创新工艺模式 降低锻件成本

文/陈明·中信重工重型铸锻厂锻造工艺所彭鹏·中国一拖集团有限公司

创新工艺模式 降低锻件成本

文/陈明·中信重工重型铸锻厂锻造工艺所彭鹏·中国一拖集团有限公司

中信重工重型铸锻厂锻造工艺所（以下简称中信重工）为降低锻件成本，提高锻件出品率，进行了全面的工艺优化及模式创新。依托18500t油压机，8400t、3150t、1600t水压机和3t锻锤等设备，通过对原有工艺模式进行创新，在保证锻件质量稳定的前提下，逐步提高锻件合格率，企业综合效益得到显著提升。

原有工艺模式

3150t、1600t水压机和3t锻锤主要生产服务于矿山、冶金、建材、电力、化工等领域所需机械设备的配套毛坯件。一直以来，主要生产方式是根据生产计划，先进行钢锭配炉，然后向冶炼车间传递钢锭需求信息。经过统计，这些设备生产锻件所采用的钢锭多数为下注钢锭，该生产方式存在的主要问题有：

⑴钢锭多数为下注浇注生产，内部质量不稳定。随着公司产品重型化、大型化的发展，对锻件质量的要求愈加严格，采用下注浇注钢锭生产的锻件质量风险大。

⑵由钢锭直接生产成锻件成品，经超声波探伤检验发现锻件存在内部质量缺陷时，大多数只能报废处理，从而导致产品工期、成本难以控制。

⑶3150t、1600t水压机和3t锻锤设备直接对钢锭进行锻造时，钢锭必须进行主变形以压实内部缺陷，一方面由于设备老化严重，难以保证主变形效果，锻件内部质量存在风险，另一方面还会增加动能消耗。

创新工艺模式

为了控制动能消耗，有效降低锻件成本，工艺策划人员依据目前生产形式进行全面优化和技术创新，引导生产方式发生转变。

制订《钢锭、坯料管理规定》

为了规范钢锭、坯料的生产和管理，中信重工制订了《钢锭、坯料管理规定》，明确了钢锭成分、锻造工艺制定、坯料的使用原则及控制手段等措施。

由小型锻造生产车间（主要设备为3150t、1600t水压机和3t锻锤）根据生产计划，分材质、规格提出生产所需的坯料，锻造技术部门评审后确定锭型及冶炼浇注方式，编制坯料锻造工艺。重型锻造车间（主要锻造设备为18500t油压机和8400t水压机）提取钢锭，按工艺锻制坯料。锻造中检站重点监控表面缺陷的清理及坯料尺寸，坯料外观按成品锻件验收，并且要求对坯料进行表面探伤（探伤完成后，如果有缺陷，要求记录各种缺陷的大小和位置），标识清楚后转至小型锻造生产车间。制定材料利用率明细表、锯床下料明细表并指定专人填报，明确坯料检验、转移、交接程序。

图1 经超声波探伤检测的锻件

制坯钢锭的确定

根据现有2～438t钢锭系列，工艺策划选取锭身比例较高的钢锭进行制坯，充分提高材料利用率；依据锻件技术条件、规格、类型，有针对性地选择不同的坯料组织生产。

统计分析3150t、1600t水压机和3t锤锻件产品结构及锻件技术要求，根据锻造比参数确定坯料规格，目前确定了φ700mm、φ600mm、φ500mm、φ400mm 4种规格的坯料。

钢锭制坯

采用钢锭制坯+锯切下料模式，即采用大钢锭在18500t油压机、8400t水压机拔长制坯，经过热处理工艺后，对探伤后钢坯质量情况，锯切分料生产中小锻件，经过试制生产，锻件质量稳定，锻件尺寸得到精确控制，生产效率进一步提高，锻件出品率大幅提升。

以1支42CrMoA材质32t钢锭为例，钢锭锭身重26.698t，制成编号212-303（重量8.62t）、212-304（重量 9.23t）、212-305（重量 6.94t）3件坯料，生产成14件锻件成品，总重量为20.98t，统计锻件出品率达到65.6%。

锻件和坯料组合工艺模式

该工艺模式是指在进行工艺策划时，合理分配钢锭锭身重量，选用钢锭锭身中部质量相对较好的坯料锻造大规格、高技术要求的锻件，锭身两端余料拔制成坯料生产中小锻件。工艺模式以炉号T12-0173A、重量为105t的钢锭生产为例，该钢锭生产产品主要为托圈锻件，重量为69.07t，占钢锭重量的65.8%。钢锭下料后，对近冒口端切除料进行制坯并探伤，该坯料约占7t，占钢锭重量的6.7%。如有合适产品可直接使用此坯料进行生产，从而提高锻件出品率。

废品锻件改锻工艺模式

该工艺模式主要是将废品锻件缺陷情况进行综合评估，切除缺陷部位，根据要生产的中小锻件规格及技术要求对余料进行合理分割，将废品锻件改锻成合格中小锻件的工艺模式。以编号为111-5032的锻件改锻工艺方案为例，进行如下说明。

编号为111-5032，重量为7400kg，材质为17CrNiMo6，该轴经超声波检测发现存在连续性夹杂物（图1中的A区），最大当量为φ5mm，分布为φ100mm，超出标准要求，不合格。

根据该轴探伤结果，对该轴进行分料，将该轴缺陷部位通过锯切方式切除，其余部位改锻为3件齿轮，分别为111-594（重量为3950kg），111-377（ 重 量 为 600kg），111-375（ 重 量 为1320kg），变废品为合格锻件，提升了材料利用率。

结束语

⑴以提高锻件出品率、稳定质量、控制能耗为目标，通过工艺改进及控制措施，采用“钢锭制坯+锯切下料”的模式，极大提高了锻件出品率。

⑵工艺策划选择合适的钢锭进行制坯，大大提高了材料利用率。

⑶依据锻件技术条件、规格、类型，有针对性地选择不同的坯料组织生产。

⑷不断进行工艺优化及控制技术创新，形成《钢锭利用率管理规定》，进一步对钢锭选配和出品率进行详细规范。

陈明，助理工程师，主要从事冶金轧辊、水电、火电、加氢以及船用等大型锻件自由锻工艺研究。