電渣熔鑄小型導(dǎo)葉用鋁結(jié)晶器的研制.pdf

1、沈陽鑄造研究所采用電渣熔鑄工藝生產(chǎn)水輪機(jī)過流部件是自主開發(fā)的高新技術(shù)，已為哈電、東電、天發(fā)等多家電站生產(chǎn)了上千件水輪機(jī)導(dǎo)葉，產(chǎn)品質(zhì)量和相關(guān)技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。電渣熔鑄水輪機(jī)導(dǎo)葉是沈陽鑄造研究所具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)。沈陽鑄造研究所在電渣熔鑄導(dǎo)葉上之所以有今天的成就，一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是結(jié)晶器的研制。 結(jié)晶器是電渣爐的重要部件，它一方面起著熔煉室的作用，金屬自耗電極在結(jié)晶器中熔化、精練，是電渣爐的爐體；一方面又起著

2、鑄造模具的作用，熔融金屬在結(jié)晶器中受到強(qiáng)制冷卻而結(jié)晶，形成鑄件。 傳統(tǒng)的電渣熔鑄結(jié)晶器大多采用鋼制或銅一鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)，但均存在不同程度的缺點(diǎn)。鋼制結(jié)晶器雖簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)，但鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)小，造成鑄件成型質(zhì)量很差，使后序修補(bǔ)操作困難；在開爐過程中如遇循環(huán)水冷卻強(qiáng)度不夠，就會(huì)出現(xiàn)粘箱、結(jié)晶器變形漏渣、漏水等情況，易造成廢品。另外鋼制結(jié)晶器型面產(chǎn)生的變形不易修復(fù)，所以使用壽命較短。銅制結(jié)晶器的導(dǎo)熱系數(shù)較大，所熔鑄導(dǎo)葉的表面成型質(zhì)量很好。但是，

3、銅鋼之間的焊接性很差，沒有很好的熔合區(qū)，因此銅一鋼結(jié)晶器的制造與維修都比較困難，而且制造與維修的成本也很高。對(duì)于橫截面變化較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的導(dǎo)葉只能采用簡(jiǎn)化型線的辦法，使加工余量增大，降低了金屬利用率，增加成本。所以限制了銅一鋼復(fù)合結(jié)晶器的應(yīng)用。在2003年做了一些探索性試驗(yàn)以期望找到一種既經(jīng)濟(jì)適用又易加工成結(jié)晶器，不用簡(jiǎn)化型線的材料，最后確定鋁合金作為研究對(duì)象。鋁合金的各項(xiàng)性能指標(biāo)都介于銅和鋼之間，其焊接性較好，并且鋁合金的價(jià)格比銅低的

4、多，也易加工成結(jié)構(gòu)件；鋁合金易于鑄造成型；此外鋁的密度相對(duì)較小，因而將使結(jié)晶器的重量減輕，這樣便于開爐操作，維修也很容易。從而保證導(dǎo)葉的內(nèi)部質(zhì)量、成型以及導(dǎo)葉的尺寸精度。 在隨后的兩年多里共進(jìn)行了4階段的試驗(yàn)來研究鋁結(jié)晶器，分為結(jié)晶器材料替用試驗(yàn)驗(yàn)證、導(dǎo)葉用鋁結(jié)晶器的探索試驗(yàn)、導(dǎo)葉鋁結(jié)晶器的試制，導(dǎo)葉鋁結(jié)晶器的改進(jìn)。對(duì)鋁結(jié)晶器的制造方法、熔鑄工藝及其熔鑄產(chǎn)品的應(yīng)用分析等進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和深入的研究，并已能將其應(yīng)用于導(dǎo)葉的試制；利