鐵路貨車用鑄鋼件連續(xù)式熱處理中“同爐同窯”必要性的探討

麻艷艷

【摘 要】論文根據(jù)連續(xù)式熱處理線生產(chǎn)的特點，對連續(xù)熱處理過程中“同爐同窯”必要性進行了探討，提出在連續(xù)熱處理中可以不進行“同爐同窯”控制的結(jié)論。

【Abstract】According to the characteristics of production of the continuous heat treatment line， the paper discusses the necessity of "synchronous furnace synchronous kiln" in the process of continuous heat treatment， and puts forward the conclusion that "synchronous furnace synchronous kiln" control need not to be carried out in continuous heat treatment

【關(guān)鍵詞】連續(xù)式熱處理；同爐同窯；AARM-201

【Keywords】 continuous heat treatment； "synchronous furnace synchronous kiln"； AARM - 201

【中圖分類號】TG22 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）06-0181-02

1 引言

中國鐵路貨車中鑄鋼件占有重要的地位，搖枕、側(cè)架、車鉤等鑄鋼件是貨車車輛三大關(guān)鍵部件，其熱處理質(zhì)量直接影響到鐵路運輸?shù)陌l(fā)展和人民生命財產(chǎn)的安全[1]。運裝貨車【2006】79號文中明確提出臺車式熱處理方式采用同爐同窯的要求。本文根據(jù)連續(xù)式熱處理的特點，通過試驗，提出在連續(xù)式熱處理可以不用對“同爐同窯”進行控制，并對如何控制連續(xù)式熱處理質(zhì)量提出了一些看法。

2 美國鐵路用鑄鋼件技術(shù)條件AAR-M-201中對熱處理的相關(guān)要求

AAR-M-201 技術(shù)條件作為美國鐵路學(xué)會機械分會頒布的鑄鋼件技術(shù)條件， 自 1923 年被采用時起， 經(jīng)過幾十年的修訂、完善， 已成為世界各國鑄鋼件生產(chǎn)、采購和驗收的技術(shù)指導(dǎo)和操作標準， 也成為我國制訂相應(yīng)標準被等效采用的技術(shù)條件[2]。目前，我國鐵路鑄鋼件一般使用符合美國AAR-M-201標準的鑄鋼材質(zhì)，取代了長期以來一直使用的ZG230-450碳鋼，如搖枕、側(cè)架使用B級鋼或B+級鋼，車鉤和尾框使用C級鋼或E級鋼。

由表1可以看出ZG25MnCrNiMo這個牌號的鋼種，通過不同的熱處理方式會得到兩種不同的力學(xué)性能，分別達到C級鋼和E級鋼的標準，真正做到了“一鋼兩用”，體現(xiàn)了AAR-M-201標準的實用性。

3 連續(xù)式熱處理線的特點

連續(xù)式熱處理生產(chǎn)線效率高、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、容易實現(xiàn)機械化與自動化、工人勞動強度低，尤其適合搖枕、側(cè)架批量大，材質(zhì)單一的產(chǎn)品的熱處理。它能較好地解決臺式熱處理設(shè)備中存在的同一爐次質(zhì)量差別大、變形、晶粒度不均一、熱效率低等各種問題，其主要特點是溫度場均勻、精度高，不易發(fā)生過燒、過熱，能夠使搖枕、側(cè)架的熱處理質(zhì)量得到全面的改善。

連續(xù)式熱處理線采用懸鏈輸送系統(tǒng)來吊掛鑄件，避免鑄件變形的同時方便操作者吊掛鑄件，見圖1。

溫控系統(tǒng)共分為升溫區(qū)和保溫區(qū)兩大模塊，升溫區(qū)、保溫區(qū)又各分4個小區(qū)分段控制，即升溫區(qū)包括1、2、3、4區(qū)，保溫區(qū)包括5、6、7、8區(qū)。每個小區(qū)又分為上、中、下3個加熱區(qū)，每個加熱區(qū)配置獨立控溫模塊。檢查員可以通過顯示器和儀表監(jiān)控整個溫控系統(tǒng)，任何一區(qū)發(fā)生斷相或加熱不正常，都可以立即發(fā)現(xiàn)，做出處理意見。

4 連續(xù)式熱處理中“同爐同窯”必要性的研究

顧名思義，同爐同窯即同一冶煉爐次澆注的鑄鋼件在同一熱處理窯次中進行熱處理。它的目的在于使每爐鑄鋼件都以與本爐化學(xué)成分相適應(yīng)的工藝進行熱處理， 具有一致的力學(xué)性能， 以保證鑄鋼件的熱處理質(zhì)量?！巴瑺t同窯”的概念在AAR-M-201并未提出，只是要求每爐次鋼都要進行力學(xué)性能試驗，每爐次鋼的試棒都必須與它所代表的同爐次鑄件以相同的方式進行熱處理。而TB/T3012-2006和TB/T456-2008中要求“力學(xué)性能試驗用試棒應(yīng)與同一熔煉爐次澆注的鑄件同一爐次熱處理”，并且初步提出了尾數(shù)的概念，“在同一熔煉爐次的鑄件中，大部分的鑄件已經(jīng)進行了熱處理，且試棒力學(xué)性能合格，因故尚有少量鑄件未進行熱處理，此時允許將這少量鑄件與其他熔煉爐次的相同材質(zhì)的搖枕、側(cè)架同爐熱處理，其力學(xué)性能以后者熔煉爐次鑄件的試棒的力學(xué)性能來代表”。在實際操作中，我公司在臺車窯熱處理過程中，尾數(shù)按照同爐次的10%來控制，也就提出了“同爐同窯率”的概念。但在實際的生產(chǎn)中總是會因為各種原因尾數(shù)超過10%，同爐同窯率不到90%。在同爐次試棒充足的情況下這些問題就可以迎刃而解，但是因缺陷等原因試棒不足，就給質(zhì)量控制、生產(chǎn)安排帶來了難題，只能取實物進行力學(xué)性能試驗，浪費時間的同時增加了質(zhì)量成本，并且“同爐同窯”的要求需要耗費大量的人工成本核對鑄造順序號，確保同爐同窯。

連續(xù)式熱處理線在實際生產(chǎn)中每窯次平均運行23天，在生產(chǎn)過程中整個溫度場變化不大，運行相對穩(wěn)定，每窯次進行熱處理時同鋼種設(shè)定的溫度不變。那么要求同爐同窯有沒有意義呢？如果根據(jù)傳統(tǒng)意義上的同爐同窯的概念，同一爐次的鑄件應(yīng)該連續(xù)、不間斷的熱處理。如果按照這個要求來控制同爐同窯，那么對于先進的連續(xù)式熱處理線來說是一種設(shè)備的浪費、管理的漏洞。

5 連續(xù)式熱處理質(zhì)量控制要點新方法的提出

針對連續(xù)式熱處理設(shè)備和工藝特點，筆者一直致力于新的質(zhì)量控制方法的研究，并取得了顯著的效果。主要完善了質(zhì)量監(jiān)控記錄，傳統(tǒng)的質(zhì)量過程監(jiān)控只有熱處理曲線，根據(jù)連續(xù)式熱處理操作臺控制模塊可以準確撲捉到整個熱處理過程精確到分鐘的特點，增加了每件鑄件入、出窯時間、入水時間，對熱電偶、自動曲線記錄儀、設(shè)備的狀況等細節(jié)均詳細記載，根據(jù)吊掛小車在整個熱處理線的節(jié)拍時間和入出窯時間，結(jié)合曲線的異常，整理出一套時間反推方法，可以準確推算出鑄件在熱處理過程中具體在哪個加熱小區(qū)出現(xiàn)問題，并做出合理的處理判斷，確保每件鑄件的熱處理過程可靠、穩(wěn)定。加強對熱處理參數(shù)的控制，包含電流、監(jiān)控溫度、監(jiān)測溫度、實時錄像顯示等，采用的方式是對熱處理全過程監(jiān)控，不存在盲點。

6 結(jié)語

我國現(xiàn)行使用的鐵道行業(yè)標準在熱處理方面的技術(shù)要求略高于AAR標準，表明我國鐵路貨車鑄件制造水平已進入國際先進行列。尤其是我公司對搖枕、側(cè)架、車鉤等鑄件采用連續(xù)式熱處理已達到國內(nèi)一流、行業(yè)領(lǐng)先的水平。其熱處理的質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。通過實際驗證，對于連續(xù)式熱處理即使不用“同爐同窯”控制，其力學(xué)性能也基本一致。如果這種新觀點可以實施，那么將減少大量人工、生產(chǎn)和物流成本，提高了生產(chǎn)效率。

【參考文獻】

【1】張昌騏. 鐵道車輛鑄鋼件材料的升級換代[J].機車車輛工藝，1999 （5）：1-4.

【2】陸陽，孟令偉.鐵路貨車用鑄鋼件“同爐同窯”必要性的探討[J].鑄造，2005（08）：273-275.