摘 要：敘述了泡沫陶瓷過濾器在汽輪機帶冠導(dǎo)葉鑄造中的應(yīng)用。使用泡沫陶瓷過濾器使除渣有顯著效果，是獲得少、無夾渣帶冠導(dǎo)葉的一種有效途徑。
關(guān)鍵詞：泡沫陶瓷過濾器 帶冠導(dǎo)葉 精密鑄造
帶冠導(dǎo)葉是我廠對國產(chǎn)三排汽200 MW汽輪機通流技術(shù)改造中的主要技術(shù)項目之一，通過采用帶冠導(dǎo)葉等技術(shù)可使國產(chǎn)三排汽200 MW汽輪機高、低壓缸效率明顯提高，一臺200 MW汽輪機每年可少耗標煤2萬噸，少向大氣排放SO2幾百噸，其社會效益和經(jīng)濟效益顯著。
精鑄帶冠導(dǎo)葉毛坯代替方鋼銑制的工藝方案可減少帶冠導(dǎo)葉加工余量約80%，減少加工工序近50%。這不但大大節(jié)約了鉻不銹鋼材料，而且大大提高機械加工效率，有利于帶冠導(dǎo)葉制造成本下降，縮短加工周期。帶冠導(dǎo)葉質(zhì)量要求較高，其出汽邊不允許有任何大小的夾渣，為獲得優(yōu)質(zhì)帶冠導(dǎo)葉，我廠采用了泡沫陶瓷過濾器除渣，效果很好。
1 帶冠導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)特點
帶冠導(dǎo)葉鑄件結(jié)構(gòu)見圖1，它由內(nèi)葉冠、葉身、外葉冠組成。內(nèi)、外葉冠壁厚為17～30 mm，葉身厚度為6.79～28.37 mm，葉冠具有一定的斜度和弧面，葉身型線彎曲。因此，該導(dǎo)葉形狀復(fù)雜，給鑄造工藝帶來一定困難，尤其是在鑄件型腔充滿液體金屬時，在凝固過程中，渣子不能排出，特別在導(dǎo)葉出汽邊處，冷卻很快，在渣子上浮過程中就已凝固而出現(xiàn)渣孔造成帶冠導(dǎo)葉報廢。
圖1 戴冠導(dǎo)葉示意圖
1.內(nèi)葉冠2.葉片3.外葉冠
2 采用過濾器的熔模鑄造澆注系統(tǒng)
帶冠導(dǎo)葉熔模鑄造澆注系統(tǒng)見圖2，帶冠導(dǎo)葉材質(zhì)為ZG1Cr13，澆注溫度為1 620～1 640 ℃，采用頂注式澆注系統(tǒng)。在未放過濾器時，渣子進入導(dǎo)葉后很難完全上浮到冒口，沖入較薄的出汽邊中的渣子不能排除形成夾渣，從而造成帶冠導(dǎo)葉報廢。采用在澆口杯根部放置泡沫陶瓷過濾器，基本上能擋住和吸附鋼水中的渣子使帶冠導(dǎo)葉夾渣廢品明顯減少。
圖2 帶冠導(dǎo)葉熔模鑄造澆注系統(tǒng)示意圖
1.澆口杯 2.泡沫陶瓷過濾器 3.冒口 4.工藝頭 5.內(nèi)葉冠 6.葉片
7.外葉冠 8.冒口 9.排氣孔
3 泡沫陶瓷過濾器的應(yīng)用
我廠采用北京昌平縣特種陶瓷材料研究所生產(chǎn)的鋼用泡沫陶瓷過濾器。該過濾器是凈化金屬液的第三代產(chǎn)品，是該所與清華大學(xué)和中國建材科學(xué)院共同研制開發(fā)的。根據(jù)帶冠導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)特點和工藝特點，采用鋼用泡沫陶瓷過濾器，其開孔率為80%～85%，抗熱沖擊力較高，過濾凈化能力強。型殼焙燒出爐后，迅速放入過濾器，為了過濾器放置容易，在型殼放置過濾器處與過濾器外緣有2 mm間隙(見圖2)，支撐面要留有大于5 mm寬度的底座(我廠采用8 mm)，過濾器放置在澆口杯根部，為了減緩鋼水沖擊過濾器，澆注高度應(yīng)盡量低(不宜超過200 mm)，鋼水應(yīng)避免沖擊過濾器，鋼水應(yīng)具有足夠的過熱溫度，以使鋼水能順利通過過濾器，我廠將澆注溫度控制在工藝范圍上限，鋼水澆注速度應(yīng)盡快達到最大，以避免冷隔、澆不足等鑄造缺陷。
4 結(jié) 論
(1) 采用泡沫陶瓷過濾器凈化鋼水能顯著減少夾渣缺陷，對要求少、無夾渣鑄件是值得采用的。
(2) 泡沫陶瓷過濾器使用前應(yīng)嚴格檢查。采取敲擊、觀察顏色及稱重等直觀的方法檢查其抗沖擊等性能，避免過濾器破碎隨鋼水進入型腔。
(3) 加大澆注系統(tǒng)截面積并快澆鋼水，適當提高鋼水澆注溫度和型殼出爐溫度，使鋼水順利通過過濾器，避免產(chǎn)生冷隔、澆不足等缺陷。
作者簡介：吳錦云,男,1939年出生,高級工程師,四川錦竹市(618201)
作者單位：吳錦云(東方汽輪機廠)
唐風(fēng)東(東方汽輪機廠)
