大型鑄鋼件操作側機架的鑄造工藝

【摘 要】通過多年對大型鑄鋼件操作側機架生產工藝的深入探討，并且經過多次的技術認證，以及計算機模擬仿真實驗，保障了鑄件鑄造工藝的科學合理性，穩定性，使鑄件內部以及外部都可以達到優質的質量要求，使大型鑄鋼件的設計更符合要求。

【關鍵詞】大型鑄鋼件；操作側機架；鑄造工藝

在大型鋼寬厚板設備中最主要的配件即是操作側機架。產品由于長、重、內部要求的質量較高，所以在進行生產過程中要承受非常大的工作負荷，其間不能有裂紋、砂眼、縫隙等各種缺陷。為了保證鑄件的質量，經過無數次技術的實際論證，改善鑄件的生產工藝，以求達到更高的質量標準和要求，第一，對大型件外冷鐵以及冒口使大型鑄件有順序凝固；第二，利用實樣模型，以及樹脂砂所制作成的芯、型等來保障鑄件的精準度，減少鑄件的砂眼以及縫隙和氣孔等缺陷現象；第三，利用電弧爐等一些精煉爐綜合到一起澆注，提高操作側機架的冶煉標準，杜絕澆注不均勻而發生的缺陷；第四，加長改造操作側機架，達到操作側機架進行生產過程中的各種要求，保障了操作側機架鑄造技術的穩固性以及科學合理性。

1.技術條件

1.1鑄件材質及性能要求

操作側機架除了要保證鑄件表面光滑的質量標準外，還要保證鑄件有非常精確的尺寸精準度以及良好的力學性能和嚴格的生產條件要求。依據機械生產行業的要求規范標準，操作側機架Z1451自身材質是ZG270-500，包含的化學成份以及力學性能如表1

ZG270-500化學成分和力學性能表1

1.2無損探傷檢查要求

在鑄件內窗口的下面孔位置四周80mm，操作側機架壁的厚度是3等分中間于100mm距離內，依據機械生產行業的執行標準（JB/T5000.14-2007）利用超聲方式進行探測損傷位置，發生損壞的位置小于三級；在操作側機架的四個圓形的內窗口和軋制中心線300mm距離內按標準（JB/T5000.14-2007）進行磁粉探傷檢查，損傷等級小于三級。[2]

2.操作側機架鑄造工藝可行性研究

2.1操作側機架技術條件要求

操作側機架的內部結構很簡單，不過在進行生產過程中要承受較大的承受力，其使用的材質是ZG20SiMn。這無疑就提升了對鑄件的質量以及強度，來達到較生產力的負荷。利用超聲進行損傷的檢驗可以適用于力學所要求的程度能力和沖擊力。

2.2操作側機架的可行性研究

企業現有的起重以及熔煉和保溫的設備生產作業時的能力有限。想要保溫和熔煉115T的鋼水時，傳統的冶煉技術，現有設備不能滿足115T鋼水的熔煉和保溫。經過研究，采用40T電弧爐熔煉3爐鋼水，將共計為80T的鋼水進行循環式保溫，第3爐鋼水40T出來之后和之前兩爐鋼水一起進行灌注。需要聯合作業，嚴格控制出爐的時間、溫度，使澆注的鋼水保持一致性，確保操作側機架毛坯件的質量要求。[2]

當時企業的起重設備也不能滿足115T鑄件的吊起功能，因此無法進行鑄件的搬運工作。為了可以有效地解決這一問題，進行反復的操作嘗試，最后利用2臺起重機同時進行配合將為75T/2=150T的鑄件進行吊起，最終操作成功。

3.操作側機架鑄造工藝

在進行操作側機架的鑄造過程中，生產工藝可以可以分成：確立適合的生產方案；其次是模型確立，制作大型鋼的造型確立，造芯確立；然后確定冒口的大小、數量以及尺寸；采用最佳適合的澆注實施方案。

選擇最佳工藝及方法：

3.1最佳鑄造工藝方案的選擇

尺寸為9520 mm/3500 mm/1100mm的操作側機架最大散熱面積所處于的調度是330mm。將機架的最大面積的平面處作為分型面，把機架在330mm高度時放在下箱處，利用一側進行澆注。這樣澆注的鋼水即平正，又穩定，助于鑄件有順序的凝固處理。

3.2制定模樣、造型、造芯的方法

采用實樣的木型作為操作側機架的實樣。在木型表層進行鋼、木以及土結合一起的制作方法，達到機架內芯盒的形成，達到模樣的質量要求，節省了木材及時間。鑄造的過程中型砂以及芯砂的制作材料非常重要。為了使機架的質量符合要求，利用樹脂作為型、芯砂。即可以保證砂型以及砂芯的質量要求，又可以使生產率得以提高。

3.3冒口的確定

結合操作側機架的結構，利用明冒口，為了是達到更高的補縮效果。在鑄件的冒口表層添加了外冷鐵，這也是為了使鑄件的凝固順序得以實現進行設計的，更好地保障了鑄件的質量要求。

3.4確立澆注系統

依據的設計原則是在型內使液態金屬可以穩定上升。樹脂砂避免高溫烘烤，迅速的澆注。澆注時的流量要適時的加大。

3.5理論證明生產工藝的制造

利用計算機建立的模型試驗，所得出的結論是：冒口下出現小量的縮松，表明了溫度的控制出現了問題。這時需將冒口的兩邊添加凸臺，然后再進行模擬實驗，這時就沒有在鑄件內發現缺陷問題。

（1）冒口的計算

M===15.9cm （1）

M'件1=1.3×15.9=20.68cm （2）

（1）冒口的選擇：冒口頸是800mm/1250mm；冒口的尺寸是900mm/1350mm/1000mm.

（2）冒口的計算

M===10.5cm （3）

M'件2=1.3×10.5=13.65cm （4）

（2）冒口的選擇：冒口頸700mm/1100mm；冒口尺寸800mm/1200mm/1000mm.

（2）冒口的選擇：冒口直徑是400mm，相同于前面的冒口高。

3.6鑄件熱處理的工藝

企業進行熱處理的窯總長為8500mm，[3]但是鑄造出來的鑄件總長確有了9700mm，需要將熱處理窯加長到時1500mm。鑄件的熱處理技術工藝要利用正火加上回火的熱處理工藝，使鑄件整體的內部達到力學性能的要求標準。

4.結束語

作為最大重量的Z1451鑄件，所使用的生產工藝為全部產品的準時交貨，打下了堅實的基礎。Z1451操作側機架不僅具備了生產大型鋼件的生產能力，也為今后的生產過程攢下了寶貴的經驗。 [科]

【參考文獻】

[1]林琳，賀峰，解曉康，楊進軍，周銀寶.軋鋼機機架大型鑄鋼件鑄造工藝研究[J].鑄造技術，2011，03：300-302.

[2]韓桂新，蔡振東.大型鑄鋼件操作側機架的鑄造工藝[J].農業裝備與車輛工程，2009，08：34-36.

[3]韓桂新.寶鋼寬厚板設備中操作側機架鑄造工藝的改進[J].熱加工工藝，2011，07：188-190.