75 t转炉耳轴的锻造

马 谦 马廷威 刘志华 王玉红 刘 巍

(1.渤海石油装备巨龙钢管南京公司，江苏210061；2.中冶京诚(营口)装备技术有限公司，辽宁115004)

耳轴是转炉上的重要部件，与托圈连接在一起，承受转炉的重量，受高温热辐射。耳轴也是传动机构，在工作中承受转动力矩、弯矩、扭矩，高温的热传导和辐射，同时还要承受频繁开启、制动引起的冲击，其工作情况非常复杂，因此耳轴的设计和制造要求非常高。本文以75 t转炉的驱动端耳轴为例，说明其制造过程。

1 驱动端耳轴锻件

根据耳轴的零件图和余量要求绘制出锻件图，如图1所示，锻件材质为20MnMoNb钢，锻后正回火热处理，粗加工后调质，精加工后交货。通过计算得出毛坯的重量为28 520 kg，根据我单位的实际情况，与游动端耳轴合锭，采用76 t钢锭锻造生产。钢锭利用率为62.3%，设备采用80 MN液压机，锻比为4.0。

锻件技术要求：

(1)材质符合JB/T6400—1992的要求，S≤0.02%，P≤0.02%；

(2)按照JB/T5000.8—1998 的规定取样，力学性能按照Ⅴ组锻件检验，Rm≥490 MPa，Re≥420 MPa，A5≥14%，Z≥38%，Aku(Akv)=39 J；

(3)淬火+回火处理，硬度为190～229HBW；

(4)粗加工后超声波探伤按照JB/T5000.15—2007执行，表面到∅650 mm区域不允许有大于Ⅰ级的缺陷，从∅650 mm到∅350 mm区域不允许有大于Ⅱ级的缺陷。

图1 驱动端耳轴锻件图Figure 1 The forging drawing of trunnion at driving end

表1 钢锭化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of steel ingot(mass fraction,%)

2 制造工艺

2.1 工艺路线

工艺路线：电炉(真空冶炼)→铸锭(真空浇注)→热送锻造厂→锻造→锻后热处理→检验→粗加工→探伤→调质→精加工→交货。

2.2 冶炼

由于驱动端耳轴工作环境的特殊性，使其对各方面的要求非常严格，在冶炼时应尽可能降低S、P等有害夹杂含量。采用真空冶炼，真空浇注，以提高钢锭的纯净度，减少钢锭的偏析、缩孔等缺陷。钢锭的实际成分见表1。

2.3 锻造

锻件用76 t钢锭锻造，为了保证锻合钢锭内部的孔洞与疏松，破碎钢锭中的铸态组织，使钢锭内部能够被完全压实并得到致密的组织，我们结合公司现有附具情况，采用900 mm上下宽V型砧进行KD法锻造。

利用KD法锻造的三个优势来保证锻件质量：

(1)高温扩散加热，增加了内部封闭界面的原子扩散和跃迁能力，提高了内部孔洞缺陷的锻合能力，同时高温保温时间的延长，对于改善内部偏析具有重要作用。

(2)上下宽V型砧，使得锻件上下变形一致，能够减少偏心的发生，同时零件中间部位需要加工成冷却水道，这样能把中间的夹杂或没有完全锻合的部分除去，保证了锻件质量。另外上下宽V型砧使锻件处于三向压应力状态，保证缺陷部位的闭合，闭合部位原子在高温下通过扩散达到锻合缺陷的目的。

(3)大压下量，能够保证锻造变形的程度，使得变形力能够传导到钢锭的中心位置，对钢锭中心的锻合具有重要作用。

第一火次：压钳口，倒棱，去锭底。

第二火次：镦粗钢锭至高1 650 mm，直径约为2 350 mm。采用900 mm上下宽V型砧拔长至∅1 450 mm，长度约为4 330 mm。每道次压下量在20%左右。每压一趟后翻转90°再压，每一趟与上一趟错半砧。要适当提高加热温度和保温时间，为钢锭镦粗和KD法锻造提供条件。

第三火次：换上平下V砧按图2所示分料，锻出各部分尺寸，切断。G+水口部分为游动端耳轴。精整出成品。

最大法兰处锻比为4.0，因为在法兰处容易发生探伤不合格。锻造过程中若出现裂纹要及时吹氧清理或留出余量，防止出现废品。

2.4 锻后正回火

锻后采用正回火处理，工艺如图3所示。650℃为扩氢温度，通过锻后正回火处理细化晶粒，消除组织应力，为后续的淬火作组织准备。

图2 分料图Figure 2 Dividing diagram

图3 热处理工艺
Figure 3 Heat treatment process

3 检验结果

对锻件按要求进行了无损检测及力学性能检验，各项检验结果均符合技术要求。

4 结论

通过双真空冶炼保证了钢锭的冶金质量，采用KD法锻造，减少了大钢锭内部的缺陷，提高了锻件的内部质量。我公司生产的驱动端耳轴锻件完全满足用户技术要求。

[1] 刘宁，张相福，肖百文.大型钢水罐耳轴的锻造工艺改进[J].锻压技术，2005(2)：7-8.

[2] 张福禄，付冬齐.转炉耳轴的结构与计算方法[J].一重技术，1999(2)：25-26.