介绍了透平压缩机用蜗壳的技术要求和生产工艺 。 蜗壳铸件结构复杂 , 对流道面及压力要求高 。 铸 件采用手工树脂砂成形工艺 ,选择开口面向下的浇注方向 , 设计底注式先封闭后开放的浇注系统 , 其中内浇道均 匀分布 、 多 y进流,从铸件较为厚大位置进流 ; 冒口设置在铸件外侧 , 采用发热冒口补缩 、 冷铁分区的补缩形式 ; 砂芯采用专用高强度芯铁和多点吊运结合的形式 , 保证砂芯强度 。 试制结果显示 , 铸件外观 、 金相组织 、 NDT检测 全部符合技术要求 。关键词 : 蜗壳铸件 ;透平压缩机 ;阶梯型芯铁中图分类号: TG242 文献标识码: A 文章编号 : 1674-6694( 2020 )03-0008-03Research and Development of Bearing Pedestal of Megawatt Steam TurbineNA Jian-hong $ SONG Liang $ HOU Peng-sen(Kocel Machinery Co. ,Ltd., Yinchuan Ninaxia 750021, China )Abstract: The technical requirements and production process of volute for turbine compressor are introduced. The casting adopts manual resin sand forming process and the bottom pouring system is selected. The inner runner is evenly distributed and flows in from the thicIer part of the casting. The heating riser is designed on the outside of the casting. It adopts the form of special high-strength core iron and multi-point lifting to ensure the strength of sand core. The test results show that the casting appearance$ metallographic structure and NDT test all meet the technical requirements.Key words: spiral case casting, turbine compressor, step core bone大型透平压缩机是一种多级式涡轮压缩机 。 在 透平压缩机中 , 高速旋转的叶轮给予气体的离心作 用 , 以及在扩压通道中给予气体的扩压作用 , 使气 体压力得到提高 。 随着化学工业 、 石油冶炼 、 医疗技 术等领域的不断发展 , 各种车间及厂房的建立 , 透 平压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体 、 分离气体等的关键机器 , 在这些领域占有极其重要[1] 。 是压缩机 重要 成分一, 其作用就是使气体 压 , 是 压缩机 心 一 , 其 量的好坏 、 能力的大小 , 将 响 压缩机的量和 0 1 为透平压缩机机 01 蜗壳铸件技术要求要 高压 、 高速 、 高 的气 , 以的气 要 高 在压缩机中的不 , 大到小 , 压缩能力 到高 。 环收稿日期: 2020-03-23作者简介:纳建虹 (1973-),男 , 宁夏银川人 , 高级工程师 ,主要从事 铸造企业生产 、 技术管理方面工作 。图 1 透平压缩机机组图的 , 作为 级压缩 , 压缩 大 ,道和压力要 高 , 2 为 。本次研究产品单重 4 260 kg, 主体壁厚 40 mm 〜 70 mm, 轮廓尺寸 3 100 mm 1 1 900 mm 3 600 mm; 尺寸精度 IS08062-3 DCTG12, 铸件材质为 EN-GJS-400-18-LT, 铸件 100BPT检测 , 铸态条件气体通 为 3 级 , 其 域为 4 级 o 100DUT -要 , 关键 域 1 级 , 关键 域 III级 为 EN 1370 3S1.-8 -2020 年第 3 期 纳建虹 , 宋 亮,*鹏森:透平压缩机用蜗壳的铸造工艺设计 铸“#备与工艺图 2 蜗壳铸件结构示意图2 产品工艺设计使用手工树脂砂生产蜗壳铸件,工艺方案设计 主要包括浇注方向的选择 、 浇注系统的布置 、 冒口 位置的确定和中间蜗牛砂芯的固定 。 针对蜗壳铸件 浇注方向 , 考虑到蜗牛芯的固定和顺畅岀气 , 将开 口面向下放置 ,并提前与下箱固定在一起 ,整体合 箱⑵ 。2.1 浇注系统设计蜗壳内腔流道面 ,对铸件表面要求高 ,通过对 浇注系统的有效设计 , 可以大幅改善表面夹渣和冲砂 等 。 合 浇注系统的 , 注开放的浇注系统 , 面比为 1 :2 : 0.8 : 2.5,在 直浇道 部增加 冲窝 , 以 对缓冲窝的冲, 流 将 浇道设置在 面 ,方, 浇道下部设 过 , 位 面下部 , 高 渣 腔 , 提高 的浇道位 铸件中 部 面 , 在过 中 使 浇道 , 一腔 , 一 内浇道的 ,了铸件渣的 , 体 3 o图 3 底注半开放式浇注系统示意图内浇道 布 、 流 , 铸件 为 大 位置 流 , 和浇注系统设置有 8 和直 合 过, 对 起到 的过加整流效 。 用铸CAE 艺 , 4 ,, 腔内 ,布合 , 定浇注系统合格 , 可以使用 。2.2冒口设计图 4 充型过程模拟图蜗壳铸件 薄壁壳体 , 为防止缩松缺陷 , 在补缩 艺上需要考虑 及冒口的合 放置 。 通过 算及利用铸造 CAE 艺验, 采用发热冒口补缩 、 区的形 基本可以顺序凝固,可以确保铸件无缩松 、 缩 缺陷 , 保 铸件质量 , 冒口 、 设 5 所示 。1 -冒口; 2 -冷铁图 5 冒口 、 冷铁结构示意图按照 5 的铸造工艺 、 凝固拟 , 拟 6 o 拟 可以看岀 ,研发蜗壳铸件的关键部位 , 吸气口法兰 、 进气 口等 , 均无缩松缺陷⑶ 。图 6 凝固过程模拟结果2.3制芯工艺该产品主体为涡旋 , 内部砂芯主体由 1 块流道砂芯 , 7 o流道芯采用木芯盒手工填砂一次整体 , 芯盒 用开 填砂的形 , 保障芯盒尺寸定性和强 , 同时兼顾填砂操作性 , 填砂 可开设在蜗壳流道侧面, 每 300 mm〜 400 mm范围内需要设置一处填砂孔 。为 保铸件流道面及外观面整体质量, 需要保 砂芯在吊运 、 浇注过 中 开裂晃动 ,用专用高强芯和 吊运合的形为了 简 操 , 设 阶梯铸球芯 , 预 埋在砂芯内部 , 起到骨架 用 , 保障了砂芯整体的 刚和强 , 8 o・9 ・Jun.2020 !3 铸造设备与工艺 2020 年第 3 期图 7 流道芯结构示意图图 8 专用芯铁及示意蜗壳内腔结构特殊 , 在流道的末端内腔小 , 容 易发生粘砂或铁包砂缺陷 ,给清理工序带来很大困 难 。 通过加强型砂紧实度达到 90 以上,刷涂 3 遍涂 料 , 保证涂层厚度在 0.3 mm~0.5 “, 可以缓解粘砂 程度 。 为彻底解决 , 在制芯时加入质量分数 10% 钢丸 及 1.5% Fe%Oi粉末 , 可大大缓解铸件的粘砂问题 。 2.4合箱操作在流道砂芯制芯完成后 , 砂芯重量达 3.5 t,整 个流道砂芯要预先与上 在 整 。 固9 ,上 在 架上 , 使用螺杆砂箱芯铁与上 带 成为一个整 , 螺杆使用!28 mm的 4 道 ,3 道在中间 , 1 道 置在流的大口位置 。 后 上 , 整上 , 可通过 Mg 铁程度 。 后的铸件尺寸精度达到 GB 6414 & 中 CT12 。图 10 蜗壳铸件尺寸及试制件实物图对于铸件缩松 , 按照铸态条件下的 EN 12680-3 , 质要 I ,III 铸件实与 ,结 11 ,石墨 基均 石墨类型为 V+VI型 , 石墨 '3 f m〜 5g',基体组织中铁素体超过 95%.a)顶面 .)底面图 11 产品金相组织图 9 蜗壳标芯简图3 试验结果用以上工 生 制10 。 铸件 100% PT , 发在 2 mm〜 3 mm 缺陷 , 铸件 厚公后达到 EN 1370 3S1要 。 缺陷 要产 生在铸上 , 分 为 , 铸铁铁中的Mg,在型腔内 成的 上在铸4 结束语透平压机用蜗壳结构复杂 , 流道及压力 要 高 。 用手工树脂砂成 工 , 选择开 向上的 向取底 先封闭后开的 系统 , 内 道均匀分布 、 多点 流 , 从铸件较为厚大位置流 ; 冒 置在铸件 侧 、 发热冒 补 冷铁分的补 用专用高强度芯铁多点吊运结的 , 保证砂芯强度 。 以上 可以生要的 。参考文献 :[1 M周代军 , 舒浩纹 ,高仕玉 , 贾彦杰 •浅析透平压缩机在天然气管 道中的应用 [J].中国设备工程 ,2019(21): 187-188.[2]猴鹏森 , 于苏杭 •大型蜗壳铸件工艺方法的研究 [J].金属加工 (热加工 ),2017(19 ): 59-61.[3 :陈映东 , 丁旭 , 沈刚 , 冯爽诚 .大型球墨铸铁蜗壳件砂型铸造模 拟分析与工艺优化 [J].铸造技术 ,2018(10 ):2249-2252+2264.• 10 .