關于混合機輥圈中頻表面淬火的技術攻關

徐秀芬

摘 要:研究了特大型圓形鋼件的表面熱處理技術,合理選擇熱處理中頻設備,優化了熱處理工藝參數,提高工作效率,取得顯著的經濟效益。

關鍵詞:特大型件中頻表面熱處理

中圖分類號:TG162 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0087-01

2010年酒鋼集團西部重工股份有限公司承接本部320m2燒結機工程,其中圓筒混合機設備是該工程的是核心設備,制造難度大,工期緊,質量要求高。該混合機項目包括3套滾筒(長度18m,直徑4.6m),單件重量200余噸,其中筒體上各有2件寬度為800mm的輥圈,單件輥圈重量40余噸,材料為35號鋼,調質硬度HB240～265,中頻表面淬火硬度HRC45～50。制造工藝流程為鍛造— 粗加工— 熱處理調質—焊接—精加工—表面淬火+回火— 裝配。特別是輥圈需要進行表面淬火工序,主要目的是提高輥圈的表面硬度,增強耐磨性,延長其使用壽命。由于體積大,重量大,作業環境差,高空作業,要進行表面淬火困難很大。本文主要研究攻關我公司混合機輥圈的中頻表面淬火技術的可行性方案,并制定合理的工藝參數,以滿足輥圈的技術要求。輥圈中頻表面淬火結構。

1具體實施方案

1.1 淬火設備的選擇方案

我去中頻設備生產廠家實地考察,并與廠家技術人員一起討論研究,反復比較,訂做合理的中頻加熱設備。最終確定淬火設備為KGPS-200KW/2-8KHz移動式中頻淬火機組[1]。設備總投資通過招標17萬元就解決了問題,比原計劃節約資金20余萬元。也為今后我公司的異地熱處理中頻淬火提供了設備條件。

1.2 筒體整體旋轉方案

針對重量200余噸筒體整體旋轉,而且必須滿足輥圈表面熱處理的技術要求HRC45-50,還要保證筒體旋轉速度Vz≤80mm/min(周長理論值)。因此旋轉速度的控制異常重要。在相關部門的配合下,我們自行設計并制作4個支撐托輥和調速機構,滿足了技術要求。

1.3 水冷系統的設計及方案

要進行熱處理表面淬火工藝,水冷循環系統非常重要,必須設計完整的水冷循環系統[2]。由于作業現場無水源,無下水。將水冷循環系統分為兩部分,既設備冷卻水冷系統和淬火水冷系統,經過考察成功應用了閉式移動式水冷循環系統。既節約水源,確保作業現場無溢水,又保證水壓穩定,確保設備冷卻和淬火質量。也為今后的異地生產提供了保障。

1.4 電流的傳輸問題及方案

由于受現場環境的制約,電控柜與電容柜的鏈接及電容柜與淬火變壓器的鏈接也必須科學合理,否則會影響設備的正常運行。淬火變壓器需要放置在3.8m的高空工作平臺上,造成淬火變壓器與電容柜的連接距離增大,容易造成傳輸電纜發熱,燒斷,嚴重時燒毀變壓器,安全沒有保障。我們采用水冷電纜來滿足需求。

1.5 淬火感應器的設計制作方案

我們根據輥圈的有效寬度為800mm,設計并制作了淬火寬度為810mm的感應器,并安裝自制的導磁體,保證輥圈表面一次性淬火,大大提高了工作效率。

2中頻淬火工藝參數的制定[3]

2.1 輥圈表面淬火工藝參數

我們根據輥圈的技術要求,確定頻率為4200Hz,輸出功率為160kW,旋轉速度為78mm/min,加熱溫度為900±10℃,利用遠紅外測溫槍測溫。

2.2 輥圈表面回火工藝的制定

我們利用直流調速裝置反轉方向,使筒體反方向旋轉。反轉速度和淬火速度相等,只要減小輸出功率即可,利用遠紅外測溫槍測溫,使回火溫度控制在300℃～350℃。在回火過程中水系統正常工作。但淬火水壓可以降低,保證淬火感應器不發熱為止。

3輥圈表面淬火回火后的性能

我們使用里氏硬度計(TH160)對輥圈的周長及其寬度處進行測試,每只輥圈共檢測200個點,硬度分布比較均勻,輥面硬度均在HRC45-50范圍。滿足了輥圈的技術要求。6只輥圈的表面硬度詳見表1。

4效益測算

經過我們的不解努力,精心設計,精心組織,保質保量保工期完成了3套筒體的6只滾圈中頻表面淬火任務,使混合機制造項目劃上了圓滿的句號。為公司創造1000多萬元的銷售收入作出了貢獻。同時也提升了我公司的熱處理專業水平,為今后制造特大型設備及異地表面熱處理積累了寶貴的經驗。

5結語

(1)只要做好充分準備,特大型件中頻表面淬火完全可以實現。目的是提高特大型件的表面硬度,增強耐磨性,延長其使用壽命,節約原材料。

(2)熱處理表面淬火中頻設備完全可以實現整體移動作業,實現了在特殊環境下的作業,滿足用戶的需求。也就是說,對長期固定的中頻表面淬火設備得以創新和利用,充分發揮中頻表面淬火設備潛力。

參考文獻

[1] 潘天明.現代感應加熱裝置[M].北京:冶金工業出版社,1996.

[2] 安正昆.鋼鐵熱處理[M].北京:機械工業出版社,1985.

[3] 樊東黎.熱處理工程師手冊[M].北京:機械工業出版社,1996.