[發(fā)明專利]汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件澆注系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810063027.X
• 申請日: 2008-07-04
• 公開（公告）號: CN101332490A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 馬超;宋賢發(fā)
• 申請（專利權）人: 日月重工股份有限公司
• 主分類號: B22C9/08
• 分類號: B22C9/08
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所
• 代理人: 王樹鏞

技術領域：

本發(fā)明涉及一種大型鑄鐵件的澆注系統(tǒng)，具體講是一種汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件澆注系統(tǒng)。?

背景技術：

隨著科技的進步以及工業(yè)的發(fā)展需要，國內自行研究和制造的大型、超大型機械越來越多，最近申請人單位接受了大型汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件的澆鑄任務，該鑄件整體單重達八十多噸，外形長6075mm，寬4320mm，高4380mm，并提出了鑄件內不得有影響使用的縮孔、縮松、夾雜、氣隙、裂紋等缺陷的內在質量要求。要完成如此體大質重的大型鑄件，澆注系統(tǒng)的設計尤其重要，若采用傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)，顯然是行不通的，這是因為：傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)設計通常是封閉式與開放式兩種方式，封閉式澆注系統(tǒng)的直澆道、橫燒道、內澆口的截面積遂步變小，金屬液流速成快，湍流嚴重，容易沖刷鑄型，造成卷氣和夾雜缺陷，開放式澆注系統(tǒng)的直澆道、橫澆道、內澆口的截面積是遂步擴大，導致金屬液充型時，在澆道內存在很大氣隙，氣體與金屬液相互作用形成氧化膜，氣體和氧化膜卷入金屬液中，成為裂紋和疏松源，使鑄件容易產生裂紋和疏松缺陷。為此，申請人查閱了國內有關鑄件澆注系統(tǒng)設計和鑄造技術資料，中國專利局于2004年12月8日公開了專利申請?zhí)枮?00310105217.0“一種無氣隙平穩(wěn)充型澆注設計方法及所用澆注系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請，該專利申請的澆注系統(tǒng)技術方案是；主要包括澆口杯、及與之相連的直澆道和橫澆道，其特征在于具有下料口的澆口杯為偏心結構，即澆口設在杯口偏于澆口杯中心的一側，其下料口的內口設有凸臺式端口，且澆口杯與一塞桿系統(tǒng)相連，塞桿的自由端與內口動態(tài)接觸，直澆道為上大下小流線型結構，直澆道與橫澆道轉角處采用圓弧過渡，在橫澆道中還加有過濾網或旋轉集渣包。該專利申請雖然改進了傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)的結構，控制了金屬液的充型方式，使金屬液在澆注系統(tǒng)內處于充滿狀態(tài)，無氣體和氧化膜卷入金屬液中，降低了鑄件中出現(xiàn)氣隙、裂紋、疏松和夾雜的可能性，但該澆注系統(tǒng)的澆口杯設置為偏心結構，一般只適用于小噸位鑄件，其充型速度為?0.5M/s-1.0M/s，更不能滿足大噸位大體積的鑄件的充型速度的要求，可見，該澆注系統(tǒng)結構方式和充型速度，對于體大質重且鑄件形狀不太規(guī)則的大型汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件來說，是很不適用的，因此，必需另辟溪徑，設計更能適合大型汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件的澆注系統(tǒng)。?

發(fā)明內容：

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種適用于大型汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件的澆注系統(tǒng)，且要滿足鑄件內不得有影響使用的縮孔、縮松、夾雜、氣隙、裂紋等缺陷的內在質量要求。?

本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的汽輪機中壓外缸大斷面鑄鐵件的澆注系統(tǒng)。該澆注系統(tǒng)包括定量包、直澆道、橫澆道、內澆口，其特點是：橫澆道由上橫澆道和下橫澆道組成，上橫澆道與下橫澆道之間設置有耐火陶瓷過濾片，下橫澆道下端設置有過渡直澆道，過渡直澆道的下端設置有過渡橫澆道，過渡橫澆道下端連接內澆口，從直澆道、橫澆道，到過渡直澆道的前半程澆道成為半封閉式，從過渡直澆道、過渡橫澆道、到內澆口的后半程澆道口徑遂漸加大，后半程澆道成為開放式，所述的直澆道與上、下橫澆道設置在鑄件中間部位，過渡直澆道設置在鑄件軸孔的正中位，過渡橫澆道設置在靠近鑄件軸孔的上部，內澆道的內澆口設置在鑄件軸孔的內壁處。?

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：由于鑄件汽輪機中壓外缸外型結構為不規(guī)則的半球體型，澆鑄時從澆杯口的進鐵位置到鑄件底部，其落差相對較大。通過把直澆道、上橫澆道、下橫澆道設置在半球體中間上部位置，降低了鐵液從澆口杯到鑄件底部的落差，把澆注系統(tǒng)設置成半封閉半開放式，從直澆道、橫澆道，到過渡直澆道的前半程澆道口徑遂漸縮小，前半程澆道成為半封閉式，使得鐵液在較短時間內能迅速充滿前半程澆道，避免外部氣體卷入澆道內產生氣隙，從過渡直澆道、過渡橫澆道、到內澆口的后半程澆道口徑遂漸加大，后半程澆道成為開放式，從前半程澆道來的鐵液通過過渡直澆道把鐵液灌送到底部分型面，再充盈到整個過渡橫澆道，過渡橫澆道對上端急沖下來的鐵液起到了緩沖作用，得到緩沖后的鐵液從過渡橫澆道進入設置在鑄件底部的軸孔的內壁處的內燒道，再由若干內燒道的內澆口將鐵液分散輸送到鑄型腔，使鐵液在鑄型最低處向上擴漲開去；本發(fā)明的這種半封閉半開放式澆道結構關?系，主要起到緩沖，減壓，平穩(wěn)進入鐵液的作用，使鐵液進入速度得到緩沖，避免沖刷鑄型中的型砂，鑄件受熱程度擴散均勻，且具有不易夾雜、帶砂，產生氣隙和裂紋等優(yōu)點，從而滿足了鑄件的內在質量要求。同時，其操作相對簡便，節(jié)約了工業(yè)成本。?