关于混合机辊圈中频表面淬火的技术攻关

徐秀芬

摘 要:研究了特大型圆形钢件的表面热处理技术,合理选择热处理中频设备,优化了热处理工艺参数,提高工作效率,取得显著的经济效益。

关键词:特大型件中频表面热处理

中图分类号:TG162 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0087-01

2010年酒钢集团西部重工股份有限公司承接本部320m2烧结机工程,其中圆筒混合机设备是该工程的是核心设备,制造难度大,工期紧,质量要求高。该混合机项目包括3套滚筒(长度18m,直径4.6m),单件重量200余吨,其中筒体上各有2件宽度为800mm的辊圈,单件辊圈重量40余吨,材料为35号钢,调质硬度HB240～265,中频表面淬火硬度HRC45～50。制造工艺流程为锻造— 粗加工— 热处理调质—焊接—精加工—表面淬火+回火— 装配。特别是辊圈需要进行表面淬火工序,主要目的是提高辊圈的表面硬度,增强耐磨性,延长其使用寿命。由于体积大,重量大,作业环境差,高空作业,要进行表面淬火困难很大。本文主要研究攻关我公司混合机辊圈的中频表面淬火技术的可行性方案,并制定合理的工艺参数,以满足辊圈的技术要求。辊圈中频表面淬火结构。

1具体实施方案

1.1 淬火设备的选择方案

我去中频设备生产厂家实地考察,并与厂家技术人员一起讨论研究,反复比较,订做合理的中频加热设备。最终确定淬火设备为KGPS-200KW/2-8KHz移动式中频淬火机组[1]。设备总投资通过招标17万元就解决了问题,比原计划节约资金20余万元。也为今后我公司的异地热处理中频淬火提供了设备条件。

1.2 筒体整体旋转方案

针对重量200余吨筒体整体旋转,而且必须满足辊圈表面热处理的技术要求HRC45-50,还要保证筒体旋转速度Vz≤80mm/min(周长理论值)。因此旋转速度的控制异常重要。在相关部门的配合下,我们自行设计并制作4个支撑托辊和调速机构,满足了技术要求。

1.3 水冷系统的设计及方案

要进行热处理表面淬火工艺,水冷循环系统非常重要,必须设计完整的水冷循环系统[2]。由于作业现场无水源,无下水。将水冷循环系统分为两部分,既设备冷却水冷系统和淬火水冷系统,经过考察成功应用了闭式移动式水冷循环系统。既节约水源,确保作业现场无溢水,又保证水压稳定,确保设备冷却和淬火质量。也为今后的异地生产提供了保障。

1.4 电流的传输问题及方案

由于受现场环境的制约,电控柜与电容柜的链接及电容柜与淬火变压器的链接也必须科学合理,否则会影响设备的正常运行。淬火变压器需要放置在3.8m的高空工作平台上,造成淬火变压器与电容柜的连接距离增大,容易造成传输电缆发热,烧断,严重时烧毁变压器,安全没有保障。我们采用水冷电缆来满足需求。

1.5 淬火感应器的设计制作方案

我们根据辊圈的有效宽度为800mm,设计并制作了淬火宽度为810mm的感应器,并安装自制的导磁体,保证辊圈表面一次性淬火,大大提高了工作效率。

2中频淬火工艺参数的制定[3]

2.1 辊圈表面淬火工艺参数

我们根据辊圈的技术要求,确定频率为4200Hz,输出功率为160kW,旋转速度为78mm/min,加热温度为900±10℃,利用远红外测温枪测温。

2.2 辊圈表面回火工艺的制定

我们利用直流调速装置反转方向,使筒体反方向旋转。反转速度和淬火速度相等,只要减小输出功率即可,利用远红外测温枪测温,使回火温度控制在300℃～350℃。在回火过程中水系统正常工作。但淬火水压可以降低,保证淬火感应器不发热为止。

3辊圈表面淬火回火后的性能

我们使用里氏硬度计(TH160)对辊圈的周长及其宽度处进行测试,每只辊圈共检测200个点,硬度分布比较均匀,辊面硬度均在HRC45-50范围。满足了辊圈的技术要求。6只辊圈的表面硬度详见表1。

4效益测算

经过我们的不解努力,精心设计,精心组织,保质保量保工期完成了3套筒体的6只滚圈中频表面淬火任务,使混合机制造项目划上了圆满的句号。为公司创造1000多万元的销售收入作出了贡献。同时也提升了我公司的热处理专业水平,为今后制造特大型设备及异地表面热处理积累了宝贵的经验。

5结语

(1)只要做好充分准备,特大型件中频表面淬火完全可以实现。目的是提高特大型件的表面硬度,增强耐磨性,延长其使用寿命,节约原材料。

(2)热处理表面淬火中频设备完全可以实现整体移动作业,实现了在特殊环境下的作业,满足用户的需求。也就是说,对长期固定的中频表面淬火设备得以创新和利用,充分发挥中频表面淬火设备潜力。

参考文献

[1] 潘天明.现代感应加热装置[M].北京:冶金工业出版社,1996.

[2] 安正昆.钢铁热处理[M].北京:机械工业出版社,1985.

[3] 樊东黎.热处理工程师手册[M].北京:机械工业出版社,1996.