文/陳明·中信重工重型鑄鍛廠鍛造工藝所彭鵬·中國一拖集團(tuán)有限公司

創(chuàng)新工藝模式 降低鍛件成本

文/陳明·中信重工重型鑄鍛廠鍛造工藝所彭鵬·中國一拖集團(tuán)有限公司

中信重工重型鑄鍛廠鍛造工藝所（以下簡稱中信重工）為降低鍛件成本，提高鍛件出品率，進(jìn)行了全面的工藝優(yōu)化及模式創(chuàng)新。依托18500t油壓機(jī)，8400t、3150t、1600t水壓機(jī)和3t鍛錘等設(shè)備，通過對原有工藝模式進(jìn)行創(chuàng)新，在保證鍛件質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，逐步提高鍛件合格率，企業(yè)綜合效益得到顯著提升。

原有工藝模式

3150t、1600t水壓機(jī)和3t鍛錘主要生產(chǎn)服務(wù)于礦山、冶金、建材、電力、化工等領(lǐng)域所需機(jī)械設(shè)備的配套毛坯件。一直以來，主要生產(chǎn)方式是根據(jù)生產(chǎn)計劃，先進(jìn)行鋼錠配爐，然后向冶煉車間傳遞鋼錠需求信息。經(jīng)過統(tǒng)計，這些設(shè)備生產(chǎn)鍛件所采用的鋼錠多數(shù)為下注鋼錠，該生產(chǎn)方式存在的主要問題有：

⑴鋼錠多數(shù)為下注澆注生產(chǎn)，內(nèi)部質(zhì)量不穩(wěn)定。隨著公司產(chǎn)品重型化、大型化的發(fā)展，對鍛件質(zhì)量的要求愈加嚴(yán)格，采用下注澆注鋼錠生產(chǎn)的鍛件質(zhì)量風(fēng)險大。

⑵由鋼錠直接生產(chǎn)成鍛件成品，經(jīng)超聲波探傷檢驗發(fā)現(xiàn)鍛件存在內(nèi)部質(zhì)量缺陷時，大多數(shù)只能報廢處理，從而導(dǎo)致產(chǎn)品工期、成本難以控制。

⑶3150t、1600t水壓機(jī)和3t鍛錘設(shè)備直接對鋼錠進(jìn)行鍛造時，鋼錠必須進(jìn)行主變形以壓實內(nèi)部缺陷，一方面由于設(shè)備老化嚴(yán)重，難以保證主變形效果，鍛件內(nèi)部質(zhì)量存在風(fēng)險，另一方面還會增加動能消耗。

創(chuàng)新工藝模式

為了控制動能消耗，有效降低鍛件成本，工藝策劃人員依據(jù)目前生產(chǎn)形式進(jìn)行全面優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，引導(dǎo)生產(chǎn)方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。

制訂《鋼錠、坯料管理規(guī)定》

為了規(guī)范鋼錠、坯料的生產(chǎn)和管理，中信重工制訂了《鋼錠、坯料管理規(guī)定》，明確了鋼錠成分、鍛造工藝制定、坯料的使用原則及控制手段等措施。

由小型鍛造生產(chǎn)車間（主要設(shè)備為3150t、1600t水壓機(jī)和3t鍛錘）根據(jù)生產(chǎn)計劃，分材質(zhì)、規(guī)格提出生產(chǎn)所需的坯料，鍛造技術(shù)部門評審后確定錠型及冶煉澆注方式，編制坯料鍛造工藝。重型鍛造車間（主要鍛造設(shè)備為18500t油壓機(jī)和8400t水壓機(jī)）提取鋼錠，按工藝鍛制坯料。鍛造中檢站重點監(jiān)控表面缺陷的清理及坯料尺寸，坯料外觀按成品鍛件驗收，并且要求對坯料進(jìn)行表面探傷（探傷完成后，如果有缺陷，要求記錄各種缺陷的大小和位置），標(biāo)識清楚后轉(zhuǎn)至小型鍛造生產(chǎn)車間。制定材料利用率明細(xì)表、鋸床下料明細(xì)表并指定專人填報，明確坯料檢驗、轉(zhuǎn)移、交接程序。

圖1 經(jīng)超聲波探傷檢測的鍛件

制坯鋼錠的確定

根據(jù)現(xiàn)有2～438t鋼錠系列，工藝策劃選取錠身比例較高的鋼錠進(jìn)行制坯，充分提高材料利用率；依據(jù)鍛件技術(shù)條件、規(guī)格、類型，有針對性地選擇不同的坯料組織生產(chǎn)。

統(tǒng)計分析3150t、1600t水壓機(jī)和3t錘鍛件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及鍛件技術(shù)要求，根據(jù)鍛造比參數(shù)確定坯料規(guī)格，目前確定了φ700mm、φ600mm、φ500mm、φ400mm 4種規(guī)格的坯料。

鋼錠制坯

采用鋼錠制坯+鋸切下料模式，即采用大鋼錠在18500t油壓機(jī)、8400t水壓機(jī)拔長制坯，經(jīng)過熱處理工藝后，對探傷后鋼坯質(zhì)量情況，鋸切分料生產(chǎn)中小鍛件，經(jīng)過試制生產(chǎn)，鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，鍛件尺寸得到精確控制，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，鍛件出品率大幅提升。

以1支42CrMoA材質(zhì)32t鋼錠為例，鋼錠錠身重26.698t，制成編號212-303（重量8.62t）、212-304（重量 9.23t）、212-305（重量 6.94t）3件坯料，生產(chǎn)成14件鍛件成品，總重量為20.98t，統(tǒng)計鍛件出品率達(dá)到65.6%。

鍛件和坯料組合工藝模式

該工藝模式是指在進(jìn)行工藝策劃時，合理分配鋼錠錠身重量，選用鋼錠錠身中部質(zhì)量相對較好的坯料鍛造大規(guī)格、高技術(shù)要求的鍛件，錠身兩端余料拔制成坯料生產(chǎn)中小鍛件。工藝模式以爐號T12-0173A、重量為105t的鋼錠生產(chǎn)為例，該鋼錠生產(chǎn)產(chǎn)品主要為托圈鍛件，重量為69.07t，占鋼錠重量的65.8%。鋼錠下料后，對近冒口端切除料進(jìn)行制坯并探傷，該坯料約占7t，占鋼錠重量的6.7%。如有合適產(chǎn)品可直接使用此坯料進(jìn)行生產(chǎn)，從而提高鍛件出品率。

廢品鍛件改鍛工藝模式

該工藝模式主要是將廢品鍛件缺陷情況進(jìn)行綜合評估，切除缺陷部位，根據(jù)要生產(chǎn)的中小鍛件規(guī)格及技術(shù)要求對余料進(jìn)行合理分割，將廢品鍛件改鍛成合格中小鍛件的工藝模式。以編號為111-5032的鍛件改鍛工藝方案為例，進(jìn)行如下說明。

編號為111-5032，重量為7400kg，材質(zhì)為17CrNiMo6，該軸經(jīng)超聲波檢測發(fā)現(xiàn)存在連續(xù)性夾雜物（圖1中的A區(qū)），最大當(dāng)量為φ5mm，分布為φ100mm，超出標(biāo)準(zhǔn)要求，不合格。

根據(jù)該軸探傷結(jié)果，對該軸進(jìn)行分料，將該軸缺陷部位通過鋸切方式切除，其余部位改鍛為3件齒輪，分別為111-594（重量為3950kg），111-377（ 重 量 為 600kg），111-375（ 重 量 為1320kg），變廢品為合格鍛件，提升了材料利用率。

結(jié)束語

⑴以提高鍛件出品率、穩(wěn)定質(zhì)量、控制能耗為目標(biāo)，通過工藝改進(jìn)及控制措施，采用“鋼錠制坯+鋸切下料”的模式，極大提高了鍛件出品率。

⑵工藝策劃選擇合適的鋼錠進(jìn)行制坯，大大提高了材料利用率。

⑶依據(jù)鍛件技術(shù)條件、規(guī)格、類型，有針對性地選擇不同的坯料組織生產(chǎn)。

⑷不斷進(jìn)行工藝優(yōu)化及控制技術(shù)創(chuàng)新，形成《鋼錠利用率管理規(guī)定》，進(jìn)一步對鋼錠選配和出品率進(jìn)行詳細(xì)規(guī)范。

陳明，助理工程師，主要從事冶金軋輥、水電、火電、加氫以及船用等大型鍛件自由鍛工藝研究。