大型磨煤机端盖的铸造和热处理工艺

摘 要：在大型火力发电厂中，火力发电设备中需要借助磨煤机的运用，对块状煤进行磨粉处理后，在送入到锅炉内，以此来提高煤炭资源的利用率，进而为提升火力发电厂的综合效益奠定基础。而为了进一步解决磨煤机端盖中采用球墨铸铁材料容易产生疏松与裂纹的问题，本文以？4m×9m大型磨煤机为例，对磨煤机端盖的铸造与热处理工艺中所常见的问题进行了剖析，在此基础上提出了解决对策，以供参考。

关键词：大型磨煤机端盖；铸造；热处理工艺；研究

前言：传统磨煤机端盖采用的是墨球铸铁材料，其性能接近与钢的性能，强度、塑性以及韧性较高，但也存在一定的缺陷，即球墨铸铁本身的含碳量较高，在出现疏松等问题后难于进行补焊，进而不仅会影响到进度，同时也加大了投入量。而在生产4m×9m大型磨煤机的过程中，则采用了ZG270-500材料，能够很好弥补了这一缺陷。而对端盖的设计而言，提出了较高的要求，需要实现铸造与热处理工艺的完美结合。

1、大型磨煤机端盖的铸造工艺分析

对于端盖轴颈拐弯处需要在进行粗加工之后，对整圈进行百分之百的射线探伤检查，只有在这一结果满足ASTM SE-280IV级标准，才能够确认为合格产品。一旦存在超标问题，则就需要焊补工作，然后再次进行射线探伤检查。而为了确保端盖铸件满足设计要求，避免进行二次射线探伤检查，或是将所存在的缺陷问题缩至最小，则需要在工艺措施上进行优化与完善。具体而言，主要可采用如下工艺措施：

1.1在化学成分的选择上

当对端盖铸件配方进行选择的过程中，若想确保端盖的机械性能达标，将所铸造的第一件端盖作为样品进行试验，将碳含量定位在0.36%，而铸造后经检查相应机械性能良好，但是，因碳含量过高，使得端盖的焊接性能随之被弱化，且以射线探伤检查方式进行检验时，发现存在三处超标缺陷，对缺陷处进行焊补后，能够将存在的缺陷进行有效处理，但却引发了新的裂纹问题。由此就意味着需要实现对碳含量的合理控制，最终将碳含量的取值范围控制在0.31%到0.32%之间。在锰含量上，为了提高钢的强度以及钢的韧性，加上碳含量被控制在相对较低的水平上，因此，需要提高锰的含量，通过试验表明需将其控制在0.8%到0.9%之间。而在硅的含量上，则需要控制在0.4%到0.45%之间，避免因该物质含量超标而弱化钢的韧性与塑性，提升钢的回火稳定性。在硫与磷的含量上，则需要控制在0.02%以内，以此来规避所带来的不良影响了让在其它残余元素如铜和钒等，需要对含量控制在0.5%以内。

1.2冒口设计与浇筑系统

第一，在冒口设计上。基于钢的流动性相对较差，且其收缩性偏大，因此，在实际进行设计的过程中，需要在端盖最大直径处，将六个腰型冒口进行均匀放置，并要在端盖的颈部的受检部位上方，放置一圈环形冒口，进而确保这两个部位的收缩性能达标；同时，相应废渣则可有效进入到环形冒口内，进而也就降低了端盖受损几率。第二，在浇注系统上，对于端盖铸件的模型，需要以一级优质木模进行应用，而在进行生产的过程中，在进行第一件端盖的生产时，则以水玻璃砂来实现造型，而因其湿度过大而致使受检部位存在气孔问题。基于此，在接下来的生产中，则选择了烘干的树脂砂，并在受检部位等处的表面，采用铬矿树脂砂，以此来强化这些部位的冷却能力，进而解决之前所遇到的问题。第三，在浇注方式上，则以自下而上的方式，从内浇口向型腔进行钢水的注入处理，并要保证在15分钟内完成这一工作。第四，在开箱后，则需要实现冒口切割工艺的完善落实，要确保相应的温度合理，保证在200度以上，以避免在进行切割的过程中使得端盖发生裂纹现象。

2、热处理工艺

基于铸钢浇注温度相对较高，而在冷却上却相对较慢的情况，为了提高端盖的机械性能，则就需要实现热处理工艺的优化与完善，在实际践行的过程中，主要从如下几方面着手：第一，针对加热设备，需要采用如下规格的加热炉来落实相应的工艺：长度为6.7米、宽度为5米、高度为4.2米；第二，在热电偶的布置上，为了确保炉温的稳定性，以提升整个端盖的质量，则需要实现对热电偶的优化布置，将温度场的温差控制在15度左右，并以计算机进行这一温度的计量与控制；第三，在热处理工艺曲线上，主要从如下几方面落实：首先，以去应力退火的方式来消除内应力，且在进行热处理时，避免炉温加热速度过快；其次在正火上，要确保正火温度的合理性，以此来延长保温时间，进而实现对细化晶粒的细化，并确保组织的均匀性；最后在高温回火上，为了提高端盖的塑性与韧性，以延长使用寿命，则需要提高回火温度，并延长保温时间，以此来实现这一设计目标。

总结：综上，在大型磨煤机端盖的铸造中，需要实现相应铸造工艺与热处理工艺的完善落实，以提高端盖的韧性、强度并延长端盖的使用寿命、降低综合成本投入的同时，实现综合效益的最大化。通过本文的研究能够看出，依照这一铸造与热处理工艺进行生产，则能够有效提升端盖的合格率，为确保满足实际生产之需奠定基础。

参考文献

[1] 岳宗格，李远才，周翔，赵永让，谢敬佩.ASTMA216WCA大型铸钢端盖的冶炼及热处理工艺[J].河南科技大学学报（自然科学版），2006，04：1-4+0+6.

[2] 田小虎.钢球磨煤机入口端盖裂纹焊接修复及改进措施[J].焊接技术，2007，02：73-74.

[3] 刘瑞丽，叶升平，薛国祯，孙爱民.E型磨煤机钢球消失模铸造工艺及数值模拟[J].特种铸造及有色合金，2012，02：161-164.