一种冲击式水轮发电机转轮毛坯的电渣熔铸制造方法

摘要

本发明涉及冲击式转轮的制造领域，具体为一种冲击式水轮发电机转轮毛坯的电渣熔铸制造方法，是冲击式转轮整铸毛坯及分体式转轮水斗毛坯的电渣熔铸工艺。采用自耗电极和电渣熔铸工艺，转轮整铸毛坯采用整体式或分块组合结构形式的转轮整铸圆饼型毛坯结晶器生产，分体式转轮水斗毛坯采用整体或分块组合结构形式的转轮水斗结晶器生产。本发明可以解决目前生产高水头冲击式转轮毛坯技术的不足，采用近净成型的冲击式转轮整铸毛坯制造技术及分体式转轮水斗毛坯制造技术，所生产的转轮毛坯及水斗毛坯具有较高抗疲劳性能、较高抗裂纹生成和扩展性能，使用寿命和使用安全性高，其质量和性能达到同材质锻造毛坯，生产成本低和生产周期短等特点。

主权项

一种冲击式水轮发电机转轮毛坯的电渣熔铸制造方法，其特征在于，采用自耗电极和电渣熔铸工艺生产冲击式水轮发电机转轮毛坯，冲击式水轮发电机转轮毛坯为冲击式转轮整铸毛坯或分体式转轮水斗毛坯，其中：转轮整铸毛坯采用整体式或分块组合结构形式的转轮整铸圆饼型毛坯结晶器生产，分体式转轮水斗毛坯采用整体或分块组合结构形式的转轮水斗结晶器生产；自耗电极采用普通冶炼或精炼工艺制备， 采用铸造工艺制成与结晶器形状相近的随形自耗电极；转轮整铸圆饼型毛坯结晶器中，采用随型毛坯结晶器，其轮毂部分随型，均通过近净形结晶器的设计提高材料利用率；分体式转轮采用自耗电极和转轮水斗结晶器，通过电渣熔铸工艺形成水斗的铸坯，水斗的铸坯经数控加工，以铆接、螺栓联接或焊接方式固定于轮毂上，轮毂毛坯通过电渣熔铸、熔炼精铸、锻造或钢板焊接而成，材料与水斗同种材质或异种材质，其中轮毂为单片或双片结构，双片结构时为双轮毂夹持水斗根部连接处，从而制成完整冲击式水轮机转轮；电渣熔铸工艺包括如下步骤：1）渣系与渣量控制渣系采用以二元渣系为主，其中CaF2 55~85 wt %、Al2O3 15~45 wt %，渣量为铸件的1wt %~10wt%；2）引燃方式自耗电极在结晶器内采用固态或液态渣引燃，其化学成分以重量百分比为TiO2：30~65%，CaF2：30~65%，并根据需要添加0wt %~10wt%的CaO和MgO；3）结晶器选择结晶器的材质选择全铜、全钢或铜钢复合，转轮整铸结晶器或分体式转轮水斗结晶器采用整体式或组合式；4）供电参数选择根据铸件尺寸、电极与结晶器的几何参数来确定熔铸功率、电压、电流各个相应电参数，熔铸过程中注意保持电压和电流的稳定；其中，电压控制在50~115V，电流控制在5000~20000A；5）铸件热处理工艺采用防裂热处理、正火和回火工艺进行热处理：防热裂及消除内应力热处理温度为300~900℃；正火工艺温度为900~1100℃；回火工艺温度为450~750℃；上述热处理的保温时间，按每100mm有效厚度保温1‑3小时；所述步骤5）后，采用二次回火，二次回火的温度为500~700℃，按每100mm有效厚度保温1‑3小时；熔铸后铸件合金成分为20SiMn钢、低碳马氏体不锈钢或超低碳马氏体不锈钢；低碳马氏体不锈钢为06Cr13Ni4Mo、06Cr13Ni5Mo或06Cr16Ni5Mo；超低碳马氏体不锈钢为03Cr13Ni4Mo、03Cr13Ni5Mo或03Cr16Ni5Mo。