新型HDS耐磨鋼板火焰氣割工藝優(yōu)化

莊利利

摘要： 耐磨鋼板HDS是公司最新引進(jìn)的耐磨材料，該材料火焰氣割性能差。為了降低產(chǎn)品制造成本，提高生產(chǎn)效率，對新型HDS耐磨鋼板（板厚30mm-60mm）氧—天然氣火焰氣割工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：通過氣割前預(yù)熱（200℃以上）和使用前置預(yù)熱方法的工藝優(yōu)化可提高新型HDS耐磨鋼板的氧—天然氣火焰氣割質(zhì)量和火焰氣割效率。

Abstract： Wear-resistant steel plate HDS is the latest introduced wear-resistant materials， and the flame gas cutting performance of this material is poor. In order to reduce the production cost and improve the production efficiency， the new HDS wear-resistant steel plate （thickness of 30mm-60mm） oxygen-natural gas flame cutting process was optimized. The results show that the oxygen-natural gas flame cutting quality and flammability efficiency of the new HDS wear-resistant steel plate can be improved by preheating （200 ℃ above） and pre-heating method.

關(guān)鍵詞： 耐磨鋼板HDS；火焰氣割；工藝優(yōu)化

Key words： wear-resistant steel plate HDS；flame gas cutting；process optimization

中圖分類號：TN321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）35-0097-02

1 概述

耐磨鋼板HDS是公司最新引進(jìn)的耐磨材料，該材料以其優(yōu)異的耐沖擊、耐磨性能用于礦山開采設(shè)備。耐磨鋼板HDS機(jī)械加工、火焰氣割性能差，產(chǎn)品制造加工成本高。隨著耐磨鋼板HDS的產(chǎn)品開發(fā)與市場推廣，公司耐磨鋼板HDS相關(guān)產(chǎn)品訂貨量增加，為了降低產(chǎn)品制造成本，提高生產(chǎn)效率，所以對新型耐磨鋼板HDS（板厚30mm-60mm）氧—天然氣火焰氣割工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

2 耐磨鋼板HDS材料成分及火焰氣割氣體、設(shè)備

2.1 耐磨鋼板HDS材料化學(xué)成分（表1）

2.2 火焰氣割氣體、設(shè)備

①火焰氣割氣體：天然氣+氧氣；

②火焰氣割設(shè)備：小車式火焰切割機(jī)。

3 耐磨鋼板HDS火焰氣割工藝優(yōu)化

3.1 耐磨鋼板HDS火焰氣割工藝存在的問題

①火焰氣割氣割刺溝大（見圖1）；

②火焰氣割未割透（見圖2）。

3.2 耐磨鋼板HDS（板厚30mm-60mm）氣割缺陷原因分析

①氧—天然氣火焰氣割溫度低。

由表2可知，氧—天然氣火焰氣割溫度低（約2600℃）。

②耐磨鋼板HDS材料中化學(xué)元素的影響。

由表1耐磨鋼板HDS材料化學(xué)成分、表3金屬及其氧化物的熔點、燃燒熱及氣割性可以得出：

①鋼中含C量較高（0.90-1.20）%，隨著鋼中含C量的增加，鋼的熔點降低，燃點升高不利于火焰氣割；

②鋼中含Cr量較高（0.30-3.00）%，Cr的熔點1615℃，Cr與O2燃燒生成Cr2O3粘稠度高，流動性差，附著在金屬表面不易被氧氣流吹掉，不利于火焰氣割；

③鋼中含Mo量較高（0.10-2.00）%，Mo的熔點2620℃，不易被熔化，不利于火焰氣割。

綜上所述：氧—天然氣火焰火焰溫度低，耐磨鋼板HDS難氣割化學(xué)成分（主要：C、Cr、Mo）含量高是導(dǎo)致新型HDS耐磨鋼板采用氧—天然氣火焰氣割刺溝大、氣割未割透的主要原因。

3.3 耐磨鋼板HDS采用氧—天然氣火焰氣割工藝優(yōu)化

由耐磨鋼板HDS（板厚30mm-60mm）氣割缺陷原因分析，該材料更適用于等離子切割。由于等離子切割設(shè)備投資較大、生產(chǎn)成本較高，所以進(jìn)行氧—天然氣火焰氣割工藝優(yōu)化是最經(jīng)濟(jì)的選擇。

①工藝優(yōu)化之氣割前預(yù)熱。

生產(chǎn)實驗表明，耐磨鋼板HDS預(yù)熱200℃以上采用氧—天然氣火焰氣割能夠得到較好的氣割質(zhì)量（見圖3）。

存在的問題：公司使用的耐磨鋼板HDS厚度較厚（板厚30mm-60mm）、面積較大，并且鋼材的導(dǎo)熱率較高，導(dǎo)致氣割前預(yù)熱時間很長并且冷卻速度較快，只能采用分段（約300mm一段）預(yù)熱氣割的方法，氣割生產(chǎn)效率很低。

②工藝優(yōu)化之連續(xù)預(yù)熱氣割方法。

為了提高預(yù)熱的效率和持續(xù)加熱，設(shè)計雙割槍卡具（見圖4），采用前置預(yù)熱火焰的氣割方法提高氣割效率（見圖5）。

通過前置預(yù)熱方法（前割槍預(yù)熱、后割槍氣割），改分段預(yù)熱為持續(xù)預(yù)熱，實現(xiàn)了耐磨鋼板HDS氧—天然氣火焰氣割速度與普通鋼板氣割速度等同，提高了耐磨鋼板HDS氧—天然氣火焰氣割效率。

4 總結(jié)

耐磨鋼板HDS化學(xué)成分含C、Cr、Mo等較高，屬于難火焰氣割材料，并且氧—天然氣氣割火焰溫度較低，耐磨鋼板HDS采用原氧—天然氣火焰氣割工藝，氣割質(zhì)量很差。通過氣割前預(yù)熱（200℃以上）和使用前置預(yù)熱方法的工藝優(yōu)化可提高新型HDS耐磨鋼板的氧—天然氣火焰氣割質(zhì)量和火焰氣割效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]梁桂芳.切割技術(shù)手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1997.endprint