大型超臨界C12A閥體新型澆注系統(tǒng)設(shè)計與工藝優(yōu)化模擬.pdf

1、超臨界火電機(jī)組是一種高效綠色的發(fā)電技術(shù)，大型C12A閥體是超臨界火電機(jī)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(zhì)量提出了嚴(yán)峻的考驗。在實(shí)際生產(chǎn)中，大型C12A閥體鑄件常出現(xiàn)夾渣、氣孔等缺陷，缺陷的產(chǎn)生與澆注系統(tǒng)設(shè)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(zhì)量都會產(chǎn)生不利的影響。因此，要生產(chǎn)合格的鑄件，澆注系統(tǒng)設(shè)計至關(guān)重要。
　　本文針對大型超臨界C1

2、2A閥體鑄件，基于澆注系統(tǒng)設(shè)計的新理念，設(shè)計了大型C12A閥體鑄件新型澆注系統(tǒng)，通過計算機(jī)模擬對設(shè)計方案進(jìn)行了優(yōu)化，確定了合理的工藝參數(shù)，并在企業(yè)試制出無缺陷高質(zhì)量的C12A閥體鑄件，解決了超臨界火電機(jī)組用大型閥體鑄件夾渣和氣孔缺陷，為超臨界火電機(jī)組設(shè)備制造的國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。論文主要內(nèi)容包括：
　　（1）大型C12A閥體鑄件新型澆注系統(tǒng)設(shè)計
　　基于澆注系統(tǒng)設(shè)計的新理念，針對C12A閥體鑄件中存在的缺陷，設(shè)計了三種新型澆注

3、系統(tǒng)。第一種方案為無氣隙隨流型方案，是根據(jù)等流量原則，通過增加內(nèi)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(shè)計和末端集渣包設(shè)計，稱為新型擋渣型澆注系統(tǒng)設(shè)計方案；第三種改進(jìn)方案的優(yōu)點(diǎn)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(shè)計方案。
　?。?）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(shè)計的方案

4、進(jìn)行了充型和凝固過程模擬。根據(jù)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(chǎn)生噴濺，并且對內(nèi)澆口處的充型速度進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)閥體鑄件的溫度場的變化，確定了冒口工藝和冷鐵工藝，預(yù)測了縮孔疏松可能產(chǎn)生的位置。模擬結(jié)果表明：三種設(shè)計方案合理。
　?。?）大型C12A閥體鑄件工廠試制
　　基于三種改進(jìn)方案的模擬結(jié)果，進(jìn)行了工業(yè)試制，在現(xiàn)場對整個生產(chǎn)工藝嚴(yán)格控制，對改進(jìn)的三種方案進(jìn)行澆注生產(chǎn)。鑄件