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風電鑄件無冷鐵鑄造研究

文檔作者：甄立軍劉建勇李志強岳明羅超劉鵬文檔來源：東方汽輪機有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年01月01日
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 40 DONGEANG TURBINE
風電鑄件無冷鐵鑄造研究
甄立軍劉建勇李志強岳明羅超劉鵬
(東方汽輪機有限公司,四川德陽,618000)
摘要:風電鑄件生產過程繁雜,嚴重影響生產進度,原有生產工藝在造型過程中使用大量冷鐵,生產成本較高。文章
利用計算機模擬技術對輪毅、主軸軸承架等鑄件的生產工藝進行優(yōu)化改進,在保證產品質量的基礎上,簡化該類鑄件的生
產操作,降低生產成本。
關鍵詞:風電;輪轂計算機模擬;質量;簡化
 Study on the Wind Power Castings'Non-chill Manufacturing
 Zhen Lijun, Liu Jianyong, Li Zhiqiang, Yue Ming, Luo Chao, Liu Peng
 (Dongfang Turbine Co.Ltd. Deyang Sichuan 618000)
 Abstract: Wind power castings have a complex production technology which seriously affects production schedule. Meanwhile. a-
 riginal production technology has a high cost because of the great many chills in the modeling stage. This paper optimizes the casting
 production technology of hub and spindle bearing bracket through co
 n, facilitates the production operations of this
 kind of casting on the basis of guarantee product quality and reduces production cost.
 Key words: wind power, hub, c
 lation, quality, facilitate
加了成本;另外冷鐵比較厚大,焊接裝配冷鐵時
1改進前的輪轂、主軸承架工藝情況
對模型損壞比較大,模型的返修率比較高,增加
了模型的生產成本。
改進前輪轂、主軸承架生產工藝存在的主要
問題:
2國內無冷鐵鑄造生產現(xiàn)狀情況
(1)生產過程繁雜,準備時間長。由于原工
藝使用的冷鐵比較大,造型過程對冷鐵固定比較輪轂無冷鐵鑄造在國內有過報道,國內一流
困難,需要將冷鐵焊接固定在模型表面,人員多、的鑄造企業(yè)先后實現(xiàn)了1.5MW輪轂、主軸承架的
時間長、嚴重影響生產進度,給提高產量,滿足無冷鐵鑄造,但也出現(xiàn)采用無冷鐵鑄造以后有些
配套帶來很大困難。
部位探傷不合格,局部恢復了冷鐵工藝,同時近
(2)生產成本高。原來工藝冷鐵比較多,需年來也有風場出現(xiàn)輪轂主軸連接法蘭因為強度不
要焊接固定,增加焊條、鋼筋、冷鐵的消耗,增夠發(fā)生斷裂的質量事故,以下是傳統(tǒng)的風電鑄件
作者簡介:甄立軍(1962-),男,畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學鑄造專業(yè),現(xiàn)從事風電球鐵鑄造工藝的研究
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 DONGFANG TURBINE
生產工藝案例。
采用的方案比較多,澆注系統(tǒng)也是采用了縫
案例一
隙式,澆注位置變化比較多,上下法蘭管口放置
國內外目前最大的風電鑄件生產企業(yè),全球冷鐵變化比較多,有在葉片管口放置冷鐵的,也
主要風電企業(yè)的鑄件基本上都能生產。其輪轂的有沒有放置冷鐵的,鑄件的表面缺陷比較多,說
生產工藝為上部取消冒口,實現(xiàn)無冒口鑄造,澆明前期做了很多探索,走過的彎路比較多。
注系統(tǒng)采用底部縫隙式澆口,澆鑄時間長達6min,
案例三
分析認為他們在鐵水球化處理方面采取了特殊的
質量比較穩(wěn)定,全部采用有冷鐵鑄造,但冷
措施,砂型強度比較高,型砂粒度比較細。三個鐵的重量比較小,在模型上標注了冷鐵的位置,
葉片管口取消了冷鐵,主軸連接法蘭面使用了冷操作過程不用將冷鐵焊接在芯骨上,大大簡化了
鐵
操作,澆口也采用了底面縫隙式澆注,澆注時間
案例二
比較長。
圖案例一底部縫隙式澆注
圖2案例一輪轂實現(xiàn)無冒口澆注
圖3案例一葉片管口無冷鐵
圖4案例二底部縫隙澆口冷鐵
圖5案例二葉片管口有冷鐵
圖6案例二葉片管口無冷鐵
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發(fā)現(xiàn)全部合格,方案是可行的。
3輪轂、主軸軸承架工藝改進試驗方案
3.1主軸軸承架的工藝改進方案
根據前期對風電鑄件的鑄造工藝分析,在輪
在以上成功的基礎上,大膽進行了無冷鐵試
段、主軸軸承架原有鑄造工藝的基礎上將冷鐵尺驗,首先在主軸承架上做試驗,取消主要孔內圈
寸減小,同時在模型上標注出放置位置,經過試的冷鐵,如圖8為改進后的工藝圖。
驗生產以及對輪轂、主軸軸承架試驗件進行探傷,
圖7改進前1.5MW主軸承架的工藝簡圖
圖8改進后1.5MW主軸承架的工藝簡圖
從圖7、圖8中可以看出,工藝改進前在主軸降低了成本。對主軸軸承架試驗件進行了探傷,
軸承架內圈放置了一整圈1#冷鐵,給操作帶來很結果見表1,探傷全部合格。
大不便,改進后內圈冷鐵取消了,簡化了操作,
表1FD70B-130210A001主軸軸承架試驗結果
日期
試驗內容
臨時工藝編號
爐號
件數粗加工探傷結果精加工結果
2010.3.24取消1#芯盒1#冷鐵鐵藝2010-001
2893
1
合格
合格
2010.30取消1#芯盒1#冷鐵009790065
合格
合格
2010.6.18取消1#芯盒1#冷鐵鐵藝2010-010
3167-3178
12
合格
合格
無冷鐵凝固過程模擬,發(fā)現(xiàn)取消冷鐵以后也能獲
3.2輪轂的工藝改進方案
得無缺陷的鑄件。圖9圖11是利用計算機模擬
在主軸軸承架試驗成功后,對輪轂的工藝進行以后解剖圖,從圖中可以看出沒有任何缺陷。
圖9輪表面缺陷模擬圖
圖10輪葉片管口缺陷模擬圖圖11輪轂主軸連接法蘭缺陷模擬圖
 Eva
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在發(fā)現(xiàn)輪轂模擬沒有缺陷以后,我們認真分時考慮到其他輪轂生產單位的經驗,決定不取消
析了輪的結構,認為底部與主軸連接法蘭要求底部的冷鐵,圖12、圖13為改進前后的輪轂工藝
很高,屬于重要面,可以將冷鐵的尺寸減小,同圖。
部做平
產分面平行
芯芯頭下部做平
與中分面平行
芯頭
圖12改進前的1.5MW輪轂工藝簡圖
4#芯頭上部做平
與中分面平行
3芯芯頭下部做平
與中分面
圖13改進后1.5MW輪轂的工藝簡圖
按照改進后的工藝,先做一件試驗,并進行跟蹤探傷,之后再進行重復試驗,表2為實驗結果。
表2FD70B-130210A001輪轂試驗明細
日期
試驗內容
臨時工藝編號爐號件數粗加工探傷結果精加工結果
2010.4.103個管口6#、7#冷鐵鐵藝2010-002
1067
合格
合格
2010.73個管口6#、7#冷鐵2010601021033
合格
11001102合格
2010.6.83個管口6#、7#冷鐵鐵藝2010-0091130-113910合格11331341136合格
首件粗加工后探傷發(fā)現(xiàn),底部法蘭、葉片管法蘭上沒有發(fā)現(xiàn)缺陷,頂部的缺陷也消失了。第
口法蘭全部合格,但輪轂頂部有小缺陷顯示。第三次我們試驗了10件,工藝不變,粗加工探傷全
二次試驗了三件,考慮到第一次試驗的小缺陷,部合格。
我們的方案進行了調整,在頂部增加了小冷鐵,
改進后,根據輪轂精加工的情況以及在加工
進行試驗,粗加工后進行全面探傷,發(fā)現(xiàn)在各個現(xiàn)場核對輪轂加工情況的說明,證實葉片管口法
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蘭鉆孔并進行攻絲時,沒有發(fā)現(xiàn)任何問題,改進足夠的冷卻速度。在工藝上要求降低鐵水的澆注
取得了成功。
溫度,減少鐵水的液態(tài)收縮量。另外我們提高了
砂型強度,原來的砂型強度為0.6~0.7MPa,現(xiàn)在
4冷鐵應用分析
提高到0.81.2MPa,減少了砂型的退讓性,使得
鐵水的石墨膨脹得以充分利用。采取以上措施以
在通常的球墨鑄件凝固中,由于厚大部位熱后,取消冷鐵的實驗得以成功。
量多,散熱慢,一般都是最后凝固,這時候沒有
鐵水補縮,在最后凝固時容易產生縮松(孔)缺5結論
陷,另外最后凝固時有可能鐵水球化已經衰退,
造成局部球化不良,材質的抗拉強度下降。在輪
改進后取消了三個葉片法蘭管口的冷鐵,大
轂中使用冷鐵的目的是加快鑄件厚大部位的冷卻大降低了輪轂冷鐵的使用量,既簡化了操作,又
速度,使厚大部位與其它部位同時凝固,在凝固降低了成本,達到了預期的目的,使產品在質量
時有鐵水補縮,保證獲得致密的鑄件。這是放置和工藝水平上向前邁進了一大步,達到國內先進
冷鐵的基本目的,從多年的生產來看,基本上達水平,2010年10月份開始進行大量生產
到了目的。
這次采用無冷鐵鑄造,首先在鐵水球化方面
參考文獻
采取了隨流孕育,選用了長效球化劑,延長了鐵]陸文華,李隆盛,黃良余鑄造合金及其熔煉北京:機
水的衰退時間,保證在凝固期間鐵水不衰退。在
械工業(yè)出版社,2006,7
鑄造工藝方面,重新測算了在沒有冷鐵狀態(tài)下的2中國機械工程學會鑄造分會鑄造手冊北京:機械工業(yè)
冷卻速度,通過模擬可以看出即使沒有冷鐵也有
出版社,2007,10
※※※※※※
※東汽要聞※
※※※※※
燃機壓氣機進氣缸通過三菱FAI見證
8月3日,鑄造事業(yè)部完成的F4型燃機壓氣機進氣缸推廣到燃機進氣缸和其他球鐵件生產中,最終成功生產出
上、下半一次性通過三菱公司FAI見證。
了滿足檢驗標準的優(yōu)質鑄鐵件。
此次FAI見證了燃機壓氣機部分包括壓氣機進氣缸上/燃機壓氣機鑄件制造成功助推鑄造事業(yè)部邁入高端鑄
下半、壓氣機進氣缸軸承箱蓋、排氣缸透平側軸承蓋共4件生產行列,為今后公司燃機批量生產和進入高端市場打
件球鐵件。鑄鐵車間和技質部充分運用反復驗證的工藝方下了堅實的基礎
案和數據,通過不斷改進和創(chuàng)新,將成功經驗和數據應用
(王章明)
井式電阻爐改造成功
焊接轉子中心的預抽真空保護氣氛式電阻爐具有強試驗結果表明達到了預期的自動控制降溫效果,完全符合
制降溫系統(tǒng),只能進行手動調整,降溫時間較長,質量得工藝要求
不到保障,嚴重制約生產。經制造技術處、裝備資源處和
通過試驗轉子和正式產品的驗證,說明了此次改造非
焊接轉子中心討論決定對強降溫系統(tǒng)進行自動控制改造。
常成功,對轉子熱處理的產品質量和產量都有很大的提
7月中旬,改造順利完成。7月下旬做了一次試驗,高。
(范將

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