劉時(shí)雨

熱處理行業(yè)是消耗能源的大戶(hù)，其用電量約占機(jī)械工業(yè)用電量的25%～30%。在熱處理生產(chǎn)中開(kāi)展節(jié)能及環(huán)境保護(hù)工作具有十分重要的意義。

產(chǎn)品質(zhì)量雖不是節(jié)能的直接指標(biāo)，但對(duì)節(jié)能有重大影響；在保證質(zhì)量的前提下，力求Z少的能源消耗。現(xiàn)結(jié)合支撐輥差溫?zé)崽幚砩a(chǎn)，簡(jiǎn)單談?wù)勏敕ā?/p>

我公司年產(chǎn)支撐輥近700支，總噸位兩萬(wàn)余噸。支撐輥差溫?zé)崽幚頉Q定支撐輥工作層組織、硬度、應(yīng)力分布和使用性能的關(guān)鍵工序，是支撐輥制造技術(shù)的核心所在。近兩年來(lái)，通過(guò)優(yōu)化支撐輥差溫?zé)崽幚砉に噮?shù)、規(guī)范操作規(guī)程，支撐輥熱處理質(zhì)量明顯提升。

1、支撐輥差溫?zé)崽幚韰?shù)優(yōu)化

國(guó)內(nèi)支撐輥差溫?zé)崽幚韰?shù)大同小異，都是根據(jù)支撐輥材料、輥身截面尺寸按固定工藝規(guī)范制訂，見(jiàn)圖1。

圖1 支撐輥差溫?zé)崽幚砉に嚽€(xiàn)

經(jīng)過(guò)預(yù)熱的支撐輥轉(zhuǎn)入熱態(tài)的差溫爐后以Z大的功率使?fàn)t溫迅速達(dá)到960～1050℃保持，以強(qiáng)烈的輻射對(duì)流傳熱方式，使支撐輥表面快速升溫，保持時(shí)間以輥面溫度達(dá)到預(yù)定的淬火溫度為止。然后將爐溫調(diào)低，控制在高于淬火溫度20～40℃的溫度保溫，獲得所需奧氏體化層深度，而心部仍保持在相變點(diǎn)以下；淬火方式采用噴霧冷卻。

以φ1500mm輥身45Cr4NiMoV材料輥身淬硬層深≥80mm（規(guī)范規(guī)定）為例，奧氏體化層深必須達(dá)到200mm。按圖1工藝曲線(xiàn)，t1溫度為1030℃，保持2.5h，t2溫度為970℃保溫2h。

現(xiàn)在我們根據(jù)輥身直徑大小、淬硬層深度要求及實(shí)際達(dá)到的升溫速度來(lái)綜合考慮確定工藝參數(shù)。如果圖紙輥身淬硬層深要求60mm，按此制訂參數(shù)，t1溫度為1030℃，保持2.5h，t2溫度為970℃保溫1～1.5h；每支支撐輥節(jié)省了1～0.5h高溫能源消耗。

t3溫度通常在480～550℃。單件支撐輥回火熱處理保溫時(shí)間τ4為90h，如同一熱處理爐回火兩件以上支撐輥，保溫時(shí)間至少延長(zhǎng)1.2倍以上。我公司支撐輥回火在臺(tái)車(chē)式電爐進(jìn)行，電爐雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，但在中低溫回火時(shí)因沒(méi)有風(fēng)機(jī)強(qiáng)制爐氣循環(huán)，熱效率低下，大大延長(zhǎng)了工件均溫時(shí)間。

為保證支撐輥回火溫度下盡快均溫，對(duì)于單件回火的支撐輥，采用回火2/3總時(shí)間后，出爐翻轉(zhuǎn)180°；多件裝爐回火的支撐輥，按Z大截面制訂回火時(shí)間，回火2/3總時(shí)間后，出爐翻轉(zhuǎn)180°再入爐繼續(xù)回火。支撐輥回火采用上述措施后，支撐輥每爐回火均保溫時(shí)間縮短了10h以上。

2、支撐輥差溫?zé)崽幚聿僮饕?guī)范化

支撐輥差溫?zé)崽幚砥毡榇嬖谙率鲑|(zhì)量問(wèn)題：

①輥身軟帶長(zhǎng)；

②輥身端部崩邊；

③輥身表面圓周方向或長(zhǎng)度方向硬度不均；

④輥身表面存在硬點(diǎn)或軟點(diǎn)；

⑤輥頸靠輥身處硬度偏低。

在操作上進(jìn)行針對(duì)性規(guī)范措施：

①支撐輥高溫保溫階段（t2溫度）保證爐氣正壓，適當(dāng)加大水套與輥身間距，保證輥身端部加熱溫度；輥身端部及輥頸噴霧時(shí)、二段按正常噴水冷卻，減少此處蓄熱量。

②支撐輥噴霧托輥由單向轉(zhuǎn)動(dòng)變雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，適當(dāng)串動(dòng)輥身；輥身端部第3、4段噴霧時(shí)根據(jù)端部“掛水”情況及時(shí)關(guān)水，避免過(guò)冷。

③多件回火時(shí)，件與件間至少留200mm以上間距，利于爐氣循環(huán)；保溫一段時(shí)間后出爐翻轉(zhuǎn)180°。

④支承輥放置在噴霧托輥停置期間內(nèi)嚴(yán)禁對(duì)應(yīng)輥身處噴嘴噴水；同時(shí)控制在30秒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，嚴(yán)禁停置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成輥身表面局部溫度降低。

⑤輥頸靠輥身處包400mm寬耐火纖維氈保護(hù)，防止?fàn)t膛火焰燒到輥頸根部，產(chǎn)生退火現(xiàn)象。

1-差溫爐殼；2-冷卻水套；3-冷卻水；4-耐火纖維氈；5-支撐輥；6-托輥；7、輥頸絕熱用耐火纖維氈

圖2支撐輥裝爐示意圖

采取上述措施后，縮短了支撐輥差溫?zé)崽幚碇芷冢档土四茉聪模抑屋伈顪責(zé)崽幚碣|(zhì)量顯著提高，一次交檢合格率由原來(lái)不足80%提高到95%以上，僅此一項(xiàng)，減少熱處理返工成本400余萬(wàn)元（未含重新差溫?zé)崽幚磔伾砑庸こ杀荆芍^效益巨大。

熱處理節(jié)能與環(huán)保工作貫穿在熱處理生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，熱處理工作者還有許多事要做，包括新的工藝、材料、設(shè)備、工裝輔具、系統(tǒng)控制、操作和管理技術(shù)等，不僅要保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少能源消耗、力爭(zhēng)效益Z?化，還更要注重保護(hù)環(huán)境、減少?gòu)U棄物及有害物排放，保證人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：劉時(shí)雨，中國(guó)重型機(jī)械（集團(tuán)）有限責(zé)任公司。本文摘自《金屬加工（熱加工）》雜志