黃宇彬

(北滿特殊鋼有限責任公司，黑龍江161041)

G20CrNi2MoA滲碳軸承鋼單支臂生產(chǎn)工藝實踐

黃宇彬

(北滿特殊鋼有限責任公司，黑龍江161041)

通過設(shè)計專用結(jié)晶器，優(yōu)化重熔工藝，成功實現(xiàn)G20CrNi2MoA電渣錠單支臂生產(chǎn)。

G20CrNi2MoA；電渣錠；單支臂

G20CrNi2MoA是鐵路滲碳軸承用鋼，質(zhì)量要求嚴格。2010年國內(nèi)某軸承廠在G20CrNi2MoA滲碳軸承鋼技術(shù)協(xié)議里要求：電渣重熔過程禁止更換電極棒，即每只冶煉鋼錠重熔一只電渣錠，防止更換電極棒導致的冶金缺陷。我公司現(xiàn)有電渣爐暫不具備單支臂生產(chǎn)能力，如何根據(jù)現(xiàn)有爐臺現(xiàn)狀，進行工藝改進，實現(xiàn)G20CrNi2MoA滲碳軸承鋼單支臂生產(chǎn)工藝，是目前迫切需要解決的問題。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 G20CrNi2MoA電渣重熔工藝現(xiàn)狀

目前使用?420 mm鑄坯自耗電極，采取交換電極棒生產(chǎn)3 t電渣錠。具體參數(shù)見表1。

表1 G20CrNi2MoA工藝參數(shù)Table 1 G20CrNi2MoA process parameters

1.2 電極坯料問題

目前可用于G20CrNi2MoA重熔的坯料規(guī)格有?330 mm、?420 mm鑄造電極棒，單支重量分別為1.550 t、2.400 t，現(xiàn)有鑄造坯料不能滿足單支電極棒生產(chǎn)3 t電渣錠的要求。

為解決電極坯料問題，將坯料由鑄坯改為□250 mm×280 mm連鑄坯，單支連鑄坯長度5 650 mm，重量3.100 t。

1.3 坯料改為連鑄坯后存在的問題

1.3.1 天車起吊高度受限

坯料長度5 650 mm，假電極長度1 500 mm，假電極吊環(huán)長度400 mm、小鉤長度860 mm，總長在8 410 mm，而天車起吊高度為7 500 mm，無法起吊。

1.3.2 支臂行程受限

現(xiàn)有爐臺支臂最高極限行程離地面4 700 mm～6 600 mm，支臂最低行程至小車最高行程距離為3 100 mm，支臂最高極限至小車最低位置距離為8 800 mm，鋼錠高度為1 670 mm。存在的問題：一是電極坯料化不盡；二是電極坯料無法掛在支臂上。

2 工藝設(shè)想及實施效果

2.1 工藝設(shè)想

在不進行設(shè)備改造的前提下，以天車高度為限控制假電極、吊鉤長度尺寸，實現(xiàn)單支臂生產(chǎn)3 t錠型G20CrNi2MoA電渣錠。

將假電極由1 500 mm縮短為800 mm。自制專用吊鉤，小鉤尺寸由860 mm縮短為430 mm。這樣坯料起吊高度為：坯料+假電極+吊環(huán)+小鉤=7 430 mm<7 500 mm起吊高度。

在保證電極坯料起吊高度的情況下，控制假電極尺寸為800 mm。為保證電極坯料化盡，必須縮短小車最高行程與支臂最低行程間的距離。解決辦法：制作一個500 mm 高的底墊，將結(jié)底水箱墊高500 mm。

圖1 交換電極電渣錠表面Figure1 The surface of ESR ingot produced by exchanging electrode

圖2 單支臂電渣錠表面Figure2 The surface of ESR ingot produced by single supporting arm

2.2 工藝實施

按照前期策劃及準備，先在2#電渣爐實驗，并取得成功。

在2#爐單支臂生產(chǎn)G20CrNi2MoA取得成功的基礎(chǔ)上，相繼在0#、3#、18#爐單支臂生產(chǎn)G20CrNi2MoA取得成功。

2.3 實施效果

2.3.1 電渣錠表面

從試驗結(jié)果看，采用單支臂生產(chǎn)的電渣錠表面明顯好于交換電極生產(chǎn)的電渣錠。跟蹤0#爐、2#爐生產(chǎn)的28支電渣錠，其中：交換電極生產(chǎn)6支，單支臂生產(chǎn)22支。

交換電極生產(chǎn)的6支，表面出現(xiàn)渣溝2支(0#爐、2#爐各一支)，見圖1。

表2 交換電極與單支臂冶煉電耗指標和冶煉時間Table 2 Smelting power consumption indicator andsmelting time of exchanging electrode and single supporting arm

表3 □250 mm×280 mm連鑄坯與?420 mm鑄坯冶煉時間及電耗對比Table 3 Comparison between the smelting time and power consumption of □250 mm ×280 mm continuous casting billet and ? 420 mm billet

表4 新設(shè)計專用結(jié)晶器尺寸Table 4 Size of newly designed special crystallizer

單支臂生產(chǎn)的22支，未出現(xiàn)渣溝，見圖2。

2.3.2 理化指標

化學成分、力學性能、低倍組織、宏觀夾雜物、非金屬夾雜物、晶粒度、顯微組織、表面質(zhì)量、超聲檢測均合格。

2.3.3 冶煉時間和冶煉電耗

冶煉時間及冶煉電耗見表2。

3 工藝改進

(1)雖然通過使用□250 mm×280 mm連鑄坯代替?420 mm鑄坯實現(xiàn)了單支臂生產(chǎn)3 t G20CrNi2MoA電渣錠，且在使用同樣坯料的前提下，單支臂生產(chǎn)在電耗、冶煉時間等方面都優(yōu)于交換電極生產(chǎn)，但由于采用250 mm×280 mm連鑄坯代替?420 mm鑄坯后填充比變化大，導致冶煉時間及電耗增加，見表3。

(2)重新設(shè)計制作結(jié)晶器，專用于3 t G20CrNi2MoA電渣錠的生產(chǎn)，結(jié)晶器尺寸見表4。

(3)專用結(jié)晶器優(yōu)點

填充比達0.36，比現(xiàn)有的□500/560 mm×2 000 mm坯料提高近0.12，對提高表面質(zhì)量、降低電耗及提高生產(chǎn)效率均有好處。

采用新制作的?480/520 mm×2 300 mm鑄坯生產(chǎn)3 t電渣錠，電渣錠高度為2 090 mm，比用□500/560 mm坯料生產(chǎn)的3 t錠型高度增加了

表5 新設(shè)計專用結(jié)晶器與原結(jié)晶器使用對比Table 5 Comparison between newly designed special crystallization and original crystallization

420 mm，提高成材率近3%。

(4)專用結(jié)晶器使用效果?480/520 mm新結(jié)晶器投入使用后，共跟蹤694支電渣錠的生產(chǎn)，并與采用□500/560 mm結(jié)晶器進行對比，見表5。

由表5可見，在冶煉時間縮短不大的情況下，電耗下降了335.31 kWh/t。

4 結(jié)束語

(1)生產(chǎn)實踐表明，用250 mm×280 mm坯料代替?420 mm鑄坯實現(xiàn)單支臂生產(chǎn)3 t G20CrNi2MoA電渣錠是可行的。

(2)通過重新設(shè)計制作?480/520 mm專用結(jié)晶器，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，在提高生產(chǎn)效率及降低能耗方面效果明顯。

(3)在不對現(xiàn)有設(shè)備進行改造、只需通過對輔助工具進行優(yōu)化的情況下，實現(xiàn)0#、2#、3#、18#爐具備單支臂生產(chǎn)G20CrNi2MoA電渣錠1 000t/月的能力。

編輯 杜青泉

1Carburized Bearing Steel

HuangYubin

Through the design of special crystallizer and optimization of remelting process, the production of G20CrNi2MoA ESR ingot by single supporting arm has been realized.

G20CrNi2MoA; ESR ingot; single supporting arm

2013—08—01

黃宇彬(1973—)，男，冶煉工程師，從事電渣冶煉工藝研究。

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