CN103691914A - 贝氏体槽帮铸造工艺 - Google Patents

Abstract

一种贝氏体槽帮铸造工艺包括以下铸造步骤：浇注系统设计，利用MAGAMA铸造工艺模拟软件进行槽帮浇铸系统的设计；槽帮补缩系统设计，对设计好的槽帮浇铸系统进行探伤验证和解剖切片验证，验证附合要求后固定槽帮的铸造工艺；尺寸验证；造型工序；熔炼工序；浇铸工序；开箱工序；落砂清理，气割、打磨；热处理；抛丸；产品入库。采用本发明铸造的槽帮，槽长2050mm、槽宽1400mm，使用贝氏体材作为1400槽帮，针对运输能力可达到2500Mt/年、高承载负荷输送机，保证了刮板运输机的可靠、安全、高效运行，使用贝氏体材作为1400槽帮，显著提高矿井的生产能力和经济效益。

Description

贝氏体槽帮铸造工艺

技术领域：

本发明涉及槽帮铸造领域，特别涉及一种贝氏体槽帮铸造工艺。

背景技术：

槽帮是输送机的保护部件，可以极大的保护输送机的正常运行及减少运行损耗，是输送机的重要组成部分。吉林腾泰重型机械集团有限公司采用“V”法铸造工艺技术，不仅可以提高产品精度，缩短生产周期，减低生产成本，同时还可以极大的减少砂的排放量，降低环境污染。

刮板输送机的中部槽是物料的承载部分，运行过程中承受煤、刮板和链条的剧烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的质量占刮板输送机总质量的70% 以上，刮板输送机的失效，也多由中部槽的过度磨损或断裂引起，所以，中部槽的使用寿命是衡量整机寿命的重要指标。中部槽除运煤外，还要承受采煤机的运行负荷，推、拉液压支架的侧向力和纵向力，大块煤、岩石卡死在槽中时的挤压、冲击力等。以上恶劣工况，造成中部槽的损坏形式除磨损外，还有槽体的变形和连接件的损坏。因此，超重型刮板运输机用槽宽1400mm贝氏体铸钢槽帮，能保证了刮板运输机的可靠、安全、高效运行，显著提高矿井的生产能力和经济效益，产品市场前景广阔。

中部槽槽帮是重型刮板机的关键零部件，槽帮的质量和各项机械性能以及抗磨损能力是关系到整台刮板运输机的性能。目前，国外重型刮板输送机中部槽过煤量保证值为600Mt，最高寿命可达1200Mt，而国产中部槽过煤量只有400～500Mt。据了解国内外上尚没有槽长2050mm、槽宽1400mm的中部槽，运输能力可达到2500Mt/年，由于槽长和槽宽的加大，运输能力和承载负荷的增加，对中部槽的槽帮的受力要求也就大大增加，对槽帮的材料要求和槽帮铸造工艺质量要求也就有了质的变化。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种贝氏体槽帮铸造工艺，通过该槽帮铸造工艺可铸造出槽长2050mm、槽宽1400mm的槽帮。

贝氏体槽帮铸造工艺包括以下铸造步骤：

贝氏体槽帮铸造工艺包括以下铸造步骤：

浇注系统和补缩系统设计，利用MAGAMA铸造工艺模拟软件进行槽帮工艺设计，合理设计浇铸系统和槽帮的补缩系统；

工艺验证，对设计好的槽帮浇铸系统进行探伤验证和解剖切片验证，验证附合要求后固定槽帮的浇铸系统；

尺寸验证，通过对首件槽帮的划线检查和利用电脑样板对槽帮尺寸的符合性进行检查，通过对槽帮模型尺寸的修改达到槽帮尺寸的要求；

造型工序，造型工序包括模具准备、装箱、起模、下芯合箱、涂刷涂料；

熔炼工序，槽宽1400mm中部槽贝氏体槽帮采用电弧炉熔炼，熔炼材料采用废钢，废钢采用新的边角废料；

浇铸工序,浇铸工序必须按照先慢、中间快、后慢的原则进行浇铸，中间要全流浇铸，等冒口达到三分之二高度后再减慢浇铸速度，同时做好冒口保温剂的覆盖工作，保温剂在10分钟内不得见红; 档、铲板每件浇铸时间为48-60秒，浇铸时间不得超过60秒，以确保钢水液面在型腔内的上升速度;冒口高度必须浇到冒口圈3/4以上；除附铸试棒外，还需浇铸单铸试棒，每炉在浇铸完第二件铸型后，移包浇铸单铸试棒;

开箱工序，档铲板在浇铸后12小时后方可开箱；在浇铸完成后，在砂箱上标注写明开箱的具体时间；到时间后，开箱工序操作工进行开箱操作;

落砂清理，开箱后，保证在200℃左右开始落砂清理；

气割浇冒口和飞边毛刺，气割时铸件温度100-150℃；

气刨补焊，铸件温度预热在100-150℃；

打磨，对产品进行外观磨光；

热处理，抛丸，产品入库。

采用本发明铸造的槽帮，槽长2050mm、槽宽1400mm，使用贝氏体材作为1400槽帮，针对运输能力可达到2500Mt/年、高承载负荷输送机，保证了刮板运输机的可靠、安全、高效运行，使用贝氏体材作为1400槽帮，显著提高矿井的生产能力和经济效益，产品市场前景广阔；槽帮的耐磨性大于ZG30SiMn的4倍以上，中部槽的使用寿命得到大大的提高；铸造工艺与普通低合金钢铸造工艺相同，热处理工艺简单，正火后即可达到中碳钢及低合金钢的硬度，而且硬化层深（薄件通体硬化），制造成本低，使用可靠性高。

具体实施方式：

槽帮铸造工艺包括以下铸造步骤：

浇注系统设计和补缩系统设计，利用MAGAMA铸造工艺模拟软件进行槽帮浇铸系统和补缩系统的设计，达到合理设计浇铸系统和槽帮的补缩系统；

工艺验证，对设计好的槽帮浇铸系统和补缩系统，进行探伤验证和解剖切片验证，验证附合要求后固定槽帮的浇铸系统；

尺寸验证，通过对首件槽帮的划线检查和利用电脑样板对槽帮尺寸的符合性进行检查，通过对槽帮模型尺寸的修改达到槽帮尺寸的要求；

造型工序, 模型使用前，由面砂工位操作者进行仔细检查，模型表面有不平整或不符合要求的不得投入造型，造型前确保模型干净平整，是利用脱模剂擦拭过的，同时检查型板定位销是否有松动现象，如有松动及时检查坚固。型板表面必须将直浇道下方放置耐火砖的位置用油漆画出;

  型板模型进入到面砂工位后，必须先人工将模型表面捂好面砂后，再套入砂箱，防止砂箱上的浮砂沾在模型表面，造成铸件砂眼，在模型周边必须人工紧实面砂，确保与钢液直接接触的型腔的紧实度按照铸造工艺图的要求放置冷铁、冒口、耐火砖，公母头下好吊铁;

  背砂填充工位必须利用风镐紧实，确保砂型紧实度，防止铸件变形，按照铸造工艺在扎排气孔时要注意力度和深度，不得将模型表面扎出小坑，否则将严厉处罚，按照工艺要求放置排气板，每班生产前和结束后由模型工对模型进行检查;

  真空工位：真空工位按照VRH操作规程的要求操作，并根据型腔的砂型强度，微调保压时间，确保砂型有足够的强度，检查标准以大拇指指甲盖在铸型表面用力划，划痕为白色并且不得有掉砂现象发生。对于型砂强度不够(不能满足上述检查标准的)不能转入合箱工序，如发生型砂强度不够的现象由班组长及时通知面砂工位对混砂机的变频泵进行调整，增加水玻璃加入量，直到符合上述检验标准为止;

   起模工位：起模工位要确保起模表面平整光滑，公母头起坏的在进行修型时一定要保证修补处的坚实度，所修部位与原结合面处涂抹粘结剂，不能涂抹粘结剂时，在原表面涂刷水玻璃后用面砂修补;

   修型后的检查：质量部根据图纸的要求制作公母头的样板，修型操作者利用样板对修型后的公母头进行检查，依照样板保证重要尺寸的修型质量，符合要求后方可进入到下一工序。本工序由技术部重点进行监控;

   涂料工位：为了确保133S槽帮表面光洁，防止沾砂，砂型涂料涂刷二遍，关键部位刷三遍，芯头间隙处用腻子抹平，涂料表面用水砂纸打磨平整光滑。尤其是铲板下箱铲面部位和上箱公母头立面处涂料一定要处理平整光滑、档板的推移耳尺寸较高，下芯之前必须将涂料层处理光滑平整，公母头端面的砂型表面必须保证平整;

  下芯合箱工位：档铲板槽帮在哑铃销槽处全部采用铬矿砂制芯，下芯时一定要保证芯头的间隙配合合理，保证芯与型之间配合紧密，间隙较大时要用石棉填充，不得直接使用涂料膏填充。合箱工序必须在合箱工作场地进行，严禁在造型场地将箱合好后转运至合箱厂地，在合箱前检查分型面是否平整，不得有高点存在，将型腔进行内浮砂等杂物吹干净，定位销安放到位，在容易跑火的部位放置石棉绳，在合箱前工序检查员，要对铸型进行仔细检查，技术部重点监控合箱工序;

在合箱前一定要将地势刮平刮实，防止从箱底跑火；

熔炼工序，槽宽1400mm中部槽槽帮采用电弧炉熔炼，熔炼材料采用废钢，废钢采用新的边角废料，熔炼过程中，二次加料时，加入钼铁0.57%至0.60%，熔炼中，每炉的氧化脱碳量为大于等于0.35%，熔清取样分析C>=0.40%，固定剂碳含量为85%至95%；熔清后取样分析C、P，如C<=0.40%，进行增碳达，P>=0.030%，要采取流渣操作，加大渣量，在钢水温度低于1560度之前，将P脱至0.013%以下，禁止P>=0.015%进入氧化期；钢水温度达到1560度以上时，方可进行吹氧操作；氧化用铁矿石及造渣剂、白灰、萤石、碳粉、硅铁粉必须干燥不得有任何潮湿，须经过600度以上烘烤后方可入炉使用；

在氧化期末必须保持5-10分钟的净沸腾时间，在净沸腾期间可先补0.1%锰铁，来降低钢液中的氧活度；

 贝钢的终点碳控制在0.04-0.06%之间，不得高于0.06%；

 当氧化期末取样分析C<=0.06%，p<=0.015%，钢水温度达到1600℃以上方可扒渣，进入还原期；

  还原期重点控制硅、锰量，硅量按下限控制，锰量按中限控制，碳量最好控制下线；

还原渣解期造白渣进行脱氧脱硫，还原期末取样分析当化学成份符合要求，出钢温度达到1620-1640℃，浇铸圆杯试样，收缩良好时方可出钢；

出钢前钢包应烘烤至暗红色，在起包前在包内加入铝进行终脱氧；

出钢完毕至开始浇铸，需经过4-7分钟的镇静；

浇铸工序,浇铸工序必须按照先慢、中间快、后慢的原则进行浇铸，中间要全流浇铸，等冒口达到三分之二高度后再减慢浇铸速度，同时做好冒口保温剂的覆盖工作，保温剂在10分钟内不得见红;

 每件浇铸时间为48-60秒，浇铸时间不得超过60秒，以确保钢水液面在型腔内的上升速度;

 冒口高度必须浇到冒口圈3/4以上，绝不允许冒口高度浇不够现象的发生，确保铸件补

 除附铸试棒外，还需浇铸单铸试棒，每炉在浇铸完第二件铸型后，移包浇铸单铸试棒;

在浇铸完成后，在砂箱上标注写明开箱的具体时间；到时间后，开箱工序操作工进行开箱操作，时间不得提前，可以后延;

开箱工序,档铲板在浇铸后12小时后方可开箱;

落砂清理，开箱后，保证在200℃左右开始落砂清理；

气割浇冒口和飞边毛刺，气割时铸件温度100-150℃。

气刨补焊：铸件温度预热在100-150℃。

打磨，对产品进行外观磨光

热处理；抛丸；产品入库。

采用本发明铸造的槽帮，槽长2050mm、槽宽1400mm，使用贝氏体材作为1400槽帮，针对运输能力可达到2500Mt/年、高承载负荷输送机，保证了刮板运输机的可靠、安全、高效运行，使用贝氏体材作为1400槽帮，显著提高矿井的生产能力和经济效益，产品市场前景广阔；槽帮的耐磨性大于ZG30SiMn的4倍以上，中部槽的使用寿命得到大大的提高；铸造工艺与普通低合金钢铸造工艺相同，热处理工艺简单，正火后即可达到中碳钢及低合金钢的硬度，而且硬化层深（薄件通体硬化），制造成本低，使用可靠性高。

Claims (3)

1.一种贝氏体槽帮铸造工艺，其特征在于：贝氏体槽帮铸造工艺包括以下铸造步骤：

浇注系统和补缩系统设计，利用MAGAMA铸造工艺模拟软件进行槽帮工艺设计，合理设计浇铸系统和槽帮的补缩系统；

工艺验证，对设计好的槽帮浇铸系统进行探伤验证和解剖切片验证，验证附合要求后固定槽帮的浇铸系统；

尺寸验证，通过对首件槽帮的划线检查和利用电脑样板对槽帮尺寸的符合性进行检查，通过对槽帮模型尺寸的修改达到槽帮尺寸的要求；

造型工序，造型工序包括模具准备、装箱、起模、下芯合箱、涂刷涂料；

熔炼工序，槽宽1400mm中部槽贝氏体槽帮采用电弧炉熔炼，熔炼材料采用废钢，废钢采用新的边角废料；

浇铸工序,浇铸工序必须按照先慢、中间快、后慢的原则进行浇铸，中间要全流浇铸，等冒口达到三分之二高度后再减慢浇铸速度，同时做好冒口保温剂的覆盖工作，保温剂在10分钟内不得见红; 档、铲板每件浇铸时间为48-60秒，浇铸时间不得超过60秒，以确保钢水液面在型腔内的上升速度;冒口高度必须浇到冒口圈3/4以上；除附铸试棒外，还需浇铸单铸试棒，每炉在浇铸完第二件铸型后，移包浇铸单铸试棒;

开箱工序，档铲板在浇铸后12小时后方可开箱；在浇铸完成后，在砂箱上标注写明开箱的具体时间；到时间后，开箱工序操作工进行开箱操作;

落砂清理，开箱后，保证在200℃左右开始落砂清理；

气割浇冒口和飞边毛刺，气割时铸件温度100-150℃；

气刨补焊，铸件温度预热在100-150℃；

打磨，对产品进行外观磨光；

热处理，抛丸，产品入库。

2.如权利要求1所述的贝氏体槽帮铸造工艺，其特征在于：熔炼过程中，二次加料时，加入钼铁0.57%至0.60%，熔炼中，每炉的氧化脱碳量为大于等于0.35%，熔清取样分析C>=0.40%，固定剂碳含量为85%至95%；熔清后取样分析C、P，如C<=0.40%，进行增碳达，P>=0.030%，要采取流渣操作，加大渣量，在钢水温度低于1560度之前，将P脱至0.013%以下，禁止P>=0.015%进入氧化期；钢水温度达到1560度以上时，方可进行吹氧操作；氧化用铁矿石及造渣剂、白灰、萤石、碳粉、硅铁粉干燥不得有任何潮湿，经过600度以上烘烤后入炉使用；在氧化期末必须保持5-10分钟的净沸腾时间，在净沸腾期间可先补0.1%锰铁，来降低钢液中的氧活度；贝钢的终点碳控制在0.04-0.06%之间，不得高于0.06%；当氧化期末取样分析C<=0.06%，p<=0.015%，钢水温度达到1600℃以上开始扒渣，进入还原期；还原期控制硅、锰量，硅量按下限控制，锰量按中限控制，碳量控制在下限；还原渣解期造白渣进行脱氧脱硫，还原期末取样分析当化学成份符合要求，出钢温度达到1620-1640℃，浇铸圆杯试样，收缩良好时出钢；出钢前钢包烘烤至暗红色，在起包前在包内加入铝进行终脱氧；出钢完毕至开始浇铸，镇静4至7分钟。

3.如权利要求1所述的贝氏体槽帮铸造工艺，其特征在于：造型工序中，模型使用前，由面砂工位操作者进行仔细检查，模型表面有不平整或不符合要求的不得投入造型，造型前确保模型干净平整，利用脱模剂擦拭模型，同时检查型板定位销是否有松动现象，如有松动及时检查坚固，型板表面必须将直浇道下方放置耐火砖的位置用油漆画出;型板模型进入到面砂工位后，先人工将模型表面捂好面砂后，再套入砂箱，防止砂箱上的浮砂沾在模型表面，造成铸件砂眼，在模型周边人工紧实面砂，确保与钢液直接接触的型腔的紧实度按照铸造工艺图的要求放置冷铁、冒口、耐火砖，公母头下好吊铁;背砂填充工位利用风镐紧实，确保砂型紧实度，防止铸件变形，按照工艺要求放置排气板，生产前和结束后由模型工对模型进行检查；型砂采用水玻璃砂造型；对于型砂强度不够不能转入合箱工序，如发生型砂强度不够的现象由面砂工位对混砂机的变频泵进行调整，增加水玻璃加入量，直到符合上述检验标准为止；起模工位要确保起模表面平整光滑；修型后的检查，根据图纸的要求制作公母头的样板，修型操作者利用样板对修型后的公母头进行检查，依照样板保证重要尺寸的修型质量，符合要求后方可进入到下一工序；砂型涂料用锆英粉醇基涂料，涂刷二遍以上，芯头间隙处用腻子抹平，涂料表面用水砂纸打磨平整光滑，下芯之前将涂料层处理光滑平整，公母头端面的砂型表面保证平整；下芯合箱，铲板槽帮在哑铃销槽处全部采用铬矿砂制芯，下芯时保证芯头的间隙配合合理，保证芯与型之间配合紧密，间隙较大时采用石棉填充，不得直接使用涂料膏填充；合箱工序必须在合箱工作场地进行，严禁在造型场地将箱合好后转运至合箱厂地，在合箱前检查分型面是否平整，不得有高点存在，将型腔进行内浮砂等杂物吹干净，定位销安放到位，在容易跑火的部位放置石棉绳，在合箱前对铸型进行检查。