题是：静叶片成品状态进行pt检测时显现有面积、数量超标的单个点状的气孔、夹杂类缺陷及不规则形状的疏松类缺陷。通过对问题静叶的缺陷进行观察、解剖后发现，主要缺陷是输送类缺陷，缺陷分布区域位于静叶3-14截面的内弧表面，同时靠近截面最大厚度的内弧面区域，缺陷大小均呈1～3mm的单个或密集状态显示，深度均≤2～3mm。由于该静叶片存在的上述问题，导致其pt初检合格率只有20％左右，进而带来大量后续焊补、返修工作，这势必对静叶片的质量、生产成本及交货周期带来一定的负面影响。因此，为了提高静叶片毛坯内部质量和成品静叶片的pt检验的一次合格率，对该静叶片进行铸造工艺优化试制。通过上述分析，静叶片产生疏松缺陷的主要原因是静叶因其自身形状结构所限制无法提供给静叶铸造足够的液态补缩量而形成疏松。原工艺采用的冒口顶注方式并不能形成铸造的顺序凝固条件，除非在内弧区域增加大量的工艺补贴量，在疏松区形成补缩通道，同时加大冒口尺寸，已形成良好的顺序凝固条件，才能有效地防止疏松缺陷。但是，采用该工艺方案同时会带来铸件材料利用率大幅降低，材料成本、加工成本大幅提高的两难境地。技术实现要素：为了解决铸造中产生的静叶片疏松缺陷，本发明提供了一种300mw亚临界静叶片铸造工艺。在对静叶片进行计算机整体结构建模分析后发现，静叶片的截面呈进汽边厚度大，出汽边厚度小的v字型结构，此结构再配合冒口的合理布置能形成静叶片铸件的顺序凝固条件。因此决定采用进汽边朝上并布置冒口系统的铸造工艺方案如图2所示工艺措施具体如下：步骤一：进汽边朝上并布置冒口的铸造工艺方案；步骤二：造型方式为组芯造型；步骤三：铸件浇注前对所有外模、坭芯进行烘模，烘模温度150-200℃，保温时间4-5小时；步骤四：钢液的集渣、脱氧工序，出钢温度在1630-1640℃，浇注温度1580±10℃；步骤五：成品铝含量控制在0.015％-0.02％。优选的，冒口截面尺寸50*100mm，间距200mm。优选的，脱氧工序为终脱氧/铝脱氧工序，防止气孔缺陷。优选的，铸造工艺中在浇注系统中放置福士科陶瓷过滤网。优选的，铸造工艺中铸件浇注后在冒口上覆盖发热剂。通过对procast铸造模拟软件对该工艺进行凝固模拟后发现其内部收缩缺陷的出现概率基本在验收标准范围内。附图说明图1a153低压7级静叶片图2进汽边朝上并布置冒口系统的铸造工艺图3实施例缩孔照片具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步的描述。实施例第一次试制1.试制数量：16片(左旋8片，右旋8片)。2.试制静叶编号详见下表3.铸件生产a.位于偏于静叶大端的1#冒口浇注；b.浇注系统中放置陶瓷过滤网。4.第一次试制结果通过对上述16片静叶片浇注、清理后发现有4片静叶在2#、3#冒口脚处存在一个直径为2～3mm，深度约为20mm的缩孔(图3)。通过分析，由于处于浇注位置的1#冒口过偏于静叶大端从而造成铸件温度场不均匀导致2#、3#冒口温度偏低、补缩量不足所形成缩孔。5.化学成分、机械性能表1化学成分表2机械性能第二次试制为了提高工艺稳定性，解决在第一次试制过程中部分静叶片出现的缩孔缺陷决定进行第二次试制。改进措施如下：1.试制数量：4片(左旋2片，右旋2片)。2.第二次试制静叶编号详见下表3.铸件生产：a.位于静叶中间的2#冒口浇注；b.为了提高冒口的补缩效率，铸件浇注后在冒口上覆盖发热剂；c.不再浇注系统中放置陶瓷过滤网。4.第二次试制结果通过对上述4片静叶片浇注、清理后在所有冒口脚处未发现有缩孔、疏松缺陷。5.化学成分、机械性能表3化学成分表4机械性能第三次试制1.试制数量：4片(左旋2片，右旋2片)。2.试制静叶编号详见下表图号a153.02.47.04(左旋)a153.02.57.04(右旋)静叶编号200011～200012100011～100012浇注位置3#冒口3#冒口过滤网未采用未采用3.铸件生产a.位于偏于静叶大端的3#冒口浇注；b.不再浇注系统中放置陶瓷过滤网。4.第三次试制结果通过对上述4片静叶片浇注、清理后在所有冒口脚处未发现有缩孔、疏松缺陷。5.化学成分、机械性能表5化学成分表6机械性能当前第1页12