中國第一重型機(jī)械股份公司 （黑龍江 161042） 范遵才

立輥機(jī)架是軋機(jī)設(shè)備中的關(guān)鍵受力部件，形狀復(fù)雜，機(jī)體承受負(fù)荷大，質(zhì)量要求高，軋輥軸承座及軋輥調(diào)整裝置等都需安裝在機(jī)架上，鑄件不得存在縮孔、夾雜、裂紋和疏松等鑄造缺陷。我公司生產(chǎn)的立輥機(jī)架毛重209.5t、鋼液重352.5t，最大外形尺寸為8250mm×4100mm×2750mm，材質(zhì)為GE240N，結(jié)構(gòu)如圖1所示，除對(duì)尺寸精度要求較高外，對(duì)鑄件內(nèi)外部質(zhì)量的要求也非常嚴(yán)格，內(nèi)部質(zhì)量按歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12680進(jìn)行檢驗(yàn)，外部質(zhì)量按歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1369進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，要求在指定位置附鑄本體試塊，用于性能檢測(cè)，化學(xué)成分及力學(xué)性能要求見表1、表2。

表1 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

圖1 立輥機(jī)架結(jié)構(gòu)示意

表2 力學(xué)性能

一、造型過程控制

1.造型材料

立輥機(jī)架的型砂、芯砂均采用樹脂自硬砂，面砂為鉻鐵礦樹脂自硬砂，厚度為60～80mm，背砂為石英砂樹脂自硬砂。樹脂砂造型相對(duì)于粘土砂造型具有鑄件表面質(zhì)量高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，流動(dòng)性好，易緊實(shí)，潰散性好，鑄件尺寸精度高，以及保溫效果好等優(yōu)點(diǎn)。鉻鐵礦砂具有較高的耐熱性，熱導(dǎo)率比硅砂大幾倍，因此對(duì)于面砂及熱節(jié)較大處放置鉻鐵礦砂，有利于防止粘砂及裂紋缺陷的產(chǎn)生，有利于提高鑄件質(zhì)量。

2.造型

立輥機(jī)架采用地坑造型，要求打好加固硬砂床，保證型砂緊實(shí)度，砂床需臥f100～f150mm排氣管8根，以保證排氣順暢。由于立輥機(jī)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中，采用實(shí)樣與砂芯相結(jié)合的方式進(jìn)行生產(chǎn)，要求在舂制主型及砂芯過程中，對(duì)于影響收縮的部位應(yīng)多放疏松層(如草把子、干砂、鋸末等)。由于樹脂砂在澆注過程中會(huì)產(chǎn)生大量氣體，如果排氣不暢，將會(huì)對(duì)鑄件質(zhì)量造成影響，在澆注過程中易產(chǎn)生“放炮”現(xiàn)象，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)安全事故，這就需要做好樹脂砂的排氣工作，實(shí)踐證明，采用草繩或鑄造用空心尼龍繩可有效保證樹脂砂排氣順暢。對(duì)于冷鐵、澆口等嚴(yán)格按工藝圖樣要求臥放，下芯時(shí)按中心線量好尺寸，保證尺寸符合圖樣要求，由班組、工段、技術(shù)科三級(jí)聯(lián)檢，確保尺寸準(zhǔn)確。為防止鑄件粘砂，要求砂型、砂芯要舂實(shí)，保證強(qiáng)度，并做好涂料涂刷工作，涂料種類采用醇基鋯粉涂料，涂層厚度保證在1.5mm以上。

3.澆注

（1）澆注前準(zhǔn)備 保證型腔、澆口清潔干凈，按工藝要求壓好壓鐵，通過計(jì)算，該鑄件需壓鐵重為500t，準(zhǔn)備好保溫劑及覆蓋劑。

（2）澆注系統(tǒng)參數(shù) 澆注采用兩包合澆，包孔直徑和數(shù)量為：1#澆包2—f110mm，2#澆包2—f110mm。澆注系統(tǒng)設(shè)置為：直澆道4—f140mm、橫澆道為f140mm，內(nèi)澆道為兩層分布，每層為28—f80mm。

（3）澆注過程 澆注共分兩次完成。第一次澆注需鋼液340t，分兩包澆注，兩精煉包均裝鋼液170t，澆注前測(cè)各包鋼液溫度，澆注溫度1540～1555℃。澆注前兩包均進(jìn)行外引流。

澆注時(shí)要求兩包4孔齊開，全流澆注，當(dāng)鋼液上升到分型面以上350mm時(shí)兩精煉包各關(guān)一孔，兩包均用單孔澆注，澆完為止，澆注時(shí)仔細(xì)觀察，嚴(yán)禁渣子進(jìn)入型腔。第一次澆注結(jié)束后1號(hào)冒口的高度為1400mm左右（距離分型面），澆注結(jié)束后立即向1#冒口內(nèi)撒入厚度大于250mm的保溫劑。

第二次澆注在第一次澆注后30～45min進(jìn)行，需鋼液12.5t，澆注溫度應(yīng)高于1590℃，包孔1—f80mm，通過冒口專用澆口向兩個(gè)1#冒口同時(shí)補(bǔ)澆，澆完為止，第二次澆注后1#冒口的高度為1800mm左右，澆注結(jié)束后向1#冒口內(nèi)撒厚度大于250mm的保溫劑，并加蓋芯保溫。

二、清理過程控制

1.落砂與切割冒口

為了有效利用能源，降低生產(chǎn)成本，確定采用鑄件余熱，切割兩端最大的1#冒口，要求切割時(shí)鑄件溫度高于300℃，每個(gè)冒口切割都要一次完成，不能間斷，冒口割掉后放在原處不動(dòng)，在割口四周覆蓋400mm厚干砂，48h后將冒口移走。

冒口移走后落砂，余熱切割冒口根、澆口、飛邊，除割筋外，鑄件上其余附著物都要清理干凈。進(jìn)窯時(shí)的毛坯重約210t。

為防止鑄件冒口切割后出現(xiàn)裂紋，要求其余冒口需進(jìn)窯加熱后切割，保證冒口切割溫度≥250℃。在冒口切割完后，將鑄件裝爐進(jìn)行熱處理。

2.熱處理

熱處理工序是保證鑄件獲得理想性能的重要一環(huán)，根據(jù)鑄件特點(diǎn)，結(jié)合以往處理厚大鑄件的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，我們決定采用正火+回火熱處理方式。熱處理曲線如圖2所示。

圖2 立輥機(jī)架性能熱處理工藝

熱處理后對(duì)附鑄試塊進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)，結(jié)果見表3。經(jīng)檢測(cè)性能完全符合要求。

表3 力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果

3.精整

鑄件經(jīng)粗加工后，返回鑄鋼分廠進(jìn)行精整，包括碳弧氣刨、打磨、無損檢測(cè)、劃線、補(bǔ)焊及最終熱處理等過程。

（1）碳弧氣刨 清除鑄件表面氧化皮、超聲波檢測(cè)缺陷，并按補(bǔ)焊工藝要求對(duì)缺陷開出合適坡口等。

（2）打磨 采用角磨機(jī)將鑄件表面打磨光滑，符合無損檢測(cè)要求。對(duì)于補(bǔ)焊處，表面達(dá)到焊前合格。

（3）無損檢測(cè) 按圖樣及技術(shù)規(guī)范要求，做好鑄件的UT、MT檢測(cè)，確保鑄件合格。

（4）劃線 在鑄件返回精整及缺陷補(bǔ)焊合格后，檢查員均需對(duì)鑄件尺寸進(jìn)行檢查，確保尺寸符合圖樣要求，對(duì)尺寸超差部分應(yīng)在鑄件上標(biāo)記清楚，由清理、熱焊工段進(jìn)行修復(fù)。

（5）補(bǔ)焊 對(duì)于鑄件缺尺及缺陷部位，按補(bǔ)焊工藝進(jìn)行補(bǔ)焊，采用ER50—6焊絲，直徑為1.2mm，鑄件補(bǔ)焊預(yù)熱溫度≥150℃，焊后需做MT、UT檢測(cè)，確保補(bǔ)焊合格。

（6）最終熱處理 在鑄件無損檢測(cè)及尺寸檢查均合格后，為消除焊補(bǔ)應(yīng)力、穩(wěn)定組織，對(duì)立輥機(jī)架進(jìn)行最終去應(yīng)力退火處理，工藝曲線如圖3所示。

圖3 立輥機(jī)架最終去應(yīng)力退火工藝曲線

三、結(jié)語

立輥機(jī)架精整后，經(jīng)用戶的嚴(yán)格驗(yàn)收，鑄件尺寸符合設(shè)計(jì)要求，表面光潔、平整，經(jīng)UT、MT檢測(cè)均符合要求。通過嚴(yán)抓過程控制，有效保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，為同類四柱立輥機(jī)架生產(chǎn)提供了成功經(jīng)驗(yàn)。