[發明專利]制造一種核電站用安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼產品

有效

• 申請號: 201510021166.6
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104588591B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 高忠林;楊明進;陳爽;廖興銀;唐杰
• 申請（專利權）人: 遵義拓特鑄鍛有限公司
• 主分類號: B22C9/24
• 分類號: B22C9/24;B22C9/08;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 遵義市遵科專利事務所 52102
• 代理人: 劉學詩

技術領域

本發明涉及一種離心泵的制造領域，特別涉及制造一種核電站用噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼產品。

背景技術

安全殼噴淋泵是核電站重要的安全設備之一，是安全注入系統的構成部分，是重要的核二級泵，主要功能是在反應堆冷卻劑失水事故和安全殼內蒸汽管線破裂或給水管線破裂時進行安全注入。泵殼是安全殼噴淋泵的主要部件之一，起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便由高速旋轉的葉輪吸入和高壓壓出液體。

目前安全殼噴淋泵泵殼材料使用的法國RCC-M標準中Z5CND13-04牌號，此種材料屬于馬氏體不銹鋼，強度較高、耐腐蝕性能較好，但氣體敏感性高，極易產生氣孔缺陷。傳統的中頻爐熔煉方法，產品容易出現氣孔、氧化夾雜等缺陷。傳統鑄造工藝采用石英樹脂砂造型，出現產品粘砂嚴重，流道尺寸精度差等問題。為克服上述缺陷特設計了本產品的工藝制造方法。

發明內容

本發明的目的在于提供制造一種核電站用安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼產品，該產品的制造工藝方法包括以下步驟：按泵殼材料，采用中頻爐+VOD雙聯法的冶煉工藝控制鑄件N、H、O氣體含量；使用工藝分析系統CAE/InterCAST、計算機三維設計模擬在澆注溫度、冒口大小、澆注系統不同的情況下鑄件補縮、尺寸收縮情況，獲得最佳工藝參數；泵殼流道內用鉻鐵礦砂，在鉻鐵礦砂的外層為呋喃樹脂砂鑄造保證流道內光滑、平整；為保證組芯、下芯因人操作而不出現偏差，通過設計制作卡板的方法來確保組芯、下芯的準確性，使流道尺寸公差滿足要求；通過工藝性試驗不斷調整熱處理工藝參數，在進爐溫度、升溫速率、保溫溫度、淬火溫度及淬火轉移時間、淬火介質進行嚴格控制，來解決沖擊性能低、硬度高的難題。

采用本發明的技術方案的有益效果：提供了一種具有尺寸精度高，工藝缺陷少、內部組織致密，流道內腔無粘砂、耐腐蝕，運行可靠，功效高的馬氏體不銹鋼泵殼鑄件的制造工藝方法。解決了傳統工藝生產的產品沖擊性能低、硬度高的難題。

具體實施方式

本發明所述的制造一種核電站用安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼產品的具體實施方式：

???下面的實施例可以使本專業技術人員更全面地理解本發明。本發明的制造工藝步驟由冶煉、鑄造、熱處理階段所構成。以下對本發明的核電站用噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼制造工藝方法作進一步詳述。本發明的核電站用安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼采用冶煉、鑄造、熱處理工藝與常規的芯盒制備、配砂造型、澆注、清砂、去除澆冒口等工藝相結合，并考慮到噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼尺寸精度要求高、流道結構復雜、狹窄等特點，采用法國RCC-M標準中Z5CND13-04材質為本發明實施例，對本發明的核電站用安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼鑄造工藝進行詳述。

本發明熔煉工藝采用中頻爐+VOD熔煉的工藝方法，將精確計算后的爐料和合金經高溫烘烤后，利用中頻爐交流電感應的作用，熔化金屬爐料，當鋼液溫度達到1600℃后，將鋼液轉移到VOD爐中進行真空吹氧氣脫碳。通過控制氧槍高度、氧氣壓力、氬氣流量等工藝參數，使得鋼水含碳量低于0.03%、含氣量不超過200ppm。并且氧化燒損低，鋼水純凈度高。

本發明安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼鑄造工藝是上、中、下模具置于預制的上、?中、下砂箱內，再用樹脂砂和鉻礦砂復制成上、中、下鑄型和砂芯，造型后的鑄型則自然產生在模具的分模面上，將砂芯置于鑄型內后，采用自制卡板工具控制砂芯落位是否準確，然后將上、中、下鑄型合箱，而構成整個鑄型，鑄型和砂芯組成的型腔成為金屬填充本發明整體安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼鑄件的型腔。

為避免本發明的內型腔在高溫下不被粘砂、燒結，根據內腔的形狀，嚴格采用鉻礦砂制備砂芯表面，（在鉻鐵礦砂的外層為呋喃樹脂砂）泵殼流道內用鉻鐵礦砂,再填入樹脂砂，脫模后即與預制的鉻礦砂芯自然地組合成整體砂芯。

本發明在整體鑄造安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼時必須嚴格地控制金屬液澆注后的凝固順序，因此在上箱端面處共設置3個100×200（mm）的腰形冒口、中間鑄型中心位置設置一個Φ140mm圓冒口、底部鑄型外圓十周均布8個Φ100mm圓冒口，能使金屬液能自上而下地朝著冒口方向有序地凝固。從而達到本發明的安全殼噴淋泵馬氏體不銹鋼泵殼鑄件在整個凝固結晶過程中都能獲得金屬液的補縮，以及鑄件內的縮孔和縮松都最后被引入冒口內。清理鑄件時，除去澆注系統和冒口后，即獲得致密而完整的泵殼鑄件。