1、概述
    隨著國內(nèi)鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展，耐熱、耐磨新材料的應用愈加廣泛。鉻錳氮鋼以其具有耐熱、耐磨、強度高的優(yōu)勢，深受鋼鐵企業(yè)中燒結(jié)礦生產(chǎn)設備的青睞。
    燒結(jié)廠用3100mm×7500mm耐熱振動篦板（俗稱篩板）即為鉻錳氮鋼材料，牌號為ZG30Cr18Mn12Si2N，屬高合金耐鋼。該材質(zhì)鑄態(tài)為奧氏體，具有很高的強度和韌性，常溫下ab≥490MPa，a≥8%。篦板在850'C溫度下工作，承受振動頻率為750次／mm，振幅為3.5～4.5mm，用來篩分燒結(jié)礦中小于5mm的粉末，以滿足高爐生產(chǎn)對粒度的要求。
    篦板鑄件結(jié)構(gòu)的特殊性和鉻錳氮鋼含氣傾向大的特點為生產(chǎn)合格產(chǎn)品增加了困難。筆者在試制過程中采取了一些有效的措施，成功地生產(chǎn)出了燒結(jié)機用耐熱振動篩鑄件。
2、鑄件結(jié)構(gòu)和技術(shù)條件
鑄件整體結(jié)構(gòu)呈板類件，外形幾何尺寸為1120mm×1040mm×22mm．工作面上均布呈“人”字形排列的篩孔，篩孔尺寸為33mm×5mm，共計1200余個。鑄件簡單結(jié)構(gòu)及篩孔尺寸見圖1。

    鑄件材質(zhì)為ZG30Cr18MnlZSi2N。其化學成分要求見表1。
    鑄件要求篩孔排列規(guī)則，通孔、孔的尺寸不大于5mm×33mm；
    鑄件工作面鑄造后不允許出現(xiàn)裂紋（含微裂或發(fā)裂），工作面平整，無翹曲等鑄造缺陷。
3、試制條件
3.1熔煉及澆注
    鋼水的熔煉在300kg堿性中頻感應電爐中進行，用插入式熱電偶測溫，控制出鋼溫度。采用常規(guī)快速法進行爐前化學元素分析。
    因為鉻錳氮鋼導熱性差，凝固時間長，所以鋼水的流動性很好。不但縮短了冶煉時間，并可適當降低澆注溫度。澆注溫度控制在1410～1430℃，用轉(zhuǎn)動式鋼水包澆注，澆注時必須掌握好“兩頭小、中間大”的原則。
3.2使用的金屬材料及爐料配比
    鋼水冶煉全部用新料，未用返回料，所用金屬材料及爐料配比見表2和表3。

3.3鑄型制作
    鑄型外型采用CO2，水玻璃自硬砂手工制型；
    坭芯采用冷硬呋喃樹脂砂制芯，專用S201型樹脂混砂機混制，樹脂加入量為1.5%～2. 5%，硬化劑占樹脂量的30%；
    采用堅固木質(zhì)實樣模型，縮尺取1. 85%；
    坭芯（孔芯）用實樣芯盒，經(jīng)放樣后劃分出芯盒數(shù)量并編號，確定下芯位置及順序；
    鑄型合箱前后均應預熱，保證澆注時鑄型溫度在60～80℃。
4、技術(shù)措施
4.1鋼水冶煉
    (1)早期造渣
    電弧爐煉鋼對爐渣有嚴格要求，同時要有氧化還原期的控制。而感應爐煉鋼有別于電弧爐煉鋼，基本是個爐料的重熔過程。鋼水與空氣接觸時間長，吸氣量變大，大大增加了鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷傾向。因此要求在裝入爐料之前，先在爐底裝入1%造渣劑，實施鋼水早期造渣，防止鋼水過早吸氣。
    (2)強化脫氧
    感應爐煉鋼常規(guī)脫氧方法顯然對含氣傾向嚴重的鉻錳氮鋼已不適應．應當進行強化脫氧。我們的做法是：鋼水熔清后進行預脫氧。然后用硅鈣粉適量覆蓋．對鋼水進行擴散脫氧，出鋼前再進行沉淀脫氧（不允許插鋁）。從而達到強化脫氧目的。使鋼水含氧量降到最低。
    (3)固氮
    鉻錳氮鋼的冶煉要水嚴格控制Mn、N元素，氮元素含量不足將難以保證得到單相奧氏體。Ti元素在鋼水中與氮的結(jié)合力較強，形成TiN，在鋼水中起到固氮作用，因此加入微量鈦(Ti)對保證含氮(N)量能起到一定作用。
4.2鑄型制作
    (1)坭芯（孔芯）采用冷硬樹脂砂
    由于鑄件篩孔窄小且密布，容易產(chǎn)生裂紋。試制初期使用C02水玻璃砂制作孔芯。因砂芯強度高、退讓性差，導致篩孔發(fā)生裂紋情況嚴重。采用退讓性良好的樹脂砂制芯后。徹底解決了裂紋缺陷。出于樹脂砂發(fā)氣量大，應當注意選用低發(fā)氣量的樹脂。同時制芯時注意做好排氣措施。
    (2)分型面位置的調(diào)整
    要保證篩孔全部鑄穿，使孔穿透率達到100%是制作篦板鑄件的難點。試制初期，僅考慮到方便造型操作合組芯．對分型面的選擇未引起重視，結(jié)果篩孔平面上常出現(xiàn)5%左右的孔未穿的現(xiàn)象．經(jīng)分析認為這與分型面選擇位置有關(guān)。此后調(diào)整了分型面位置，見圖1，使砂芯全部固定在}二箱，砂箱的重力及壓鐵重量作用使孔芯面與下型接觸緊密．達到了孔穿目的。
    (3)傾斜、快速澆注
    篦板鑄件因孔芯（篩孔）眾多．鋼水澆注后會形成較大阻礙怍用。從而使鋼水充型能力減弱．極易使鑄件形成冷隔或澆不足等缺陷。因此澆注系統(tǒng)按開放式?jīng)]計汁算。保證澆注速度達到≤0s/件，并適當墊高澆口端，以增大壓頭、提高澆速。
    (4)熱模澆注
    由于采用CO2：水玻璃砂鑄型（外型），再涂刷醇基涂料，鑄型表層仍然存在水份．增大了鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷的可能性。因此，澆注之前鑄型應預熱烘烤砂型表層。我們規(guī)定鑄型澆注前溫度應保持在60～80℃。
5、試制結(jié)果
5．1  鑄件化學元素分析及金相檢查結(jié)果
    經(jīng)化驗分析結(jié)果見表4。鑄件鑄態(tài)金相檢查結(jié)果為：鑄態(tài)基體組織均為奧氏體加碳化物。

5.2表面質(zhì)量及幾何尺寸
    經(jīng)用戶檢查驗收，鑄件工作面平整，無裂紋、凹陷等缺陷，鑄孔全部穿透。
    外形尺寸1120mm和1040mm尺寸處誤差均為±5mm。符合要求。不影響安裝或更換。
5.3跟蹤使用效果
    篦板鑄件于2003年2月上機使用至今．未發(fā)生孔裂，預汁使用壽命可以達到8個月以上。完全滿足用戶要求。
6、結(jié)束語
    鑄件試制成功經(jīng)驗證明，鉻錳氮鋼篦板鑄件雖然存在制作難度較大的問題．但是只要技術(shù)措施得當、工藝合理，完全可以制作出滿足用戶要求的產(chǎn)品。