仇廣發(fā)/中國第一重型機(jī)械股份公司

特大型鋼錠模類鑄件的工藝質(zhì)量控制

仇廣發(fā)/中國第一重型機(jī)械股份公司

本文以生產(chǎn)600T鋼錠模為例，分析并總結(jié)了保證鋼錠模一次成型合格的鑄造、冶煉澆注、清理以及熱處理生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)，結(jié)果表明：在生產(chǎn)中嚴(yán)格按照本文的質(zhì)量控制要點(diǎn)對特大型鋼錠模生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，可保證所生產(chǎn)的特大型鋼錠模達(dá)到預(yù)期要求。

鋼錠模；鑄造；冶煉澆注；熱處理

近些年來隨著核電，機(jī)床，軋機(jī)，造船等新能源和裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展，全球?qū)Υ笮湾懠枨罅考眲≡黾?，?dǎo)致對特大型鋼錠模附具的需求量顯著提升。因此，對特大型鋼錠模工藝質(zhì)量控制的研究，對提升特大型鋼錠模制造工藝水平，延長鋼錠模使用壽命，降低鋼錠模廢品率具有重要意義。

一、產(chǎn)品情況及要求

600T鋼錠模，毛坯重296T，外形尺寸為φ5286mm×4487mm，最大壁厚為700mm。該鑄件內(nèi)腔為24棱表面，且內(nèi)腔光滑無凹凸不平，不得有粘砂、夾砂、氣孔等影響錠模脫錠的缺陷，鑄件外表不得有砂眼、縮孔及“漲肚”等影響美觀的缺陷。600T鋼錠模是我公司600T鋼錠生產(chǎn)過程中重要附具。

二、工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)

根據(jù)以上產(chǎn)品情況和控制要求可知，600T鋼錠模的制造難度非常大，為此開工前對該件進(jìn)行仔細(xì)分析，制定了以下工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)，并在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制：

1.鑄造工藝設(shè)計(jì)及造型階段質(zhì)量控制。如圖1，根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，鑄造采用主型木做型芯一體活皮實(shí)樣模型，螺桿把緊；結(jié)構(gòu)要堅(jiān)固，模型內(nèi)外表面要光滑，按照一級品制作。芯盒要保證強(qiáng)度，各個(gè)芯盒內(nèi)的嵌入式凸臺位置要準(zhǔn)確。主型上刻出每個(gè)冒口的位置線，要與芯盒中位置一致。內(nèi)腔尺寸必須準(zhǔn)確，24棱表面應(yīng)光滑，無凹凸不平。

該件為鑄鐵件，型芯均采用樹脂砂生產(chǎn)。與鑄鋼件相比，鑄鐵件的材質(zhì)可焊性差，屬于脆性材料，鋼錠模的內(nèi)表面光潔度要求很高，是鋼錠模的主要工作表面。該鑄件采用地坑造型，底面全部鋪滿耐火鋼磚，磚縫之間用砂撞實(shí)。由于樹脂砂發(fā)氣量大，必須做好排氣層，必須保證外型與氣道排氣通暢，內(nèi)腔芯頭底部吃砂量大于300mm，砂箱四角立放直徑120mm排氣管4根，每根排氣管外部纏滿空心尼龍繩，并向鑄件方向呈須狀引出，距離鑄件外表面150mm左右。加固硬砂床面積超出鑄件邊緣500mm，鋼軌端部應(yīng)與坑壁固定緊。地坑內(nèi)剩余面積、鑄件外圍必須用擋鐵擋好，填砂緊實(shí)，防止?jié)沧r(shí)跑火。

造型后，如圖2，外型刷醇基鋯英粉涂料2遍，第二遍刷完后用砂紙將不平部位磨平，再刷醇基鉛粉涂料，厚度大于1。5mm。每次刷完涂料要點(diǎn)燃，自然干燥后再刷下一遍。如圖3，內(nèi)腔芯刷醇基鋯英粉涂料，然后刷醇基鉛粉涂料，既要保證涂料厚度并要求涂料附著力好。

造型階段的檢查主要包括模型檢查、型芯砂的檢查、型芯尺寸的檢查、下芯、合箱的尺寸檢查。造型階段的工序繁瑣、工藝復(fù)雜，對操作者的能力要求很高，此階段必須嚴(yán)格控制，這是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，是決定鑄件質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵工序。

2.冶煉澆注工藝及質(zhì)量控制。采用電弧爐加鋼包精煉提供鐵水，冶煉過程中熔化期和氧化期由電弧爐來完成，還原期及精煉在鋼包精煉爐里進(jìn)行。鐵水要求C：

3.60 ～3.80%；Si：1.60～1.80%；Mn：0.60%～0.80%；P＜0.070%；

S＜0.060%進(jìn)行控制，嚴(yán)格控制殘余元素的含量。如圖4，此件為雨淋澆注系統(tǒng)，澆注前測鐵水溫度，澆注溫度為1235℃～1245℃（目標(biāo)值1240℃）。鐵水用兩個(gè)精煉包裝，一包裝170噸，另一包152噸，大包包孔直徑為φ110mm＊2；小包包孔直徑為φ110mm＊2（包孔必須開閉暢通）。包孔用專用填充材料，待鐵水溫度達(dá)到澆注溫度開始澆注。澆注時(shí)同時(shí)打開兩包四孔，全流澆注，注意觀察渣子和鐵豆不得進(jìn)入直澆道，當(dāng)鐵水升到分型面以上100mm－150mm時(shí)，兩包各關(guān)一孔，當(dāng)鐵水升到分型面450mm－550mm時(shí)大包用半開包孔澆注，此時(shí)小包交完，當(dāng)冒口上升高度750mm時(shí)停止?jié)沧?，每隔三十秒用半開包孔點(diǎn)注一次，將冒口澆滿，注意觀察包內(nèi)渣子不得進(jìn)入型腔。

3.清理、熱處理工藝及質(zhì)量控制。鋼錠模應(yīng)采用手工落砂，在使用風(fēng)鏟鏟除鋼錠模內(nèi)外燒結(jié)層時(shí)，注意不要損傷鑄件內(nèi)壁表面，內(nèi)壁盡量不打磨或少打磨，有效保護(hù)內(nèi)壁致密層組織，落砂后的鋼錠模不能被冷風(fēng)吹襲，以免出現(xiàn)裂紋。清理過程中只能用風(fēng)鏟，不得用烤槍燒烤。鋼錠模在放置運(yùn)輸過程中要防止變形，避免磕碰。采用去應(yīng)力退火和自然時(shí)效處理方式，防止鋼錠模初期開裂。

三、產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果

鑄造的600T鋼錠模內(nèi)表面平整光滑，沒有裂紋、砂眼、氣孔等缺陷，能夠滿足高溫高壓工作環(huán)境的要求，達(dá)到了規(guī)定的使用次數(shù)。

四、結(jié)論

1.按照本文的鑄造工藝設(shè)計(jì)、冶煉澆注、清理及熱處理工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)對600T鋼錠模生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，可保證所生產(chǎn)的鋼錠模最終達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)，滿足使用要求。

2.質(zhì)量控制從生產(chǎn)前端介入，合理的制定鋼錠模生產(chǎn)工藝，并在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行，對鑄件的實(shí)物質(zhì)量控制起著至關(guān)重要的作用。

［1］李立，陳維明，張曉博.大型鋼錠模鑄造工藝的研究與應(yīng)用［J］.鑄造工程，2011（6）：5～7，13.

［2］宋?？?大型鋼錠模鑄造工藝的改進(jìn)［J］.鑄造技術(shù)，2009，30（3）：323～324.

［3］杜成武，李廣田，朱苗勇.影響大型鋼錠錠模使用壽命的因素［J］.特殊鋼，2003，24（3）：33～36.

圖1 實(shí)樣模型

圖2 型腔

圖3 內(nèi)腔芯

圖4 澆注成型圖