國產(chǎn)軋制高錳鋼板在拋丸設備上的應用

洛陽某公司是生產(chǎn)拖拉機發(fā)動機缸體、缸蓋和各種箱體的專業(yè)生產(chǎn)廠家，主要配套各系列大中型拖拉機。另外還配套國內(nèi)外多個廠家的缸體、箱體類鑄件，年生產(chǎn)10萬t鑄件。隨著近幾年客戶對產(chǎn)品質量的要求提升，甚至對表面質量的要求近乎苛刻，公司對拋丸設備進行了多次改進，在提高拋丸機易損件的使用壽命上也作了很多的嘗試，尤其是在國產(chǎn)軋制高錳鋼板的使用上取得了一些進步。


1拋丸設備的現(xiàn)狀


我公司現(xiàn)使用機械手拋丸機（DISA）、連續(xù)式拋丸室、積放式585拋丸機、15GN、28GN履帶拋丸滾筒及吊鉤式拋丸機等多種拋丸清理設備，年清理鑄件近10萬t。由于各種設備制造廠家水平差異，在使用過程中的維護投入差別也很大，如表1所示。
磨耗件在拋丸設備的維護費用中占用了絕大部分的比例，根據(jù)我們的經(jīng)驗這一比例接近80%。國產(chǎn)拋丸設備在使用中后期時清理室的飛砂現(xiàn)象較嚴重，這包括室壁護板的破損帶來的漏洞，連續(xù)式拋丸機的軌道間隙也是鋼丸外漏的主要原因，維護的工作量很大，維修費用也很高，所以提高拋丸設備磨耗件的壽命是非常重要的。

表1拋丸設備的維護成本

2拋丸設備磨耗件改進的方向和措施


在2002年引進機械手拋丸機（DISA）后，生產(chǎn)效率得到了大幅度的提升，維護費用也得到了有效的控制。針對這一現(xiàn)象經(jīng)分析，得出如下結論：

1）在清理室內(nèi)部全部采用軋制高錳鋼護板，可以有效提升防護等*；

2）室壁采用壓嵌式結構，減少接縫部位出現(xiàn)漏洞的幾率，提高了使用壽命；

3）在局部比如分離器、斗式提升機的拋砂處等部位必須采用軋制高錳鋼材料，提高抗沖擊和耐磨能力；

4）核心部件如機械手采用優(yōu)質高錳鋼，壽命在7a以上。


近幾年國產(chǎn)軋制高錳鋼板在生產(chǎn)工藝和控制水平上有了較好的發(fā)展，在機械性能方面有了明顯的提高如表2。基本接近進口優(yōu)質高錳鋼板的水平。
表2國產(chǎn)軋制高錳鋼板機械性能
Mn13耐磨高錳鋼板特別適用于沖擊磨料磨損、擠壓、和高應力碾碎磨料磨損等惡劣工況，常用于制造球磨機襯板，錘式破碎機錘頭等，破壞形式以磨損消耗為主，部分會斷裂、變形。磨損分為三種：金屬構件表面間相互接觸并運動的摩擦磨損；其他金屬或非金屬物料打擊金屬表面的磨料磨損和流動氣體或液體與金屬接觸導致的沖蝕磨損。耐磨鋼板的耐磨性能取決于材料本身，而抗磨鋼則在不同的工況條件下表現(xiàn)出不同的耐磨性，材料本身和工況條件兩者才能決定其耐磨性能。近年來Mn13軋制鋼板在外資、合資企業(yè)中得到廣泛應用，由于國產(chǎn)軋制鋼板在價格上的優(yōu)勢，我們決定在國產(chǎn)拋丸設備中進行取代鑄造護板的嘗試，并取得了一定效果。


3國產(chǎn)高錳軋制鋼板在拋丸設備中的應用

3.1履帶拋丸滾筒的側壁和頂棚護板

改造前：履帶拋丸滾筒內(nèi)壁護板采用特種鑄鐵護板，護板依靠螺栓連接固定，為增加耐用程度在清理室內(nèi)部使用包鑄螺母，由于在工作中護板受到工件的強烈沖擊，造成螺母固定不可靠，護板經(jīng)常脫落、破損或造成履帶的運轉不正常影響生產(chǎn)效率，帶來的維修工作量也很大，同時維護成本也很高。
改造后：側壁護板采用軋制高錳鋼護板，整體制作安裝，采用螺栓連接形式固定在基礎原板上；在拋射方向一側的護板背面增加防變形筋，降低整塊護板的變形度；改造后的照片見圖1、圖2。改造后側壁護板已經(jīng)使用4a，兩班工作制計算，在20000h左右，故障停機基本為零，防護程度大大提高；頂棚由于不直接受鋼丸擊打，壽命在5a左右。每年可以節(jié)約大量的維修資金
圖1內(nèi)壁護板

圖2側壁護板

圖3吊鉤
3.2吊鉤式拋丸機的吊具


改造前：原裝吊具采用Q235材料圓鋼制作，每鉤可以吊掛4個零件進行拋丸處理，生產(chǎn)效率不能滿足要求；另外由于吊具材料的選用不合適，使用時間往往在一個月左右，需要制作備用的吊具作備件，占用了大量的資金。
改造后：使用軋制高錳鋼板作吊鉤材料，整體為焊接結構，吊具中心采用十字拉筋結構，外圓采用16mm厚高錳鋼板滾制而成，圓周均勻分布6個高錳鋼板割制而成的吊鉤，根據(jù)清理不同的鑄件可以更換相應的吊鉤如圖3所示。生產(chǎn)效率提升50%，使用壽命在3a以上。按照兩班工作制計算，壽命在15000h左右。在使用過程中發(fā)現(xiàn)割制的吊鉤旋轉角度受到一定的限制，影響拋丸效果，和鋼材供應商商量后，決定后續(xù)的吊具選用φ30高錳鋼棒材制作，效果更好。

3.3機械手拋丸機（DV2-450）機械手的國產(chǎn)化

機械手是機械手拋丸機的核心部件，主要用來夾持鑄件進行拋丸清理。工作時4臺拋丸器同時射砂，每分鐘拋丸量在1.8t，工作環(huán)境相當惡劣。進口機械手使用已經(jīng)接近8a，局部變形嚴重，需要更換。由于進口備件價格相當高，我們決定繼續(xù)走國產(chǎn)化的嘗試。按照三步走的思路：
1）上夾爪結構相對簡單，先采用國產(chǎn)高錳鋼制作，在使用期間按照月、季度進行變形的測量和數(shù)據(jù)分析。在一個季度內(nèi)如果變形量不超過2%，繼續(xù)下夾爪的嘗試；
2）下夾爪制作安裝，同樣測量變形量，如果在2%以內(nèi)，可以進行機械手臂的制作安裝；
3）機械手手臂的制作安裝，同樣進行變形量的測量和分析。
3.4拋丸室室體及局部材料的改造
在拋丸機室體內(nèi)部正對拋丸器的壁上，采用鑄造護板壓嵌式結構，在接縫中間室體的壁上加焊50mm寬，12mm厚的高錳鋼進行二次防護，主要防止護板邊緣破損后仍然可以正常防護，減少丸砂對室體造成的損壞。斗式提升機和螺旋分離器連接部位采用高錳鋼板，可以有效防止鋼丸對螺旋分離器的沖擊，提高局部的壽命，減少維修的工作量。丸砂分離器也可以在風口部位采用軋制高錳鋼板，減少鋼丸分離時對局部造成的沖擊，達到提高使用壽命的目的。

4使用國產(chǎn)軋制高錳鋼板的體會

1）國產(chǎn)軋制高錳鋼板可以替代進口高錳鋼板在拋丸機上的應用；

2）在非正對拋丸器拋射方向上可以有效代替鑄造護板，降低維修工作量，節(jié)約使用成本；

3）對關鍵的部件可以進行國產(chǎn)化軋制高錳鋼板的嘗試工作，已達到降低成本的目的。