噴鐵粉切割技術(shù)在寶特韶關(guān)公司的應(yīng)用

韋祥建

摘 要：本文分析大方坯連鑄機(jī)切割高合金鋼噴鐵粉切割經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)其進(jìn)行攻關(guān)總結(jié)，實(shí)現(xiàn)高合金鋼順利切割，增加了特鋼品種生產(chǎn)能力。

關(guān)鍵詞：高合金鋼；噴鐵粉切割；品種生產(chǎn)能力

中圖分類(lèi)號(hào)：X75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

寶鋼特鋼韶關(guān)有限公司煉鋼分廠連鑄工序大方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)線是2010年從意大利達(dá)涅利公司引進(jìn)并于2011年10月建成投產(chǎn)的。年設(shè)計(jì)棒材105萬(wàn)t，過(guò)程采用二級(jí)計(jì)算機(jī)控制。其主要設(shè)備有：大包下渣檢測(cè)、中包液位自動(dòng)控制、結(jié)晶器液面自動(dòng)控制、結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)、末端電磁攪拌技術(shù)、動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)、噴號(hào)機(jī)自動(dòng)噴號(hào)技術(shù)等。

1.市場(chǎng)緊缺分析

（1）隨著國(guó)家工業(yè)化振興，國(guó)內(nèi)制造業(yè)崛起，用于加工制造備件的合金模具鋼變得日益緊缺。不少備件制造商不得不到各鋼廠搶購(gòu)，甚至不惜買(mǎi)回些切廢料進(jìn)行切分篩選。

（2）眾所周知，高合金模具鋼因合金加入量大，損耗高，過(guò)程控制難度大。特別是鑄出的坯子難切斷。

因高合金模具鋼中含有較多的鉻，高溫下切割不銹鋼易產(chǎn)生熔點(diǎn)黏稠的鉻氧化物，黏附在切口面上，阻礙切割氧和鐵的反應(yīng)，從而使火焰切割過(guò)程中斷，所以在切割過(guò)程中向切割區(qū)域加入鐵粉助燃，以達(dá)到切開(kāi)材料的溫度。

通過(guò)清潔、干燥的壓縮氮?dú)?，采用?fù)壓射吸方式，經(jīng)過(guò)不銹鋼管將鐵粉均勻地輸送到割嘴前端的鑄坯上。在切割中通過(guò)同步噴出鐵粉起到助燃助熔作用，增加切割燃燒時(shí)的氧化反應(yīng)，對(duì)被鑄坯進(jìn)行預(yù)熱，并借助鐵粉在火焰中強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)釋放出大量熱能，使割口上部產(chǎn)生熔化并同時(shí)生產(chǎn)熔渣，把割件上部溫度傳到割口下部，才能順利完成切割。致使很多鋼廠生產(chǎn)不了，小部分能生產(chǎn)的也不愿意冒險(xiǎn)生產(chǎn)。

（3）寶特韶關(guān)大方坯連鑄機(jī)目前裝備水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)較高水平，若能進(jìn)一步優(yōu)化切割工藝，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出像高合金模具鋼類(lèi)似的市場(chǎng)緊缺的鋼種，必能進(jìn)一步增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)效益最大化。

2.設(shè)備改造必要性

（1）鐵粉罐改造必要性。

2014年曾在大方坯連鑄機(jī)進(jìn)行了加裝切割噴鐵粉裝置來(lái)滿(mǎn)足高合金鋼的切割要求，但使用效果不理想，主要存在以下問(wèn)題：

①粉罐體高、罐口小，鐵粉加入困難。罐體頂蓋用螺絲緊固，拆裝麻煩易漏氣；

②鐵粉加入時(shí)間長(zhǎng)，每罐加入50kg鐵粉耗時(shí)15min以上；

③每次恢復(fù)使用調(diào)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需6h～7h以上；

④粉罐體底部為半球形，切割中不利于下粉，切割結(jié)束不能很方便地排粉導(dǎo)致積粉多，既容易受潮污染罐體又造成浪費(fèi)；

⑤下粉開(kāi)關(guān)皮囊橡膠容易硬化，造成關(guān)不死而漏粉；

⑥氣動(dòng)元件及管路簡(jiǎn)陋，管路容易漏氣，電磁換向閥閥芯易堵塞，導(dǎo)致噴射不暢或一直漏粉關(guān)不死；

⑦管路及噴嘴定位裝置設(shè)計(jì)不合理，無(wú)法準(zhǔn)確快捷有效地對(duì)準(zhǔn)切割嘴火焰，影響切割成功率；

⑧下粉皮囊橡膠開(kāi)關(guān)不可靠，導(dǎo)致送粉介質(zhì)氮?dú)鈮毫﹄y控制，壓力小皮囊橡膠開(kāi)關(guān)關(guān)不死漏粉，壓力大將切割火焰吹斜。

配備鐵粉罐如圖1所示。

其外型如保溫壺，上頂是蓋板，用螺絲擰扣緊，內(nèi)置有鐵粉過(guò)濾濾芯，下底為圓弧底形。這種設(shè)計(jì)首先在線加鐵粉時(shí)很麻煩，每次要先擰松螺絲，開(kāi)蓋將鐵粉倒入。因內(nèi)置過(guò)濾濾芯，線上補(bǔ)粉效率低。其次，因罐底為圓弧狀，鐵粉消耗到距罐身1/3時(shí)，鐵粉出粉量變少，被迫又要再添鐵粉。因而每澆次生產(chǎn)結(jié)束罐內(nèi)余粉量大，浪費(fèi)多。

（2）吹氬氣管路系統(tǒng)改造必要性。之前氮?dú)夤苈废到y(tǒng)全部使用銅管硬連接，氣壓大或稍有碰撞，接頭處就會(huì)出現(xiàn)松脫而漏氣、漏粉的現(xiàn)象。所以必須改變氮?dú)膺B接方式，以保證生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有漏粉漏氣現(xiàn)象。

3.改造的內(nèi)容

（1）設(shè)備的改造

2016年11月對(duì)鐵粉罐改造。將原來(lái)圓柱體形改為圓錐體。粉罐罐體底部為圓錐體，既有利于下粉，又可以減少鐵粉殘留；粉罐罐體采用碳鋼材質(zhì)，但內(nèi)表面必須鍍鉻處理；罐頂開(kāi)口大，與罐體直徑等同，頂蓋開(kāi)啟要方便快捷，加粉方便；噴粉電磁閥采用德國(guó)FESTO產(chǎn)品，穩(wěn)定耐用。如圖2所示。

改造后實(shí)現(xiàn)了拆裝方便快捷、加粉速度快、密封好不漏粉，鐵粉利用率高等。

氮?dú)夤苈犯脑臁⒃瓉?lái)硬管連接改換用金屬軟管連接，既方便安裝，又防止接頭松脫漏氣。

（2）工藝上進(jìn)一步優(yōu)化

①開(kāi)澆前務(wù)必調(diào)試至切割正常。

通常安排每流吊放條冷坯來(lái)試切，要求達(dá)到以下3點(diǎn)：火線正；能切穿；切縫上口不積粉，切縫下口熔渣凈。試切過(guò)程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下兩種情況：沒(méi)鐵粉出和切坯切不斷。

沒(méi)鐵粉出有3種可能：罐子沒(méi)鐵粉了，需補(bǔ)加；管路被結(jié)塊鐵粉堵塞，需敲擊罐體將結(jié)塊物震落排出；控粉電磁閥失效沒(méi)打開(kāi)，通知電工檢查處理。

切不斷坯有兩種可能。噴鐵粉頭角度偏大，致火焰吹斜，切到前限位時(shí)切縫下口仍有部分沒(méi)切到。此時(shí)需將噴粉頭角度調(diào)小，適當(dāng)帶點(diǎn)角度后用切割氧產(chǎn)生的氣流將鐵粉抽吸入為最佳。另一種可能氮?dú)鈿鈮哼^(guò)高，氣壓過(guò)高同樣會(huì)將火焰吹斜，致槍到前限位，切縫下口扔余有部分沒(méi)切到。這時(shí)需調(diào)小氮?dú)鈮毫?，依?jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，一般各流總管氣壓控制在4～5bar，進(jìn)入罐體的氣壓控制在1～2bar。

②扎引錠。

高合金磨具鋼材質(zhì)偏硬，致時(shí)常有坯頭卡死在引錠頭脫不下來(lái)的情況。此時(shí)扎引錠應(yīng)注意兩點(diǎn)，一是要保證引錠頭馬蹄口及銅管壁潤(rùn)滑，應(yīng)采用高溫潤(rùn)滑劑替代菜籽油；二是扎引錠可適當(dāng)多放入些鐵屑，阻止鋼液與馬蹄口黏結(jié)。

③開(kāi)澆。

因模具鋼合金含量高，切割時(shí)煙氣濃度大，同時(shí)起切看不到其他流進(jìn)槍情況。因此開(kāi)澆時(shí)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)流子來(lái)開(kāi)。

結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)高合金模具鋼種風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，我們應(yīng)綜合考慮、預(yù)防為主，積極通過(guò)各種控制手段，逐漸降低風(fēng)險(xiǎn)率。從而實(shí)現(xiàn)鑄機(jī)“穩(wěn)定，順行，高產(chǎn)，長(zhǎng)壽，高效益”的生產(chǎn)目標(biāo)。

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