用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法

摘要

本发明公开了一种用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法，包括以下步骤：步骤一、将圆弧形吊带部的内部支撑架和出气管放入木模的圆弧部腔体内；步骤二、形成吊带砂芯的圆弧形吊带部；步骤三、将两套起吊芯骨与销板的组合体分别放入木模的两个芯头部腔体内；步骤四、形成吊带砂芯的两个芯头。采用本发明的吊带砂芯起吊方便且起吊过程中不会发生开裂现象，所铸造的超超临界汽轮机缸体铸钢件，其吊芯腰带处的表面质量满足操作和缸体技术质量要求。

权利要求

1.一种用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法，所述吊带砂芯包括圆弧形吊带部，圆弧形吊带部的横截面为弓形，圆弧形吊带部的两端分别连接芯头；其特征在于，采用吊带砂芯木模，木模的内部形成空腔，所述空腔包括圆弧部腔体和两个芯头部腔体；包括以下步骤：步骤一、将圆弧形吊带部的内部支撑架和出气管放入木模的圆弧部腔体内；

步骤二、形成吊带砂芯的圆弧形吊带部；

将铬矿树脂砂樁砂充填于木模的圆弧部腔体内，形成吊带砂芯的圆弧形吊带部；

步骤三、将两套起吊芯骨与销板的组合体分别放入木模的两个芯头部腔体内；所述起吊芯骨包括芯骨底板和两个连接杆，两个连接杆固定设置于芯骨底板的顶部，所述销板的底端与起吊芯骨的两个连接杆固定连接；在放入起吊芯骨与销板的组合体时确保销板的垂直度及两个销板之间的间距，并使两销板间距与起吊花梁的开档间距一致；

步骤四、形成吊带砂芯的两个芯头；

将水玻璃自硬砂樁砂充填于木模的两个芯头部腔体内，直至芯头部腔体的顶平面，形成吊带砂芯的两个芯头，完成吊带砂芯的制作；

步骤五、将起吊花梁固定连接于两个销板上；

待水玻璃自硬砂自硬后，将起吊花梁穿入两个销板内，并通过紧固楔板将起吊花梁与销板固定连接；

步骤六、起吊；

将钢丝绳套在起吊花梁两端的凹口内，松动木模，通过行车将吊带砂芯从木模中吊出。

2.根据权利要求1所述的用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法，其特征在于，所述步骤一中的内部支撑架包括两根纵向支撑筋和包络网架；所述纵向支撑筋沿圆弧形吊带部的长度方向延伸，用于纵向支撑吊带砂芯；所述包络网架为筒形，沿圆弧形吊带部的长度方向延伸，且包络网架的横截面的形状与圆弧形吊带部的横截面相同，包络网架的横截面的尺寸略小于圆弧形吊带部的横截面，用于横向支撑吊带砂芯。

3.根据权利要求2所述的用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法，其特征在于，所述包络网架将两根纵向支撑筋包围于其内部；且两根纵向支撑筋设置于所述出气管的两侧。

4.根据权利要求1所述的用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法，其特征在于，所述步骤二中樁砂的顺序为：从中间最底部向两边往上一段一段樁砂，每段完成后用紧固螺丝固定住，直至圆弧部腔体的两个顶端。

说明书

用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种砂芯的制作方法，具体涉及一种用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法。

背景技术

[0002] 超超临界汽轮机缸体铸钢件是汽轮机机组的大型关键零部件。该缸体铸钢件的材料GX12CrMoVNbN9-1、GX12CrMoWVNbN10-1-1为马氏体不锈钢，相对一般的低合金材料汽轮机缸体来说，它具有更高的热强性，更高的高、中、低缸体的压力、高温度抗蠕变性能，能够满足超超临界机组的功率、环保和节能性能，是发电机组发展的趋势。

[0003] 超超临界汽轮机缸体铸钢件结构复杂，该缸体铸钢件在制作过程中需要使用三个“吊带”形状的砂芯。而该吊带砂芯的制作相当困难，主要有两大难点：1、吊带砂芯区域尺寸不易控制；2、吊带砂芯起吊过程易发生断裂。在砂芯起吊过程中，如果产生开裂，在浇注过程中钢水会进入砂芯，一方面导致该缸体吊带芯部位的空腔铁夹砂，导致出砂困难；另一方面在铁夹砂时会造成裂纹隐患。同时，如果钢水进入砂芯造成铁夹砂现象会阻碍砂芯本身出气、散热，由于最后冷却也会造成冷热不均产生裂纹。

[0004] 用于制作超超临界汽轮机缸体铸钢件的吊带砂芯可使缸体相应部位满足如下技术要求：

[0005] 1、内部质量要求进行磁粉和超声波探伤，表面不允许有裂纹、粘砂、缩孔和冷隔等缺陷；

[0006] 2、尺寸、公差要求达到GB6414标准中CT14等级；

[0007] 3、内壁表面清洁度要求达到JB/T4058中洁-2；

[0008] 4、表面粗糙度要求达到Ra12.5μm。

[0009] 同时，由于缸体分上、下半，要求上、下半中分面各处的尺寸位置应对齐，否则会影响缸体内部的气流循环，为此，吊带砂芯的尺寸精确尤为重要。

[0010] 采用现有的方法所制作的吊带砂芯无法满足上述要求。

发明内容

[0011] 本发明所要解决的技术问题是提供一种，它可以使吊带砂芯的性能达到规定的要求，并且起吊过程砂芯不会损坏，从而消除该超超临界汽轮机缸体由于砂芯问题而导致的各种质量隐患。

[0012] 为解决上述技术问题，本发明用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法的技术解决方案为：

[0013] 所述吊带砂芯包括圆弧形吊带部，圆弧形吊带部的横截面为弓形，圆弧形吊带部的两端分别连接芯头；采用吊带砂芯木模，木模的内部形成空腔，所述空腔包括圆弧部腔体和两个芯头部腔体；包括以下步骤：

[0014] 步骤一、将圆弧形吊带部的内部支撑架和出气管放入木模的圆弧部腔体内；

[0015] 所述内部支撑架包括两根纵向支撑筋和包络网架；所述纵向支撑筋沿圆弧形吊带部的长度方向延伸，用于纵向支撑吊带砂芯；所述包络网架为筒形，沿圆弧形吊带部的长度方向延伸，且包络网架的横截面的形状与圆弧形吊带部的横截面相同，包络网架的横截面的尺寸略小于圆弧形吊带部的横截面，用于横向支撑吊带砂芯。

[0016] 所述包络网架将两根纵向支撑筋包围于其内部；且两根纵向支撑筋设置于所述出气管的两侧。

[0017] 步骤二、形成吊带砂芯的圆弧形吊带部；

[0018] 将铬矿树脂砂樁砂充填于木模的圆弧部腔体内，形成吊带砂芯的圆弧形吊带部；

[0019] 所述樁砂的顺序为：从中间最底部向两边往上一段一段樁砂，每段完成后用紧固螺丝固定住，直至圆弧部腔体的两个顶端。

[0020] 步骤三、将两套起吊芯骨与销板的组合体分别放入木模的两个芯头部腔体内；

[0021] 放入起吊芯骨与销板的组合体时确保销板的垂直度及两个销板之间的间距，并使两销板间距与起吊花梁的开档间距一致。

[0022] 步骤四、形成吊带砂芯的两个芯头；

[0023] 将水玻璃自硬砂樁砂充填于木模的两个芯头部腔体内，直至芯头部腔体的顶平面，形成吊带砂芯的两个芯头，完成吊带砂芯的制作。

[0024] 步骤五、将起吊花梁固定连接于两个销板上；

[0025] 待水玻璃自硬砂自硬后，将起吊花梁穿入两个销板内，并通过紧固楔板将起吊花梁与销板固定连接；

[0026] 步骤六、起吊；

[0027] 将钢丝绳套在起吊花梁两端的凹口内，松动木模，通过行车将吊带砂芯从木模中吊出。

[0028] 本发明可以达到的技术效果是：

[0029] 本发明所制作的吊带砂芯，其表面质量好，紧实度高，稳定性好，起吊落芯各环节不存在开裂现象，浇注中砂芯不发生偏移，能有效确保汽轮机缸体的表面质量、尺寸精度满足技术质量要求。

[0030] 采用本发明的吊带砂芯起吊方便且起吊过程中不会发生开裂现象，所铸造的超超临界汽轮机缸体铸钢件，其吊芯腰带处的表面质量满足操作和缸体技术质量要求。

附图说明

[0031] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0032] 图1a是采用本发明所制作的吊带砂芯的示意图；

[0033] 图1b是图1a的俯视图；

[0034] 图2a是本发明所使用的起吊芯骨的示意图；

[0035] 图2b是图2a的俯视图；

[0036] 图2c是图2a的左视图；

[0037] 图2d是图2a的右视图；

[0038] 图3a是本发明所使用的销板的示意图；

[0039] 图3b是图3a的侧视图；

[0040] 图4a是本发明所使用的起吊花梁的示意图；

[0041] 图4b是图4a的俯视图；

[0042] 图5是本发明的起吊芯骨与销板的连接示意图；

[0043] 图6是本发明的起吊示意图。

[0044] 图中附图标记说明：

[0045] 1为圆弧形吊带部，          2为芯头，

[0046] 3为出气管，                11为纵向支撑筋，

[0047] 13为包络网架，

[0048] 4为起吊芯骨，              5为销板，

[0049] 41为芯骨底板，             42为连接杆，

[0050] 6为起吊花梁，              7为紧固楔板，

[0051] 8为钢丝绳，                10为吊带砂芯。

具体实施方式

[0052] 本发明用于铸造超超临界汽轮机缸体的吊带砂芯的制作方法，所述吊带砂芯用于铸造超超临界汽轮机缸体铸钢件；

[0053] 如图1a、图1b所示，所述吊带砂芯包括圆弧形吊带部1，圆弧形吊带部1所对应的圆心角不小于180°；圆弧形吊带部1的横截面为弓形，即圆弧形吊带部1的中部粗，上下部细；圆弧形吊带部1的两端分别连接芯头2；圆弧形吊带部1的内部设置有出气管3，出气管3沿圆弧形吊带部1的长度方向延伸，并从两端的芯头2的顶部伸出；

[0054] 本发明的制作方法采用吊带砂芯木模，木模以水平中心为基准分为两部分，下半部分为整体实样，上半部分分成多段，木模的内部形成空腔，空腔的形状与吊带砂芯的形状相吻合，即空腔包括圆弧部腔体和两个芯头部腔体；包括以下步骤：

[0055] 步骤一、将圆弧形吊带部1的内部支撑架和出气管3放入木模的圆弧部腔体内；

[0056] 内部支撑架包括两根纵向支撑筋11和包络网架13；

[0057] 纵向支撑筋11作为主芯骨，沿圆弧形吊带部1的长度方向延伸，用于纵向支撑吊带砂芯；

[0058] 包络网架13为筒形，沿圆弧形吊带部1的长度方向延伸，包络网架13的横截面的形状与圆弧形吊带部1的横截面相同，尺寸略小于圆弧形吊带部1的横截面，用于横向支撑吊带砂芯，以保证砂芯的强度；

[0059] 包络网架13将两根纵向支撑筋11包围于其内部；且两根纵向支撑筋11对称并排设置于出气管3的两侧；

[0060] 包络网架13可以采用圆钢按照吊带芯的形状弯一圈并与纵向支撑筋11焊接在一起。

[0061] 步骤二、形成吊带砂芯的圆弧形吊带部1；

[0062] 将铬矿树脂砂樁砂充填于木模的圆弧部腔体内，将圆弧形吊带部1的内部支撑架和出气管3包覆于内部，形成吊带砂芯的圆弧形吊带部1；

[0063] 樁砂的顺序为：从中间最底部向两边往上一段一段樁砂，每段完成后用紧固螺丝固定住，直至圆弧部腔体的两个顶端(此处即为芯头部腔体的底平面)；

[0064] 由于纵向支撑筋11位于砂芯的中间部位，能够增加砂芯的强度；

[0065] 步骤三、将两套起吊芯骨4及其销板5分别放入木模的两个芯头部腔体内；

[0066] 如图2a至图2d所示，起吊芯骨4包括芯骨底板41和两个连接杆42，两个连接杆42固定设置于芯骨底板41的顶部；

[0067] 通过紧固螺丝将如图3a至图3b所示的销板5的底端固定连接至起吊芯骨4的两个连接杆42之间，实现销板5与起吊芯骨4的固定连接，如图5所示；

[0068] 然后再将两套起吊芯骨及其销板分别放入木模的两个芯头部腔体内，放入时确保销板5的垂直度及两个销板5之间的间距，使两销板间距与起吊花梁的开档间距一致；

[0069] 步骤四、形成吊带砂芯的两个芯头2；

[0070] 将水玻璃自硬砂樁砂充填于木模的两个芯头部腔体内，直至芯头部腔体的顶平面，将起吊芯骨4及其销板5包覆于内部，形成吊带砂芯的两个芯头2，完成吊带砂芯10的制作；

[0071] 步骤五、将起吊花梁6固定连接于两个销板5上；

[0072] 待水玻璃自硬砂自硬后，将如图4a至图4b所示的起吊花梁6穿入两个销板5内，并通过紧固楔板7将起吊花梁6与销板5固定连接；

[0073] 步骤六、起吊；

[0074] 如图6所示，将钢丝绳8套在起吊花梁6两端的凹口内，松动木模，通过行车将吊带砂芯从木模中吊出。

[0075] 本发明中的起吊花梁6卸下可重复利用；起吊芯骨4及其销板5在铸件浇注完毕开箱后亦可重复利用。

[0076] 本发明所制作的吊带砂芯可使汽轮机缸体的相应部位满足以下性能指标：

[0077] 1、汽轮机缸体的表面无裂纹、粘砂、缩孔和冷隔等缺陷；

[0078] 2、汽轮机缸体的尺寸、公差要求达到GB6414标准中CT14等级，如下表所示(单位mm)；

[0079] 铸件尺寸公差值 mm

[0080]

[0081] 3、汽轮机缸体的表面粗糙度要求达到Ra12.5μm。