CN101760698A

CN101760698A - 一种水泥窑托轮的铸钢件及其铸造方法

Info

Publication number: CN101760698A
Application number: CN201010101871A
Authority: CN
Inventors: 陆乾; 程德新
Original assignee: TIANQIAN HEAVY INDUSTRIES HOLDINGS Co Ltd
Current assignee: TIANQIAN HEAVY INDUSTRIES HOLDINGS Co Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2010-06-30

Abstract

本发明公开了一种水泥窑托轮的铸钢件及其铸造方法，铸钢件的化学成分为：C＝0.30-0.320％，Si＝0.6-0.65％，Mn＝1.10-1.40％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。铸造方法为：造型中，外皮泥芯使用石英砂，内腔泥芯及盖箱泥芯使用石灰石镁碳砂，泥芯制好后烘干水分，冒口泥芯部分采用木模制作，其余部分配保温冒口套；进行浇注后冒口内钢水上升2/3处时点浇冒口并撒保温剂；铸钢件的热处理为正火和回火处理。本发明使铸件在符合标准要求的同时，克服了裂纹缺陷，可实现成功批量生产。

Description

一种水泥窑托轮的铸钢件及其铸造方法

技术领域

本发明涉及一种钢件及其铸造方法，具体是一种水泥窑中使用的ZG35SiMn钢的托轮及其铸造方法。

背景技术

托轮是水泥窑装备的关键零件，用于支撑水泥窑60-100米长的滚筒。托轮直径大约有2米、高度0.9米、重量17吨，要求强度高，耐磨、耐热、耐热疲劳要好，壁厚在100-500毫米变化，其制造难度很大，国内批量生产的厂家不少，但因裂纹缺陷报废的比例很高。

对于托轮的技术质量要求如下：

1)化学成分

C＝0.30-0.40％，Si＝0.6-0.80％，Mn＝1.10-1.40％，P≤0.035％，

S≤0.035％，Cr ≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。

2)机械性能

Rm≥570Mpa，Rp≥345Mpa，A4≥12％，Z≥20％，Kv≥24J(20℃)，HB＝163-217。

3)铸件的表面及内部质量的磁粉无损检测和超声波无损检测达到三级要求。

其中，化学成分要求及机械性能较易满足，但此类钢的热裂敏感性极强，壁厚悬殊给铸造工艺制订带来了困难，裂纹趋向性非常大，所以必须采取综合的、先进的铸造方法才能生产成功。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水泥窑托轮的新型铸钢件成分及其铸造方法，该铸钢件能降低裂纹产生的敏感性，该铸造方法可以保证产品的化学成分、机械性能、无损检验达材料标准要求，同时克服了铸造裂纹缺陷的产生，提高了成品率。

本发明所述的水泥窑托轮的铸钢件，其化学成分为(重量比)：

C＝0.30-0.320％，Si＝0.6-0.65％，Mn＝1.10-1.40％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr ≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。

本发明所述的水泥窑托轮铸钢件的铸造方法，其包括以下步骤：

1、造型：造型采用组芯造型，其中外皮泥芯使用石英砂，内腔泥芯及盖箱泥芯使用石灰石镁碳砂，在制芯时所有圆角处填放铬铁矿砂及暗成型冷铁；内腔泥芯及盖箱泥芯制好后进窑在250-350℃温度下烘6-8小时，去除泥芯中的水分，减少泥芯在铸造时的发气量；冒口泥芯部分采用木模，其余部分配保温冒口套；

2、浇注：进行浇注，浇铸钢水的化学成分为(重量比)：

C＝0.30-0.320％，Si＝0.6-0.65％，Mn＝1.10-1.40％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe；

浇注后冒口内钢水上升2/3处时点浇冒口并撒保温剂，待铸钢件在铸型内冷却到350℃以下后去除型砂得到铸钢件；

3、热处理：首先对浇铸件进行正火处理，正火升温的速度为50-60℃/小时，在400℃时保温均热3-5小时；之后继续以50-60℃/小时的速度升温至700℃，再保温3-5小时越过相变易裂区；再次以50-60℃/小时的速度升温至最高温度890℃，保温18-20小时使金相组织完全转化；冷却时以大流量风机向铸件均匀吹风，达到快速冷却，当冷却到300-320℃时，再对铸件进行一次回火处理，回火后的铸件经清理即得成品。

上述述回火处理的步骤最好为：以50-60℃/小时的速度升温至650℃，保温18-20小时然后随炉冷却至250℃出炉，最后自然冷却到室温。

本发明铸钢件的化学成分配方、铸造工艺、热处理工艺作了应用研究，通过实践总结，已成功试生产了多件17吨的托轮铸件，其产品质量达到了要求。本铸造方法通过制订合理的化学成分、减少易生成晶间裂纹的元素、各元素组成的匹配可获得最优性能，最优的铸造工艺减少铸造过程热应力的产生、成熟的热处理工艺及后道处理方法，确保化学成分、机械性能、无损检验达材料标准要求，克服了难以杜绝的裂纹缺陷，可以实现批量生产。。

附图说明

图1是本发明中造型结构见图；

图2是本发明铸造工艺中的热处理流程图。

具体实施方式

1、浇铸料的实施例：

实施例1

其化学成分为(重量比)：

C＝0.30％，Si＝0.65％，Mn＝1.10％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。

实施例2

其化学成分为(重量比)：

C＝0.320％，Si＝0.6％，Mn＝1.40％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。

实施例3

其化学成分为(重量比)：

C＝0.31％，Si＝0.62％，Mn＝1.12％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。

铸造工艺步骤为：

1、造型：造型采用组芯造型，其中外皮泥芯使用石英砂，内腔泥芯及盖箱泥芯使用石灰石镁碳砂，在制芯时所有圆角处填放铬铁矿砂及暗成型冷铁2；内腔泥芯及盖箱泥芯制好后进窑在250-350℃温度下烘6-8小时，去除泥芯中的水分，减少泥芯在铸造时的发气量；托轮中间的三个小孔用15毫米厚的无缝钢管1内部填满干镁砂来制作泥芯。冒口泥芯部分采用木模，其余部分配保温冒口套3，由浇注***4的管线接入型腔中。

2、浇注：进行浇注，浇注后冒口内钢水上升2/3处时点浇冒口并撒保温剂，待铸钢件在铸型内冷却到350℃以下去除型砂得到铸钢件。

3、热处理：一般此类材料采用正火+回火的热处理工艺，为了降低热处理产生应力，杜绝热处理裂纹产生，本发明对浇铸件的正火处理是：以50-60℃/小时升温至400℃，在400℃保温均热3-5小时；之后继续以50-60℃/小时的速度升温至700℃，再保温3-5小时越过相变易裂区；再次以50-60℃/小时的速度升温至最高温度890℃，保温18-20小时使金相组织完全转化；冷却时以大流量风机向铸件均匀吹风，达到快速冷却，当冷却到30-320℃时，再对铸件进行一次回火处理，回火步骤(如图2)是以50-60℃/小时的速度升温至650℃，保温18-20小时然后随炉冷却至250℃出炉，最后自然冷却到室温。回火后的铸件经清理即得成品。

Claims

1.一种水泥窑托轮的铸钢件，其特征在于该铸钢件的化学成分为(重量比)：

C＝0.30-0.320％，Si＝0.6-0.65％，Mn＝1.10-1.40％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.30％，Mo≤0.08％，Cu≤0.3％，V≤0.03％，其余为Fe。

2.一种水泥窑托轮铸钢件的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：

①、造型：造型采用组芯造型，其中外皮泥芯使用石英砂，内腔泥芯及盖箱泥芯使用石灰石镁碳砂，在制芯时所有圆角处填放铬铁矿砂及暗成型冷铁；内腔泥芯及盖箱泥芯制好后进窑在250-350℃温度下烘6-8小时，去除泥芯中的水分，减少泥芯在铸造时的发气量；冒口泥芯部分采用木模制作，其余部分配保温冒口套；

②、浇注：进行浇注，浇注钢水的化学成分为(重量比)：

浇注后冒口内钢水上升2/3处时点浇冒口并撒保温剂，待浇铸件在铸型内冷却到350℃以下去除型砂得到浇铸件；

③、热处理：首先对浇铸件进行正火处理，正火升温的速度为50-60℃/小时，在400℃时保温均热3-5小时；之后继续以50-60℃/小时的速度升温至700℃，再保温3-5小时越过相变易裂区；再次以50-60℃/小时的速度升温至最高温度890℃，保温18-20小时使金相组织完全转化；冷却时以大流量风机向铸件均匀吹风，达到快速冷却，当冷却到300-320℃时，再对铸件进行一次回火处理，回火后的铸件经清理即得成品。

3.根据权利要求2所述的水泥窑托轮铸钢件的铸造方法，其特征在于所述回火处理的步骤为：以50-60℃/小时的速度升温至650℃，保温18-20小时然后随炉冷却至250℃出炉，最后自然冷却到室温。