徐秀芬

摘 要:研究了特大型圓形鋼件的表面熱處理技術(shù),合理選擇熱處理中頻設(shè)備,優(yōu)化了熱處理工藝參數(shù),提高工作效率,取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:特大型件中頻表面熱處理

中圖分類號(hào):TG162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0087-01

2010年酒鋼集團(tuán)西部重工股份有限公司承接本部320m2燒結(jié)機(jī)工程,其中圓筒混合機(jī)設(shè)備是該工程的是核心設(shè)備,制造難度大,工期緊,質(zhì)量要求高。該混合機(jī)項(xiàng)目包括3套滾筒(長(zhǎng)度18m,直徑4.6m),單件重量200余噸,其中筒體上各有2件寬度為800mm的輥圈,單件輥圈重量40余噸,材料為35號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)硬度HB240～265,中頻表面淬火硬度HRC45～50。制造工藝流程為鍛造— 粗加工— 熱處理調(diào)質(zhì)—焊接—精加工—表面淬火+回火— 裝配。特別是輥圈需要進(jìn)行表面淬火工序,主要目的是提高輥圈的表面硬度,增強(qiáng)耐磨性,延長(zhǎng)其使用壽命。由于體積大,重量大,作業(yè)環(huán)境差,高空作業(yè),要進(jìn)行表面淬火困難很大。本文主要研究攻關(guān)我公司混合機(jī)輥圈的中頻表面淬火技術(shù)的可行性方案,并制定合理的工藝參數(shù),以滿足輥圈的技術(shù)要求。輥圈中頻表面淬火結(jié)構(gòu)。

1具體實(shí)施方案

1.1 淬火設(shè)備的選擇方案

我去中頻設(shè)備生產(chǎn)廠家實(shí)地考察,并與廠家技術(shù)人員一起討論研究,反復(fù)比較,訂做合理的中頻加熱設(shè)備。最終確定淬火設(shè)備為KGPS-200KW/2-8KHz移動(dòng)式中頻淬火機(jī)組[1]。設(shè)備總投資通過招標(biāo)17萬(wàn)元就解決了問題,比原計(jì)劃節(jié)約資金20余萬(wàn)元。也為今后我公司的異地?zé)崽幚碇蓄l淬火提供了設(shè)備條件。

1.2 筒體整體旋轉(zhuǎn)方案

針對(duì)重量200余噸筒體整體旋轉(zhuǎn),而且必須滿足輥圈表面熱處理的技術(shù)要求HRC45-50,還要保證筒體旋轉(zhuǎn)速度Vz≤80mm/min(周長(zhǎng)理論值)。因此旋轉(zhuǎn)速度的控制異常重要。在相關(guān)部門的配合下,我們自行設(shè)計(jì)并制作4個(gè)支撐托輥和調(diào)速機(jī)構(gòu),滿足了技術(shù)要求。

1.3 水冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及方案

要進(jìn)行熱處理表面淬火工藝,水冷循環(huán)系統(tǒng)非常重要,必須設(shè)計(jì)完整的水冷循環(huán)系統(tǒng)[2]。由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)水源,無(wú)下水。將水冷循環(huán)系統(tǒng)分為兩部分,既設(shè)備冷卻水冷系統(tǒng)和淬火水冷系統(tǒng),經(jīng)過考察成功應(yīng)用了閉式移動(dòng)式水冷循環(huán)系統(tǒng)。既節(jié)約水源,確保作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)溢水,又保證水壓穩(wěn)定,確保設(shè)備冷卻和淬火質(zhì)量。也為今后的異地生產(chǎn)提供了保障。

1.4 電流的傳輸問題及方案

由于受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的制約,電控柜與電容柜的鏈接及電容柜與淬火變壓器的鏈接也必須科學(xué)合理,否則會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。淬火變壓器需要放置在3.8m的高空工作平臺(tái)上,造成淬火變壓器與電容柜的連接距離增大,容易造成傳輸電纜發(fā)熱,燒斷,嚴(yán)重時(shí)燒毀變壓器,安全沒有保障。我們采用水冷電纜來(lái)滿足需求。

1.5 淬火感應(yīng)器的設(shè)計(jì)制作方案

我們根據(jù)輥圈的有效寬度為800mm,設(shè)計(jì)并制作了淬火寬度為810mm的感應(yīng)器,并安裝自制的導(dǎo)磁體,保證輥圈表面一次性淬火,大大提高了工作效率。

2中頻淬火工藝參數(shù)的制定[3]

2.1 輥圈表面淬火工藝參數(shù)

我們根據(jù)輥圈的技術(shù)要求,確定頻率為4200Hz,輸出功率為160kW,旋轉(zhuǎn)速度為78mm/min,加熱溫度為900±10℃,利用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫槍測(cè)溫。

2.2 輥圈表面回火工藝的制定

我們利用直流調(diào)速裝置反轉(zhuǎn)方向,使筒體反方向旋轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)速度和淬火速度相等,只要減小輸出功率即可,利用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫槍測(cè)溫,使回火溫度控制在300℃～350℃。在回火過程中水系統(tǒng)正常工作。但淬火水壓可以降低,保證淬火感應(yīng)器不發(fā)熱為止。

3輥圈表面淬火回火后的性能

我們使用里氏硬度計(jì)(TH160)對(duì)輥圈的周長(zhǎng)及其寬度處進(jìn)行測(cè)試,每只輥圈共檢測(cè)200個(gè)點(diǎn),硬度分布比較均勻,輥面硬度均在HRC45-50范圍。滿足了輥圈的技術(shù)要求。6只輥圈的表面硬度詳見表1。

4效益測(cè)算

經(jīng)過我們的不解努力,精心設(shè)計(jì),精心組織,保質(zhì)保量保工期完成了3套筒體的6只滾圈中頻表面淬火任務(wù),使混合機(jī)制造項(xiàng)目劃上了圓滿的句號(hào)。為公司創(chuàng)造1000多萬(wàn)元的銷售收入作出了貢獻(xiàn)。同時(shí)也提升了我公司的熱處理專業(yè)水平,為今后制造特大型設(shè)備及異地表面熱處理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

5結(jié)語(yǔ)

(1)只要做好充分準(zhǔn)備,特大型件中頻表面淬火完全可以實(shí)現(xiàn)。目的是提高特大型件的表面硬度,增強(qiáng)耐磨性,延長(zhǎng)其使用壽命,節(jié)約原材料。

(2)熱處理表面淬火中頻設(shè)備完全可以實(shí)現(xiàn)整體移動(dòng)作業(yè),實(shí)現(xiàn)了在特殊環(huán)境下的作業(yè),滿足用戶的需求。也就是說,對(duì)長(zhǎng)期固定的中頻表面淬火設(shè)備得以創(chuàng)新和利用,充分發(fā)揮中頻表面淬火設(shè)備潛力。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘天明.現(xiàn)代感應(yīng)加熱裝置[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1996.

[2] 安正昆.鋼鐵熱處理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985.

[3] 樊東黎.熱處理工程師手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.