創新工藝模式 降低鍛件成本

文/陳明·中信重工重型鑄鍛廠鍛造工藝所彭鵬·中國一拖集團有限公司

創新工藝模式 降低鍛件成本

文/陳明·中信重工重型鑄鍛廠鍛造工藝所彭鵬·中國一拖集團有限公司

中信重工重型鑄鍛廠鍛造工藝所（以下簡稱中信重工）為降低鍛件成本，提高鍛件出品率，進行了全面的工藝優化及模式創新。依托18500t油壓機，8400t、3150t、1600t水壓機和3t鍛錘等設備，通過對原有工藝模式進行創新，在保證鍛件質量穩定的前提下，逐步提高鍛件合格率，企業綜合效益得到顯著提升。

原有工藝模式

3150t、1600t水壓機和3t鍛錘主要生產服務于礦山、冶金、建材、電力、化工等領域所需機械設備的配套毛坯件。一直以來，主要生產方式是根據生產計劃，先進行鋼錠配爐，然后向冶煉車間傳遞鋼錠需求信息。經過統計，這些設備生產鍛件所采用的鋼錠多數為下注鋼錠，該生產方式存在的主要問題有：

⑴鋼錠多數為下注澆注生產，內部質量不穩定。隨著公司產品重型化、大型化的發展，對鍛件質量的要求愈加嚴格，采用下注澆注鋼錠生產的鍛件質量風險大。

⑵由鋼錠直接生產成鍛件成品，經超聲波探傷檢驗發現鍛件存在內部質量缺陷時，大多數只能報廢處理，從而導致產品工期、成本難以控制。

⑶3150t、1600t水壓機和3t鍛錘設備直接對鋼錠進行鍛造時，鋼錠必須進行主變形以壓實內部缺陷，一方面由于設備老化嚴重，難以保證主變形效果，鍛件內部質量存在風險，另一方面還會增加動能消耗。

創新工藝模式

為了控制動能消耗，有效降低鍛件成本，工藝策劃人員依據目前生產形式進行全面優化和技術創新，引導生產方式發生轉變。

制訂《鋼錠、坯料管理規定》

為了規范鋼錠、坯料的生產和管理，中信重工制訂了《鋼錠、坯料管理規定》，明確了鋼錠成分、鍛造工藝制定、坯料的使用原則及控制手段等措施。

由小型鍛造生產車間（主要設備為3150t、1600t水壓機和3t鍛錘）根據生產計劃，分材質、規格提出生產所需的坯料，鍛造技術部門評審后確定錠型及冶煉澆注方式，編制坯料鍛造工藝。重型鍛造車間（主要鍛造設備為18500t油壓機和8400t水壓機）提取鋼錠，按工藝鍛制坯料。鍛造中檢站重點監控表面缺陷的清理及坯料尺寸，坯料外觀按成品鍛件驗收，并且要求對坯料進行表面探傷（探傷完成后，如果有缺陷，要求記錄各種缺陷的大小和位置），標識清楚后轉至小型鍛造生產車間。制定材料利用率明細表、鋸床下料明細表并指定專人填報，明確坯料檢驗、轉移、交接程序。

圖1 經超聲波探傷檢測的鍛件

制坯鋼錠的確定

根據現有2～438t鋼錠系列，工藝策劃選取錠身比例較高的鋼錠進行制坯，充分提高材料利用率；依據鍛件技術條件、規格、類型，有針對性地選擇不同的坯料組織生產。

統計分析3150t、1600t水壓機和3t錘鍛件產品結構及鍛件技術要求，根據鍛造比參數確定坯料規格，目前確定了φ700mm、φ600mm、φ500mm、φ400mm 4種規格的坯料。

鋼錠制坯

采用鋼錠制坯+鋸切下料模式，即采用大鋼錠在18500t油壓機、8400t水壓機拔長制坯，經過熱處理工藝后，對探傷后鋼坯質量情況，鋸切分料生產中小鍛件，經過試制生產，鍛件質量穩定，鍛件尺寸得到精確控制，生產效率進一步提高，鍛件出品率大幅提升。

以1支42CrMoA材質32t鋼錠為例，鋼錠錠身重26.698t，制成編號212-303（重量8.62t）、212-304（重量 9.23t）、212-305（重量 6.94t）3件坯料，生產成14件鍛件成品，總重量為20.98t，統計鍛件出品率達到65.6%。

鍛件和坯料組合工藝模式

該工藝模式是指在進行工藝策劃時，合理分配鋼錠錠身重量，選用鋼錠錠身中部質量相對較好的坯料鍛造大規格、高技術要求的鍛件，錠身兩端余料拔制成坯料生產中小鍛件。工藝模式以爐號T12-0173A、重量為105t的鋼錠生產為例，該鋼錠生產產品主要為托圈鍛件，重量為69.07t，占鋼錠重量的65.8%。鋼錠下料后，對近冒口端切除料進行制坯并探傷，該坯料約占7t，占鋼錠重量的6.7%。如有合適產品可直接使用此坯料進行生產，從而提高鍛件出品率。

廢品鍛件改鍛工藝模式

該工藝模式主要是將廢品鍛件缺陷情況進行綜合評估，切除缺陷部位，根據要生產的中小鍛件規格及技術要求對余料進行合理分割，將廢品鍛件改鍛成合格中小鍛件的工藝模式。以編號為111-5032的鍛件改鍛工藝方案為例，進行如下說明。

編號為111-5032，重量為7400kg，材質為17CrNiMo6，該軸經超聲波檢測發現存在連續性夾雜物（圖1中的A區），最大當量為φ5mm，分布為φ100mm，超出標準要求，不合格。

根據該軸探傷結果，對該軸進行分料，將該軸缺陷部位通過鋸切方式切除，其余部位改鍛為3件齒輪，分別為111-594（重量為3950kg），111-377（ 重 量 為 600kg），111-375（ 重 量 為1320kg），變廢品為合格鍛件，提升了材料利用率。

結束語

⑴以提高鍛件出品率、穩定質量、控制能耗為目標，通過工藝改進及控制措施，采用“鋼錠制坯+鋸切下料”的模式，極大提高了鍛件出品率。

⑵工藝策劃選擇合適的鋼錠進行制坯，大大提高了材料利用率。

⑶依據鍛件技術條件、規格、類型，有針對性地選擇不同的坯料組織生產。

⑷不斷進行工藝優化及控制技術創新，形成《鋼錠利用率管理規定》，進一步對鋼錠選配和出品率進行詳細規范。

陳明，助理工程師，主要從事冶金軋輥、水電、火電、加氫以及船用等大型鍛件自由鍛工藝研究。