超超临界汽轮机缸体的制造.doc

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1、超超临界汽轮机缸体的制造上海重型机器厂有限公司俞正江摘要：本文主要描述了材料为GX12CrMoVNbN9-l超超临界汽轮机缸体的制造方法，及冶炼、造型、冒口切割、热处理等过程的控制，成功地制造660MW和1OOOMW超超临界中压内缸及高压外缸。生产技术达到国际先进水平。%1.开发背景：超超临界汽轮机是一种高效低能耗的新型发电机机组，己成为国内外汽轮机的发展趋势。汽缸是火电机组的大型关键零部件、形状复杂并且处在高温高压下工作的静止部件。它的作用是将蒸汽与大气隔绝，形成蒸汽能量转换的封闭空间。在运行过程中，由于蒸汽的温度

2、和比容变化较大，汽缸各部分承受的应力沿汽缸的分布有较大的差别。因此，对汽缸提出很高的制造要求，普通的CrMo钢材料的端变断裂强度已满足不了高温高压蒸汽条件下运行要求，采用GX12CrMoVNbN9-l马氏体不锈钢，这种在高Cr材料中加入N、Nb、V等合金元素能提高基材的蠕变断裂强度和显微组织的热稳定性以及在高温下运行的良好的持久韧性。因此超超临界汽轮机缸体的生产，是当今世界发展的一种趋势。对该产品的研发制造，具有重要的意义。%1.主耍生产难点：1.材料为低碳马氏体不锈钢，合金元素多，易产生金属夹杂质和二次氧化物。合金

3、中含氮元索，AL/N不易控制，易产生氮化物和气体超超临界汽轮机缸体的制造上海重型机器厂有限公司俞正江摘要：本文主要描述了材料为GX12CrMoVNbN9-l超超临界汽轮机缸体的制造方法，及冶炼、造型、冒口切割、热处理等过程的控制，成功地制造660MW和1OOOMW超超临界中压内缸及高压外缸。生产技术达到国际先进水平。%1.开发背景：超超临界汽轮机是一种高效低能耗的新型发电机机组，己成为国内外汽轮机的发展趋势。汽缸是火电机组的大型关键零部件、形状复杂并且处在高温高压下工作的静止部件。它的作用是将蒸汽与大气隔绝，形成蒸汽

4、能量转换的封闭空间。在运行过程中，由于蒸汽的温度和比容变化较大，汽缸各部分承受的应力沿汽缸的分布有较大的差别。因此，对汽缸提出很高的制造要求，普通的CrMo钢材料的端变断裂强度已满足不了高温高压蒸汽条件下运行要求，采用GX12CrMoVNbN9-l马氏体不锈钢，这种在高Cr材料中加入N、Nb、V等合金元素能提高基材的蠕变断裂强度和显微组织的热稳定性以及在高温下运行的良好的持久韧性。因此超超临界汽轮机缸体的生产，是当今世界发展的一种趋势。对该产品的研发制造，具有重要的意义。%1.主耍生产难点：1.材料为低碳马氏体不锈钢

5、，合金元素多，易产生金属夹杂质和二次氧化物。合金中含氮元索，AL/N不易控制，易产生氮化物和气体形成气孔。钢水浇注温度高，流动性差，浇注温度高，易产生裂纹;1.结构形状复杂，（见图一）尤其是三只进排气管处，堀芯出气、出砂困难，堤芯钢度差极不易固定，在该处不能产生粘砂和各种缺陷,否则无法处理；图一:超超临界中压内缸2.铸造结构性差，不利形成顺序凝固补缩，易产生轴线缩松；3.铸件技术要求：100%磁粉探伤和100%超声波探伤，超声波探伤0级区城达到4）1.5mm当量，深度达100mm（心部）要经过直探、钳探和双品探；%1

6、.主要关键技术1.生产流程超超临界汽轮机缸体的生产流程见图二。图二：生产流程图1.冶炼由于该材料中的合金元素复杂，控制范围又窄，冶炼难度非常大。碳与多种合金元索的诸如Nb、N形成合金元索。如何控制C的合适含量，较低有利于控制缸体的蠕变断裂强度，而过低的碳含量则降低韧性。并且材料中的N的加入会加重铸件气孔的产牛爲考虑到该钢种特性及为后道清理创造必耍的条件，冶炼采用EF+LFV工艺，选用优质低P、纯净废钢，以降低S、P等对材质裂纹的敏感性，同时，采用真空脱气精炼技术，极大的降低钢水［0］含量,以减少非金属夹杂物的数量和形

7、态。冶炼中加入稀土元素（每吨lkg）以净化钢液，降低［0］含量，改善夹杂物形态及分布，使铸钢件的塑性、韧性指标有较大的提高，抗热裂性有较大改善。2.浇注浇注系统设计的出发点是保证钢水能平稳、迅速地流入型腔，并能顺利排气、浮渣，采用低温快速下注方法。钢包水口直径为甲120mm*2?浇注系统截面积的比例为：刀F包：刀F直：刀F横：刀F内1:1.8:1.8:7.2浇注时间控制在：上半——90秒（浇至铸件高度）下半——100秒（浇至铸件高度）上升速度达16mm/s合箱后用热风炉进行烘烤24小吋以上，型腔温度＞100°C。直至

8、浇注前2小时左右关闭热风炉，在型腔中注入氮气。开浇前将氮气管从冒口内继续朝下冲气，等钢水浇满铸件型腔后才关闭氮气，进行氮气保护浇注。避免二次氧化及由此而引起的非金属夹杂物的数量增加。4.造型根据超超临界汽缸的结构特点，质量耍求，采用型砂为碱酚醛树脂和酯硬化水玻璃砂相结合的造型方法，即用碱酚醛树脂辂铁砂作为面砂，提高铸件的表面质量、尺寸精度和出砂