600MW汽輪機隔板套鑄造工藝研究

張竣明，陳志強，李彩麗

（太原重型機械集團有限公司冶鑄分公司，山西太原 030024）

隔板套是某汽輪機機組的關鍵零件之一。隔板套上、下半結構相似，其主要輪廓尺寸為：2 860 mm×1 132.5 mm×1 455 mm，最大壁厚為200 mm，最小壁厚處為38 mm，壁厚不均勻，結構復雜，鑄造控制難度大[1～2]。其鑄件三維結構簡圖如圖1所示。

1 鑄件質(zhì)量控制要點

1.1 化學成分及機械性能要求

隔板套材質(zhì)選用的是15Cr2Mo1，其具體的成分要求如表1所示，機械性能要求如表2所示。

從表1可知，用戶不僅對材料各化學元素含量和性能都有要求，而且對有害元素的要求更高，導致合金熔煉工藝和成分控制難度加大。

1.2 探傷要求

圖1 隔板套鑄件三維簡圖

產(chǎn)品要求對其加工面和非加工進行UT探傷。超聲波探傷要求制造專用超聲波探傷對比試塊（如圖2所示），此試塊要求不允許存在φ2.4 mm以上的缺陷，且為了不影響其聲學效果，不允許補焊。

1.3 鑄造工藝分析

隔板套結構復雜，壁厚懸殊大，在鑄造及處理過程中裂紋傾向嚴重。局部厚大的地方因補縮通道不暢通，極易產(chǎn)生縮孔、縮松。隔板套上、下半結構復雜，尤其是圖3中圓圈所示位置為熱節(jié)區(qū)，上面沒有補縮通道，該部位極易產(chǎn)生縮孔、縮松。如何保證該部位的質(zhì)量是鑄造工藝的一個難點。

表1 ZG15Cr2Mo1隔板套的化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

表2 ZG15Cr2Mo1隔板套的機械性能指標

圖2 探傷對比試塊規(guī)格

2 開發(fā)設計方案

2.1 鑄造工藝

數(shù)值模擬對鑄件產(chǎn)品的開發(fā)和鑄件質(zhì)量的改進具有非常重要的經(jīng)濟和學術意義[3～4]。工藝設計過程：根據(jù)圖紙尺寸，利用solid works軟件繪制三維圖，測算鑄件凈重、毛重?！?br>