本發(fā)明涉及汽輪機中壓閥殼鑄件的鑄造，具體地講是一種汽輪機中壓閥殼的鑄造方法。

背景技術：

汽輪機中壓閥殼為汽輪機機組中重要的鑄件之一，其尺寸大，形狀復雜，壁厚差異大。以往該類型鑄件的鑄造方法有平澆和立澆兩種方案，其中平澆方案的冒口去除較為困難，且鑄件質量不易保證；而傳統(tǒng)的立澆方案閥座位置存在孤立的熱節(jié)，不能得到有效的補縮，易出現(xiàn)缺陷。特別是中壓閥殼尺寸較大，閥座位置鑄造補縮困難，易出現(xiàn)鑄造成型及缺陷問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術問題，提供了一種汽輪機中壓閥殼的鑄造方法。該方法操作方便，很好解決了閥座補縮難題。同時克服了以往中壓閥鑄件的表面氣孔夾渣缺陷嚴重問題，使中壓閥的質量得到質的改變，補焊率大大降低。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案是：一種汽輪機中壓閥殼的鑄造方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）根據中壓閥殼零件圖紙，在其加工面上按照機械加工余量的標準放置合理的粗加工余量；

2）通過滾熱節(jié)圓的方式, 在中壓閥殼鑄件上部的內腔和外部設置合理的補貼；

3）根據中壓閥殼進汽端的形狀和尺寸，設置合理比例的集中性冒口和外壁補貼；

4）計算出閥座位置孤立熱節(jié)的熱節(jié)圓大小，通過滾熱節(jié)圓的方式對計算出的增加加工余量進行整圈放大余量補縮；并在鑄件外壁配合使用冷鐵；

5）鑄件落砂后，初步去除閥座位置部分多余的加工余量；

6）通過機械加工的方式去除閥座位置余下的加工余量。

所述步驟2)中在中壓閥殼鑄件上部的內腔滾熱節(jié)圓的補貼，在入口處設置一段直段。

所述步驟2)中按照1.05～1.06的系數(shù)滾熱節(jié)圓確定斜度。

所述步驟3)中設置合理比例的集中性冒口為冒口的熱節(jié)圓直徑是鑄件頂部熱節(jié)圓直徑的1.4倍。

所述集中性冒口為在鑄件頂部設置圓環(huán)形狀的一個整圈冒口。

所述步驟4）中整圈放大余量補縮為在閥座內腔位置設置一個凸出的整圈冒口，使閥殼在收縮時，由凸出的整圈冒口補縮閥座位置，保證閥座位置的致密度。

所述整圈放大余量補縮的步驟是：

a.在閥座位置以下的閥底斜段位置采用滾熱節(jié)圓的方式增加加工余量；

b.在閥座位置與閥底斜段位置交接處設置閥座底加工余量和弧形轉角；

c.在閥座位置設內切圓并確定內切圓直徑；

d.確定內腔砂芯直徑，該直徑與內腔整圈冒口的內徑尺寸相同；

e.利用與閥座位置的內切圓直徑尺寸相同的圓與內腔砂芯圓相切，兩相切圓的直徑之和為內腔整圈冒口的外徑；內腔整圈冒口的高度取內切圓直徑的0.3-0.8倍。

所述步驟4)中冷鐵的厚度為增加加工余量后鑄件閥座位置等效厚度的0.7倍。

所述步驟5)中初步去除閥座位置部分多余的加工余量采用的方式為氣割、等離子弧切割、激光切割、碳弧氣刨及碳弧空氣切割或電弧刨割條之一。

本發(fā)明有益效果是：

1、本發(fā)明在中壓閥殼內腔閥座位置采用獨特整圈放大余量代替冒口進行補縮，同時在外壁設置冷鐵激冷以改變鑄件熱場，讓縮松內移以去除，從而在操作方便的情況下很好解決了閥座補縮難題；

2、采用立澆的工藝方案并配合特殊澆注系統(tǒng)在頂部設置大冒口進行整體補縮，有效解決了以往中壓閥鑄件的表面氣孔夾渣缺陷嚴重問題，使中壓閥的質量得到質的改變，補焊率大大降低。

3、通過在上部內腔和外部增加補貼，在閥殼的上部形成了良好的補縮通道，有益于在凝固過程中形成合理的溫度梯度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例內腔設置加工余量示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例設置一定的加工余量示意圖；

圖3為 本發(fā)明實施例頂部設置的整圈冒口和補貼示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例整圈放大余量補縮設定示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例閥座位置增加的加工余量示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例閥座外部位置放置冷鐵示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例采用汽割的方式去除的部分示意圖。

圖中標號：1—粗加工余量，2—內腔，3—外部，4—外壁補貼，5—進汽端，6—冒口，7—閥座位置，8—增加加工余量，9—鑄件外壁，10—冷鐵，11—余下的加工余量，12—直段，13—閥座底加工余量，14—多余的加工余量，15—割槍，16—補貼，17—閥底斜段位置，18—內切圓，R—弧形轉角，D1—內切圓直徑，D2—內腔整圈冒口內徑，D3—內腔整圈冒口外徑，H—內腔整圈冒口高度。

具體實施方式：

如圖1至圖7所示，一種汽輪機中壓閥殼的鑄造方法，包括如下步驟：

1）根據中壓閥殼零件圖紙，在其加工面上按照機械加工余量的標準放置合理的粗加工余量1；

2）通過滾熱節(jié)圓的方式, 在中壓閥殼鑄件上部的內腔2和外部3設置合理的補貼16；按照1.05～1.06的系數(shù)滾熱節(jié)圓確定斜度，并在入口處設置一段直段12,減少該處去余量的加工量；

3）根據中壓閥殼進汽端5的形狀和尺寸，在鑄件頂部設置圓環(huán)形狀的一個整圈冒口，該冒口為其的熱節(jié)圓直徑是鑄件頂部熱節(jié)圓直徑的1.4倍的集中性冒口6，同時設置外壁補貼4；

4）計算出閥座位置7孤立熱節(jié)的熱節(jié)圓大小，通過滾熱節(jié)圓的方式對計算出的增加加工余量8進行整圈放大余量補縮；并在鑄件外壁9配合使用冷鐵10；所述冷鐵的厚度為增加加工余量后鑄件閥座位置等效厚度的0.7倍。所述整圈放大余量補縮為在閥座內腔位置設置一個凸出的整圈冒口，使閥殼在收縮時，由凸出的整圈冒口補縮閥座位置，保證閥座位置的致密度。

所述整圈放大余量補縮的具體實施步驟如下：

a.在閥座以下的閥底斜段位置17采用滾熱節(jié)圓的方式增加加工余量；

b.在閥座位置7與閥底斜段位置17交接位置設置閥座底加工余量13和弧形轉角R；，本例子中閥座底加工余量13為15mm，弧形轉角R弧段半徑取75mm；

c.在閥座位置設內切圓8并確定內切圓直徑D1；

d.確定內腔砂芯直徑，該直徑與內腔整圈冒口內徑D2尺寸相同；

根據所采用的鑄造方法確定內腔砂芯的尺寸,在本實施例中內腔砂芯直徑取?350mm，即內腔整圈冒口內徑D2取?350mm；

e.利用與閥座位置7的內切圓直徑D1尺寸相同的圓與內腔砂芯圓相切，兩相切圓的直徑之和為內腔整圈冒口的外徑D3；內腔整圈冒口的高度H取內切圓直徑D1的0.3-0.8倍，在本實施例中取150mm。

5）鑄件落砂后，用割槍15氣割初步去除閥座位置7部分多余的加工余量14；也可以使用等離子弧切割、激光切割、碳弧氣刨及碳弧空氣切割或電弧刨割條中任何一種切割。

6）通過機械加工的方式去除閥座位置余下的加工余量11。

本發(fā)明原理是：在整體上采用立澆的工藝方案,同時在中壓閥殼內腔閥座位置采用獨特整圈放大余量進行補縮，同時在外壁設置冷鐵激冷以改變鑄件熱場，讓縮松內移以去除，從而在操作方便的情況下很好解決了閥座補縮難題。