ZG20CrMoV热矫辊盒框架铸钢件研制.pdf

May 2017
Vol. 66 No 5
FOUNDRY
应用技术
ZG20 Crmov热矫辊盒框架铸钢件研制
贾冠飞,孙万通,徐恩献,郭志丹,岳宗格
(中信重工机械股份有限公司,河向洛阳471039)
摘要:介绍了材质/(20 Croy锛钢件的特点和净重11850kg的热矫辊盒框架铸钢件的结构、力学性能和探伤要求
为生产出满足要求的铸钢件,在铸造工艺、熔炼浇注方案和热处理工艺方面进行了探索,相关经验可为生产同材质
铸钢件提供参考。
关键词:ZG20 Crmov:辊盒框架;铸造工艺
中图分类号:IG269文献标识码:A文章编号:1001-4977(2017)05-0491-03
Development of ZG20CRMOV Hot-leveling Roller Box
Frame Steel Casting
JIA Guan-fci, SUN Wan-tong, XU En-xian, GUO Zhi-dan, YUE Zong-gc
(CITIC Leavy Industries Co, Ltd, Luoyang 471039, Ilenan, China
Abstract: The charactcristics of the matcrial ZG20CRMOV stccl casting and the structurc. mcchanical
properties and NDT requirements of the hot-leveling roller box frame steel castings with the net weight of 11850
< y werc introduccd In ordcr to producc the qualificd product, exploratory practices were carricd out in the
asting process, smelting and pouring scheme and heat treatment process. Relevant experience can provide the
relerence for the same production of steel castings
Key words: ZG20CRMOV, roller box frame; casting proce
辊盒框架是宽厚板热矫直机上的重要受力部件,为减小铸件的裂纹倾向需要在铸造工艺、钢液熔炼和
在高温、高堀度条件下运行,铸件整体质量要求很高。热处理工艺方面进行严格的控制。
我公同为某用户生产的材质ZG20CMoV的热矫辊盒框1.2结构及探伤要求
架铸钢件结构如图1所示,框架整体尺寸3180mmx
铸件按照JB/T5000.14-2007规定整体进行超声检
2420mmx975mm,单件净重11850kg。
测,图2所示区域为2级,ば余部分为3级。铸件整体为
框形结构,最大热节308mm,局部热节多而分散;端
头带爪处上下部厚大,中间薄,该部位不利于实现顺
序凝固,探伤质量保证的难度柲大;根据用户提供的
信息,以往同类铸件中该部位探伤不合格率极高。因
此如何解决该部位的探伤问题是铸造工艺的关键。
图1热矫辊盒框槊立体图
Fig. 1 3D graph of the hot-lcvcling roller box framc
UT2级区域
铸件材质、结构及探伤要求分析
1材质
图2框架超声检测2级区域
材质∠G20 CIMOV具有良好的高温力学性能,可在
Pig. 2 UT level 2 area of the rame
530-540℃下长期工作;其缺点是,特造工艺性差?2铸造工艺方案及实践
具有浇注湍度高、流动性差、钢液易氧化等特点;铸
造时容易开裂,裂纹主要出现在铸件厚大部位、厚薄2.1铸造工艺方案
壁连接处和气割冒口后的切面上,且冲击值不稳定。
整体工艺方案:下箱部分实样,中箱组芯,上箱
收稿日期:2016-07-26收到初稿,2017-01-18收到修订稿
作者简介:贾冠飞(1983-),男,硕士,工程师,要研究方向为大型铸钢件铸造工艺和技术。电话:18638369056,Emil:ig214ai163.com
万方数括
1ay2017
FOUNDRY
Vol. 66 No 5
盖箱;缩尺1.8%。根据铸件热节尺寸,上箱补缩区域
厚大的部位设置2个Y500mmx700mm冒口(1)、1个
熔炼、浇注
d500mm冒口(2),其余热节部位设9个の450mm冒3.1熔炼
口(35),浇高550mm;铸件毛重15500kg,钢液总重
7G20 CIMOV的化学成分要求见表1。经验认为,
25500kg。铸件底面、局部凸出部位、R圆角区域设置∠G20 Crmov製纹倾向主要与钢中含钒有关,钢中碳和
隔砂冷铁;冒口之间、外側部位设明冷铁;増大锊件钒含量高时,铸件产牛裂纹的频率就高。因此,为保
截面突变部位圆角半径,以降低裂纹风险,铸件铸造证铸件最终质量满足技术要求,对C、V元素按照中下
工艺方案见图3。
限控制。嫆炼工艺流程为:EBI电炉初炼一⊥上精炼炉
精炼一真空脱气(VD),以减少S、P等有害元素含量、
提高钢液纯浄度,充分保证钢液的治金质量,最终化
学成分如表1所示,钢液经VD处理后气体含量分析结
果为[H]:2.7x10°,[O]:22x10°,N]:67x10°。
图,3框槊铸件铸造工艺方案
Fig 3 Casting process schine of the framc casting
针对超声检测2级区域,采用增加补贴的方法保证
补缩通畅,见图4。根据热节圆法,与R80mm同圆心、
以R33mm为半径作圆弧,与铸件交接部位用
R100mm圆角过渡,形成2"“冒口对铸件下部的补缩通
图5 FEEDNG判据下增加补贴之前的模拟结果
道,补贴长度为300mm,该补贴在清理阶段气割去Fg5 Simulation results under FF FDING criterion before inereasing pad
除。用 MAGMA软件对框架铸件铸造工艺方案进行模
拟验证,确保各部位尤其是超声檢测2级区域都能得到
有效的补缩,图5、6分判是补贴增加前后 AEEDING判
下铸袢的凝固补缩结果,增加补贴后缩松缺陷消除。
图6上 EDING判据下增加补贴后的模拟结果
I'ig. 6 Simulation results under I.1 I IIN(i criterion after increasing pad
3.2浇注
铸件单件毛重15500kg,钢液重25500kg,采用
40t钢包双80mm水口进行浇注,浇注温度1550~
1560℃。浇注前铸件型腔吹氩,浇注过程水口吹氩保
护,减少钢液在浇注过程的氧化,确保浇注质量。浇
?42冒口下铸件补贴设计
注结束后冒口加足覆盖剂,并不断用木棒捣冒口,防
Iig. 4 Pad design of the Frame casting under the riser
止冒口顶部结壳形成真空,以提高补缩效果;同时在
2.2造型
出气道点火引气
果用CO水壊鸭有英秒造,内序さ要设置退计4清理