CN102825216A - 一种火电超超临界阀盖铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火电超超临界阀盖铸造方法，其特征在于，通过合理设置冒口与浇注水口的位置，保证冒口中心缩松区偏离圆台，并露出部分圆台作为切割基准，分别在圆筒与法兰盘处设置两层浇注水口，提高法兰盘处浇注速度，采用单罐双孔浇注，浇注温度1575～1585℃，浇满冒口后覆盖剂保温，热打箱上窑热处理完全退火。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)冒口采用偏心设置，解决了法兰上圆台部位的缩松缺陷；2)通过设置两层浇注水口，避免底部浇速过快产生喷溅造成夹杂缺陷；3)裂纹缺陷彻底解决，减少了焊补量，降低了生产成本；4)减少冒口切削量，降低了劳动强度和切削对环境的污染，而且提高了炉窑的利用率，提高了铸件的质量。

Description

一种火电超超临界阀盖铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种火电超超临界阀盖铸造方法。

背景技术

在火电超超临界机组部件中，以铸件居多，在高温、高压的使用状态下，对铸件质量要求较高，其验收标准按火电超超临界超声波探伤标准(即一级验收)，其中阀盖的铸造成品率最低，目前存在的问题有：裂纹、微小夹杂(超声波检测超标)、微观缩松等，分析缺陷产生的原因如下：

一、见图2，是阀盖的剖切示意图，其结构特点是下部是一段薄壁圆筒(1)，薄壁圆筒上部是厚大的法兰盘(2)，法兰盘的上部中心部位有一个φ210×195mm的圆台(3)，该结构壁厚不均匀，铸造时易出现裂纹及缩松现象。

二、阀盖的材质为超超临界钢(GX12CrMoWVNbN9)，该钢种在铸件凝固的过程中有两次奥氏体组织转变，组织转变过程中应力大，易在壁厚变化较大处出现裂纹，而且裂纹通常都是大裂纹，从冒口上端直接延伸进铸件本体，造成产品报废。

三、原浇注工艺中圆形冒口设置在法兰盘中间，φ210*195mm圆台藏在冒口中，圆台处于冒口最后凝固的部位，这个部位组织易发生疏松、夹杂物多而且极易产生成分偏析，所以造成圆台部位超声波检测多数不合格，需挖掉重新焊补。

另外后期切割冒口时，需要在大于350℃的高温下操作，一般一次切割不到位，需要反复加热、切割、消应力，以便切割冒口根部修出圆台，如果切割温度控制不当极易产生冷裂纹，影响产品质量。

四、原工艺中水口全部底返设置，在薄壁圆筒底部设有底返2道水口，浇注钢水灌采用2个φ70灌眼，由于阀盖结构导致下部薄壁圆筒部位浇注速度过快而法兰盘部位又过慢(圆筒处浇注速度194mm/s、法兰盘处浇注速度14mm/s)，因此浇注过程中下部钢水浇注速度过快喷溅过大，产生氧化物夹杂在薄壁圆筒与法兰盘交界处，造成超声波检测超标，需要在后道工序清除补焊，另外浇注后需保温至铸件本体80℃以下打箱，温差和相变也会产生应力导致裂纹。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电超超临界阀盖铸造方法，克服现有技术的不足，改进铸件的浇注和保温工艺，减少铸件冷却过程中裂纹的产生和圆台的缩松现象，提高铸件成品率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种火电超超临界阀盖铸造方法，合理设置冒口与浇注水口的位置，保证冒口中心缩松区偏离圆台，并露出部分圆台作为切割基准，分别在圆筒与法兰盘处设置两层浇注水口，提高法兰盘处浇注速度，其具体步骤为：

1)在法兰盘上部设置椭圆形冒口，冒口位置偏离法兰盘中心，并至少露出一半圆台，在切割冒口时可利用露出的圆台为基准，将整个冒口一次切除，椭圆形冒口能降低冒口高度，容易切割；

2)分别在圆筒与法兰盘处设置两层浇注水口，圆筒底部底返两道水口A，直径φ50～70mm，法兰盘切线进入两道水口B，直径φ70～90mm，浇注时，先从水口A开始浇注，当钢水上升到法兰盘与圆筒交界时水口B再开始浇注，避免底部浇速过快产生喷溅造成夹杂缺陷；

3)浇注工艺：采用单罐双孔浇注，罐孔直径为φ70～80mm，浇注温度1575～1585℃，全流浇至冒口高2/3后，水口小流浇注，直至浇满冒口，添加覆盖剂保温，厚度120～200mm，不允许捣冒口；浇注后48～72小时内热打箱上窑热处理，热处理采取完全退火：顶温900℃～920℃，保温20～23小时，炉冷至200±10℃出窑。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)冒口采用偏心设置，解决了法兰上圆台部位的缩松缺陷；2)通过设置两层浇注水口，避免底部浇速过快产生喷溅造成夹杂缺陷；3)裂纹缺陷彻底解决，减少了焊补量，降低了生产成本；4)减少冒口切削量，降低了劳动强度和切削对环境的污染，而且提高了炉窑的利用率，提高了铸件的质量。

附图说明

图1是本发明浇注工艺示意图；

图2是铸件阀盖实体剖视图。

图中：1-圆筒   2-法兰盘   3-圆台   4-椭圆形冒口   5-水口A    6-水口B

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明一种火电超超临界阀盖铸造方法浇注工艺示意图，通过合理设置冒口与浇注水口的位置，保证冒口中心缩松区偏离圆台，并露出部分圆台作为切割基准，分别在圆筒与法兰盘处设置两层浇注水口，提高法兰盘处浇注速度，其具体步骤为：

1)在法兰盘2上部设置椭圆形冒口4，冒口位置偏离法兰盘中心，避免圆台部位组织疏松，并至少露出一半圆台3，由于冒口做成偏心的，在切割冒口时便可以利用露出的圆台3为基准，这样在一次切割时便可以将整个冒口基本一次切除，圆台部位的补衬由于切削量减少而避免了多次切割，大大减少了由于切割补衬产生裂纹的几率，椭圆形冒口4能降低冒口高度，冒口高度比圆形冒口降低200mm，节约了钢水，又由于冒口位置方便切割，减少了切削、气刨、焊补等工序的重复对周围环境的污染和劳动强度；

2)分别在圆筒1与法兰盘2处设置两层浇注水口，圆筒1底部底返两道水口A5，直径φ50～70mm，法兰盘2切线进入两道水口B6，直径φ70～90mm，浇注时，先从水口A5开始浇注，当钢水上升到法兰盘2与圆筒1交界时水口B再开始浇注，这样就减少了浇注速度差，避免底部浇速过快产生喷溅造成夹杂缺陷；

3)浇注工艺：采用单罐双孔浇注，罐孔直径为φ70～80mm，浇注温度控制在1575～1585℃浇注(中上限浇注)，全流浇至冒口高2/3后缓流，由水口小流浇注，直至浇满冒口添加ZF-И覆盖剂保温冒口，厚度120～200mm，不允许捣冒口，减少冒口裂纹，在浇注后48～72小时内热打箱上窑热处理，热处理采取完全退火：900℃～920℃，保温20～23小时，炉冷至200±10℃出窑，通过在本体相变转变之前将铸件打箱上窑热处理，这样避免相变应力和温差应力对铸件收缩造成影响，解决了裂纹缺陷问题。

Claims (1)

1.一种火电超超临界阀盖铸造方法，其特征在于，合理设置冒口与浇注水口的位置，保证冒口中心缩松区偏离圆台，并露出部分圆台作为切割基准，分别在圆筒与法兰盘处设置两层浇注水口，提高法兰盘处浇注速度，其具体步骤为：

1)在法兰盘上部设置椭圆形冒口，冒口位置偏离法兰盘中心，并至少露出一半圆台，在切割冒口时可利用露出的圆台为基准，将整个冒口一次切除，椭圆形冒口能降低冒口高度，容易切割；

2)分别在圆筒与法兰盘处设置两层浇注水口，圆筒底部底返两道水口A，直径φ50～70mm，法兰盘切线进入两道水口B，直径φ70～90mm，浇注时，先从水口A开始浇注，当钢水上升到法兰盘与圆筒交界时水口B再开始浇注，避免底部浇速过快产生喷溅造成夹杂缺陷；

3)浇注工艺：采用单罐双孔浇注，罐孔直径为φ70～80mm，浇注温度1575～1585℃，全流浇至冒口高2/3后，水口小流浇注，直至浇满冒口，添加覆盖剂保温，厚度120～200mm，不允许捣冒口；浇注后48～72小时内热打箱上窑热处理，热处理采取完全退火：顶温900℃～920℃，保温20～23小时，炉冷至200±10℃出窑。

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