【摘 要】通過(guò)多年對(duì)大型鑄鋼件操作側(cè)機(jī)架生產(chǎn)工藝的深入探討，并且經(jīng)過(guò)多次的技術(shù)認(rèn)證，以及計(jì)算機(jī)模擬仿真實(shí)驗(yàn)，保障了鑄件鑄造工藝的科學(xué)合理性，穩(wěn)定性，使鑄件內(nèi)部以及外部都可以達(dá)到優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量要求，使大型鑄鋼件的設(shè)計(jì)更符合要求。

【關(guān)鍵詞】大型鑄鋼件；操作側(cè)機(jī)架；鑄造工藝

在大型鋼寬厚板設(shè)備中最主要的配件即是操作側(cè)機(jī)架。產(chǎn)品由于長(zhǎng)、重、內(nèi)部要求的質(zhì)量較高，所以在進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中要承受非常大的工作負(fù)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(zhì)量，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次技術(shù)的實(shí)際論證，改善鑄件的生產(chǎn)工藝，以求達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求，第一，對(duì)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(shí)樣模型，以及樹(shù)脂砂所制作成的芯、型等來(lái)保障鑄件的精準(zhǔn)度，減少鑄件的砂眼以及縫隙和氣孔等缺陷現(xiàn)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(cè)機(jī)架的冶煉標(biāo)準(zhǔn)，杜絕澆注不均勻而發(fā)生的缺陷；第四，加長(zhǎng)改造操作側(cè)機(jī)架，達(dá)到操作側(cè)機(jī)架進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的各種要求，保障了操作側(cè)機(jī)架鑄造技術(shù)的穩(wěn)固性以及科學(xué)合理性。

1.技術(shù)條件

1.1鑄件材質(zhì)及性能要求

操作側(cè)機(jī)架除了要保證鑄件表面光滑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，還要保證鑄件有非常精確的尺寸精準(zhǔn)度以及良好的力學(xué)性能和嚴(yán)格的生產(chǎn)條件要求。依據(jù)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的要求規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，操作側(cè)機(jī)架Z1451自身材質(zhì)是ZG270-500，包含的化學(xué)成份以及力學(xué)性能如表1

ZG270-500化學(xué)成分和力學(xué)性能表1

1.2無(wú)損探傷檢查要求

在鑄件內(nèi)窗口的下面孔位置四周80mm，操作側(cè)機(jī)架壁的厚度是3等分中間于100mm距離內(nèi)，依據(jù)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（JB/T5000.14-2007）利用超聲方式進(jìn)行探測(cè)損傷位置，發(fā)生損壞的位置小于三級(jí)；在操作側(cè)機(jī)架的四個(gè)圓形的內(nèi)窗口和軋制中心線300mm距離內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)（JB/T5000.14-2007）進(jìn)行磁粉探傷檢查，損傷等級(jí)小于三級(jí)。[2]

2.操作側(cè)機(jī)架鑄造工藝可行性研究

2.1操作側(cè)機(jī)架技術(shù)條件要求

操作側(cè)機(jī)架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，不過(guò)在進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中要承受較大的承受力，其使用的材質(zhì)是ZG20SiMn。這無(wú)疑就提升了對(duì)鑄件的質(zhì)量以及強(qiáng)度，來(lái)達(dá)到較生產(chǎn)力的負(fù)荷。利用超聲進(jìn)行損傷的檢驗(yàn)可以適用于力學(xué)所要求的程度能力和沖擊力。

2.2操作側(cè)機(jī)架的可行性研究

企業(yè)現(xiàn)有的起重以及熔煉和保溫的設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)時(shí)的能力有限。想要保溫和熔煉115T的鋼水時(shí)，傳統(tǒng)的冶煉技術(shù)，現(xiàn)有設(shè)備不能滿足115T鋼水的熔煉和保溫。經(jīng)過(guò)研究，采用40T電弧爐熔煉3爐鋼水，將共計(jì)為80T的鋼水進(jìn)行循環(huán)式保溫，第3爐鋼水40T出來(lái)之后和之前兩爐鋼水一起進(jìn)行灌注。需要聯(lián)合作業(yè)，嚴(yán)格控制出爐的時(shí)間、溫度，使?jié)沧⒌匿撍３忠恢滦?，確保操作側(cè)機(jī)架毛坯件的質(zhì)量要求。[2]

當(dāng)時(shí)企業(yè)的起重設(shè)備也不能滿足115T鑄件的吊起功能，因此無(wú)法進(jìn)行鑄件的搬運(yùn)工作。為了可以有效地解決這一問(wèn)題，進(jìn)行反復(fù)的操作嘗試，最后利用2臺(tái)起重機(jī)同時(shí)進(jìn)行配合將為75T/2=150T的鑄件進(jìn)行吊起，最終操作成功。

3.操作側(cè)機(jī)架鑄造工藝

在進(jìn)行操作側(cè)機(jī)架的鑄造過(guò)程中，生產(chǎn)工藝可以可以分成：確立適合的生產(chǎn)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(shù)量以及尺寸；采用最佳適合的澆注實(shí)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(cè)機(jī)架最大散熱面積所處于的調(diào)度是330mm。將機(jī)架的最大面積的平面處作為分型面，把機(jī)架在330mm高度時(shí)放在下箱處，利用一側(cè)進(jìn)行澆注。這樣澆注的鋼水即平正，又穩(wěn)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(shí)樣的木型作為操作側(cè)機(jī)架的實(shí)樣。在木型表層進(jìn)行鋼、木以及土結(jié)合一起的制作方法，達(dá)到機(jī)架內(nèi)芯盒的形成，達(dá)到模樣的質(zhì)量要求，節(jié)省了木材及時(shí)間。鑄造的過(guò)程中型砂以及芯砂的制作材料非常重要。為了使機(jī)架的質(zhì)量符合要求，利用樹(shù)脂作為型、芯砂。即可以保證砂型以及砂芯的質(zhì)量要求，又可以使生產(chǎn)率得以提高。

3.3冒口的確定

結(jié)合操作側(cè)機(jī)架的結(jié)構(gòu)，利用明冒口，為了是達(dá)到更高的補(bǔ)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(shí)現(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，更好地保障了鑄件的質(zhì)量要求。

3.4確立澆注系統(tǒng)

依據(jù)的設(shè)計(jì)原則是在型內(nèi)使液態(tài)金屬可以穩(wěn)定上升。樹(shù)脂砂避免高溫烘烤，迅速的澆注。澆注時(shí)的流量要適時(shí)的加大。

3.5理論證明生產(chǎn)工藝的制造

利用計(jì)算機(jī)建立的模型試驗(yàn)，所得出的結(jié)論是：冒口下出現(xiàn)小量的縮松，表明了溫度的控制出現(xiàn)了問(wèn)題。這時(shí)需將冒口的兩邊添加凸臺(tái)，然后再進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這時(shí)就沒(méi)有在鑄件內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷問(wèn)題。

（1）冒口的計(jì)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(jì)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(yè)進(jìn)行熱處理的窯總長(zhǎng)為8500mm，[3]但是鑄造出來(lái)的鑄件總長(zhǎng)確有了9700mm，需要將熱處理窯加長(zhǎng)到時(shí)1500mm。鑄件的熱處理技術(shù)工藝要利用正火加上回火的熱處理工藝，使鑄件整體的內(nèi)部達(dá)到力學(xué)性能的要求標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)束語(yǔ)

作為最大重量的Z1451鑄件，所使用的生產(chǎn)工藝為全部產(chǎn)品的準(zhǔn)時(shí)交貨，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Z1451操作側(cè)機(jī)架不僅具備了生產(chǎn)大型鋼件的生產(chǎn)能力，也為今后的生產(chǎn)過(guò)程攢下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]林琳，賀峰，解曉康，楊進(jìn)軍，周銀寶.軋鋼機(jī)機(jī)架大型鑄鋼件鑄造工藝研究[J].鑄造技術(shù)，2011，03：300-302.

[2]韓桂新，蔡振東.大型鑄鋼件操作側(cè)機(jī)架的鑄造工藝[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009，08：34-36.

[3]韓桂新.寶鋼寬厚板設(shè)備中操作側(cè)機(jī)架鑄造工藝的改進(jìn)[J].熱加工工藝，2011，07：188-190.