Інноваційна технологія виготовлення виливка лопаті робочого колеса радіально-осьової гідротурбіни

Abstract

Метою дослідження роботи є розробка прогресивної технології виливка лопаті робочого колеса гідротурбіни Дністровської гідроакумулювальної електростанції (ГАЕС). Для вирішення задачі підвищення якості виливків використовувалися комп'ютерно-інтегровані методи моделювання процесів лиття. Використання CAD/CAE програм дозволило значно скоротити час на розробку технологічних процесів, створити умови для спрямованого затвердіння виливків, розрахувати оптимальну величину надливу, і за рахунок прогнозування появи місць дислокації дефектів, зменшити брак виливків. Виготовлення цільнолитої лопаті робочого колеса з нержавіючої сталі СА-6NM стало можливим після реконструкції металургійного виробництва АТ «УЕМ» та капітального ремонту електродугової печі. Структурна стабільність, стабільність фізико-механічних властивостей при виробництві сталі СА-6NM досягається за рахунок отримання заданого співвідношення хромового та нікелевого еквівалента та використанням комп'ютерного керування складом сталі при виплавці. Виплавка нержавіючої сталі велася у двох електродугових сталеплавильних печах з основним футеруванням. Після випуску метал продувався через щілинні фурми в ковшах аргоном. Формоутворювальне оснащення було представлено складним об'ємним модельним комплектом. Були виготовлені просторові шаблони, стрижневі ящики та модельний знак. При виготовленні стрижнів застосовувалися кар каси складної конструкції та формувальні холоднотвердіючі суміші на хромітових пісках за фуран-процесом. При виготовленні стрижнів для надливних частин використовувалися екзотермічні матеріали. Зниження вартості виливків лопатей від переведення зі зварно-литого варіанта на цільно-литий та організацію їх виробництва в умовах ливарного цеху АТ «УЕМ» склало 30 %.

The purpose of the study is to develop a progressive technology for casting the impeller blade of the Dniester Pumped Storage Power Station (PSPS). To solve the problem of improving the quality of castings, computer-integrated methods for modeling casting processes were used. The use of CAD/CAE programs has significantly reduced the time for the development of technological processes, cre ated conditions for directional solidification of castings, calculated the optimal amount of head of castings and, by predicting the appearance of defect locations, reduced the shortage of castings. The production of a one-piece cast impeller blade made of SA-6NM stainless steel became possible after the reconstruction of the metallurgical production of Ukrenergymachines JSC and the overhaul of the electric arc furnace. Structural stability, stability of physical and mechanical properties in the production of CA-6NM steel is achieved by obtaininga given ratio of chromium and nickel equivalent using computer control of the steel composition during smelting. Stainless steel was smelted in two electric arc furnaces with basic lining. After release, the metal was sold through slotted lances in ladles with argon. The shaping equipment was represented by a complex volumetric model set. Spatial templates, core boxes and a model sign were made. In the manufacture of rods, frameworks of complex design and cold-hardening molding mixtures on chromite sands by the furan process were used. In the manufacture of rods for parts of heads of castings, exothermic materials were used. The reduction in the cost of blade castings from the transfer from a welded-cast version to a solid-cast one and the organiza tion of their production in the conditions of the foundry shop of Ukrenergymachines JSC amounted to 30 %.