本文關鍵詞：大型超臨界C12A閥體新型澆注系統(tǒng)設計與工藝優(yōu)化模擬

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【摘要】：超臨界火電機組是一種高效綠色的發(fā)電技術,大型C12A閥體是超臨界火電機組中的重要部件,其長期服役于高溫高壓的工作環(huán)境中,因此對閥體鑄件的質量提出了嚴峻的考驗。在實際生產中,大型C12A閥體鑄件常出現夾渣、氣孔等缺陷,缺陷的產生與澆注系統(tǒng)設計的不合理性密不可分。已有的研究表明,澆注過程中充型紊亂,或者充型速度大于臨界速度值,這兩者對鑄件質量都會產生不利的影響。因此,要生產合格的鑄件,澆注系統(tǒng)設計至關重要。本文針對大型超臨界C12A閥體鑄件,基于澆注系統(tǒng)設計的新理念,設計了大型C12A閥體鑄件新型澆注系統(tǒng),通過計算機模擬對設計方案進行了優(yōu)化,確定了合理的工藝參數,并在企業(yè)試制出無缺陷高質量的C12A閥體鑄件,解決了超臨界火電機組用大型閥體鑄件夾渣和氣孔缺陷,為超臨界火電機組設備制造的國產化奠定了基礎。論文主要內容包括:(1)大型C12A閥體鑄件新型澆注系統(tǒng)設計基于澆注系統(tǒng)設計的新理念,針對C12A閥體鑄件中存在的缺陷,設計了三種新型澆注系統(tǒng)。第一種方案為無氣隙隨流型方案,是根據等流量原則,通過增加內澆道的截面積來降低充型速度;第二種方案是基于無氣隙隨流型方案,在橫澆道增加了水平U型槽設計和末端集渣包設計,稱為新型擋渣型澆注系統(tǒng)設計方案;第三種改進方案的優(yōu)點是底注式充型方式,能夠使充型過程更加平穩(wěn),因此稱其為底注式平穩(wěn)充型設計方案。(2)大型C12A閥體鑄造工藝優(yōu)化模擬用Experto Viewcast模擬軟件對企業(yè)原有工藝方案及三種新設計的方案進行了充型和凝固過程模擬。根據充型和凝固過程中液態(tài)金屬的流動、流速與溫度分布,分析三種方案的充型過程是否平穩(wěn)、是否產生噴濺,并且對內澆口處的充型速度進行監(jiān)測。根據閥體鑄件的溫度場的變化,確定了冒口工藝和冷鐵工藝,預測了縮孔疏松可能產生的位置。模擬結果表明:三種設計方案合理。(3)大型C12A閥體鑄件工廠試制基于三種改進方案的模擬結果,進行了工業(yè)試制,在現場對整個生產工藝嚴格控制,對改進的三種方案進行澆注生產。鑄件輪廓完整,表面無夾渣、氣孔、裂紋等缺陷,根據X射線探傷結果,可知底注式平穩(wěn)充型方案為最佳方案,鑄件內部無缺陷產生。對新型擋渣型方案澆注系統(tǒng)的擋渣效果進行了實驗分析,實驗結果表明,水平U型槽的確有一定的擋渣效果。
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM621;TG24

【參考文獻】

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本文編號：1294088