專利名稱：帶可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦井下刮板輸送機所用的中部槽。
目前國內外煤礦井下刮板輸送機所用的中部槽，采用軋材(槽幫和中板)與鍛件(聯接銷)焊接成型，該中部槽的主要弊端是不耐磨，易開焊，壽命低，使用時經常發生事故，必須停機，人工拆換，事故處理時間長，勞動強度大，采煤量低，甚至使整個中部槽早期作廢，究其原因，是軋材未經熱處理和焊接所至，對此，國際上英國和瑞典等國采用淬火加回火鋼(ARQ360和Hardox)制造中部槽，已取得較滿意的效果(〖世界煤炭技術〗1991No924-25)；美國和俄羅斯等國采用封底中部槽，減少下槽積煤量、運行阻力和功率消耗(〖煤礦機械〗1985.No3.7)；俄羅斯采用彈簧鋼滑靴，減少中部槽磨損，提高其壽命(〖世界煤炭技術〗1991.No11.25)；我國采用低碳合金鋼和高錳鋼，槽兩端高頻淬火(〖煤礦機械〗1985.No2.39-40)；或用高鉻鑄鐵堆焊、等離子焊及氧-乙炔噴焊易磨損部位(〖煤礦機械〗1985.No3.25)；部分煤機廠采用焊接的高鉻鑄鐵舌板，近來內蒙煤機廠和張家口煤機廠將槽幫鋼和附件(鏟煤板和擋煤板下座)鑄在一起(〖煤礦機械〗1991.No6.11-15)，從以上相關對比文獻刊登的資料看，國內外技術對中部槽的改進，僅在提高其耐磨性上，且仍不盡人意，顧及軋材變形，依舊回避熱處理，結果槽幫和中板性能差，壽命低，若采用熱處理，則增加大型設備投資，增加矯形工作量和軋材廢品率，而且國內外至今沒有從根本上擺脫焊接成型的束縛，無法克服槽體與聯接銷焊接帶來的一系列弊病。
本發明的目的在于，提供一種帶可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽、鑄造工藝及精心選材，以克服已有技術的嚴重不足。
槽體和聯接銷采用同一材質整鑄，只能解決開焊問題，兩者間機械性能和使用性能不能兼顧，考慮槽體的耐磨性，就必然低降低聯接銷的斷裂韌性，要聯接銷的斷裂韌性高，槽體的強度、耐磨性就要降低，使實際使用壽命平平，甚至不如現有中部槽，即使采用復合鑄造，受工藝限制，結合強度在惡劣工況條件下仍不可靠，故本發明著重解決的是中部槽選材、成形技術和聯接銷與槽體的結合方式，金屬材料熱處理導致鑄件或零件不同程度的變形，考慮中部槽按圖紙和使用要求不允許變形量超差，變形量超差必須矯形，而增加大型設備和矯形工作量是不經濟的，故本發明對槽體的選材立足于鑄態下使用，同時必保其機械性能(超過16Mn、27SIMn和24Mn2K等軋材)，聯接銷選材上，可熱處理，在滿足其強度和塑性的同時，重點保證其斷裂韌性，聯接銷與槽體的結合方式，采用機械連接。
本發明可用如下方式實現帶有可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽，包括槽體和聯接銷，槽體和聯接銷之間采用機械聯結結構。
帶可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽的成份及鑄造工藝，其鑄鋼成份的重量百分比為C占0.08-0.45％，Si占0.2-0.5％，Mn占0.8-1.8％，P占0.01-0.04％，S占0.01-0.04％，Mo占0.1-0.5％,Ni占0.3-1.8％,V占0.05-0.15％,Cr占0.3-2.2％,Cu占0.3-0.9％,Ti占0.05-0.1％,Fe占91.52-97.8％，上述成份適應于各型號中部槽，因各型號中部槽承壓、承受沖擊等情況不同，對合金元素的要求不一，鑄造工藝的第一步熔煉與澆注，熔煉以上成份范圍的中部槽鋼，大體與熔煉碳鋼和低合金鋼相同，熔池形成后，分批加入裝料量1-2％的石灰造渣，熔畢前分批加入小批礦石，加速脫磷，氧化期沸騰時間不少于5-15分鐘，凈化鋼液，氧化期末，扒凈爐內氧化渣，造新渣，氧化期末溫度比出鋼溫度高20℃，還原期造稀薄渣，渣堿度控制在R=3左右，鋼液預脫氧良好時，可加入適量硅鐵和錳鐵，調整鋼液Si、Mn含量，當鋼液成份和溫度符合出鋼時，加0.10-0.15％鋁終脫氧，出鋼溫度為1650-1670℃，合金量低，可在出鋼中加于鋼包內，合金量高時，于終脫氧前3-5分鐘加于爐內，適當攪拌，待鋼液稍鎮靜后澆注。第二步鑄造，采用砂型鑄造工藝，試生產和小批量生產時采用型芯結合，大批量生產時采用消失模鑄造工藝，沿中板底面曲面分型，或沿中板垂直中心線分型，半封閉澆注系統，設明或暗冒口，有條件時安放過濾片，合箱后，中部槽重153-1000Kg，澆注時間為20-45秒，中部槽在型內的溫度低于200℃后開箱，空冷，合格的鑄件出廠前安裝聯接銷。
本發明不存在槽體開焊問題，省去了下井前的繁瑣機械加工和焊接過程，槽體抗磨，聯接銷無開焊和斷裂問題，提高了刮板輸送機的連續開機率和采煤量，整槽實際使用壽命可提高20-50％，聯接銷與槽體的機械聯結結構，安全可靠，裝卸方便，便于處理偶然事故，并從根本上為槽體和聯接銷選材創造了靈活性，克服了槽體與聯接銷完全整鑄在一起的缺點，本發明屬于更新換代產品，世界首創，本中部槽生產條件要求一般，工藝簡單，成本低，具有巨大的經濟效益和廣泛的社會效益，對煤礦除增產效益外，節資效益也是很可觀的。
圖1為整鑄鑄鋼中部槽示意圖。
圖2為聯接銷與中部槽聯結結構示意圖。
實施例1中部槽槽體和聯接銷之間采用機械聯結結構，圖中1是可裝卸聯接銷的聯接區，2是舌板，3是聯接銷，4是槽幫，5是中板，6是擋煤板、鏟煤板聯接裝置，7是螺栓，8是墊圈，9是彈簧墊圈，整鑄鑄鋼中部槽的鑄鋼成份的重量百分比，以40T中部槽為例，C占0.12％,Si占0.5％,Mn占1.3％,P占0.03％,S占0.03％,Mo占0.1％,Ti占0.08％,V占0.1％,Cr占0.3％,Fe占97.44％，熔煉與澆注，用電弧爐熔煉，冷裝爐料，熔煉各階段操作與一般碳素鋼和低合金鋼相似，熔池形成后，分批加入石灰渣，其總加入量為裝料量的1-2％，熔化末期，分批加入小批礦石，加速脫磷，熔清后若鋼液含碳量偏低，允許用碎電極塊增碳，攪拌鋼液后及時取鋼樣分析，氧化期應強化熔池沸騰，沸騰時間不少于5-15分鐘，凈化鋼液，必要時，當鋼液溫度達到1560℃以上時，可吹氧脫碳，吹氧壓力為0.6-0.8MPa，吹氧時間控制在3-15分鐘，鋼液脫碳速度每分鐘0.01-0.03％，氧化期末扒凈爐內氧化渣，造新渣，要求氧化期末溫度比出鋼溫度高20-30℃，還原期造稀薄渣，預脫氧，造還原渣脫氧要求操作控制得當，渣堿度控制在R=3左右，保證鋼液含硫量，用鋁終脫氧前，取樣判斷脫氧情況，鋼液脫氧良好可加入適量硅鐵和錳鐵調整鋼液Si、Mn含量，鉻鐵和鉬鐵于終脫氧前3-5分鐘加入爐內，當鋼液成份符合要求并達到出鋼溫度時，加0.10-0.15％鋁終脫氧，要求出鋼溫度為1650-1670℃，出鋼過程中，在鋼包內加鈦鐵和釩鐵，并適當攪拌，待鋼液鎮靜后，于1600℃澆注。第二步鑄造工藝，采用一次整體鑄造中部槽工藝，兩箱對開造型，水玻璃砂型，樹脂砂芯，沿中板底面曲面分型(或沿中板垂直中心線分型)，半封閉澆注系統，各部分截面比例為F直∶F橫∶F內=1.0∶1.2∶0.8，沿中部槽中板端面均布八個內澆口，可設置暗冒口或明冒口，有條件時在直繞道底面可安放過濾片，造型、制芯結束后，下芯、合箱，緊固后立繞，澆注溫度為1600℃，中部槽重153-1000Kg，澆注時間定為20-45秒，中部槽在型內溫度低于200℃后，開箱、空冷，除凈中部槽內外表面的芯、型砂，氣割澆冒口，不留加工余量，并用砂輪磨平，獲整鑄中部槽成品件，出廠前安裝好聯接銷，整鑄中部槽時，在中部槽有舌板的一端，兩側槽幫的凹坑處，鑄出適當的空腔，安裝時，按聯接銷的正常方位，將其放入空腔，從另一端將穿有墊片8、彈簧墊片9的螺栓7經圓孔插入空腔，將螺栓7旋入聯接銷的螺孔內，緊固。
實施例2槽體和聯接銷之間采用螺栓聯接，其聯接方式同實施例1，鑄鋼成份按重量百分比，C占0.45％,Si占0.2％,Mn占1.8％,P占0.03％,S占0.03％,Mo占0.3％,V占0.15％,Cr占1.2％,Ti占0.1％,Fe占95.74％，熔煉與澆注，用電弧爐或中頻爐熔煉，以電弧爐熔煉為例，各階段操作與一般碳素鋼和低合金鋼相似，熔地形成后，分批加入石灰造渣，總加入量為裝料量的1-2％，熔化末期，分批加入小批礦石，加速脫磷，熔清后若鋼液含碳量偏低，增碳，攪拌鋼液后及時取鋼樣分析，氧化期應強化熔池沸騰，沸騰時間不少于5-15分鐘，凈化鋼液，必要時，當鋼液溫度達到1560℃以上時，可吹氧脫碳，吹氧壓力為0.6-0.8MPa，吹氧時間控制在5-15分鐘，鋼液脫碳速度以每分鐘0.01-0.03％，為準氧化期末扒凈爐內氧化渣，造新渣，要求氧化期末溫度比出鋼溫度高20-30℃，還原期造稀薄渣，預脫氧，造還原渣脫氧要求操作控制得當，渣堿度控制在R=3左右，保證鋼液含硫量，用鋁終脫氧前，取樣判斷脫氧情況，鋼液脫氧良好可加入適量硅鐵和錳鐵調整鋼液Si、Mn含量，鉻鐵、鉬鐵純鎳、電解銅在終脫氧前加入爐內，當鋼液成份符合要求并達到出鋼溫度時，加0.10-0.15％鋁終脫氧，要求出鋼溫度為1650-1670℃，出鋼過程中，在鋼包內加鈦鐵和釩鐵，并適當攪拌，待鋼液鎮靜后，于1600℃澆注。鑄造除聯接銷外，采用一次整體鑄造中部槽工藝，兩箱對開造型，水玻璃砂型，樹脂砂芯，沿中板底面曲面分型(或沿中板垂直中心線分型)，半封閉澆注系統，各部分截面比例為F直∶F橫∶F內=1.0∶1.2∶0.8，沿中部槽中板端面均布八個內澆口，可設置暗冒口或明冒口，有條件時，在直繞道底面可安放過濾片，水玻璃砂型原砂要求SiO2含量大于97％，含泥量小于0.5％，水玻璃砂型吹CO2硬化，表面均勻涂刷硅砂粉涂料，制芯原砂要求SiO2含量大于97％，含泥量小于0.5％，采用樹脂粘結劑，磷酸硬化劑，制芯后其表面均勻涂刷硅砂粉涂料，下芯采用兩個砂芯的組合體一次下芯，檢查下芯精度，合箱合箱后用夾緊裝置緊固牢，立放，放澆口杯，待澆注，澆注澆注溫度為1600℃，鋼液充滿澆口杯，連續澆注充型，并保證澆注時間，冷卻中部槽在型內溫度低于200℃后，開箱、空冷，清理除凈中部槽內外表面的芯、型砂，氣割澆冒口，不留加工余量，并用砂輪磨平，獲整鑄中部槽成品件，然后按實施例1的方法安裝好聯接銷，即得本發明產品。
權利要求
1.一種帶有可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽，它包括槽體和聯接銷，其特征是槽體和聯接銷之間采用機械聯結結構。
2.根據權利要求1所述的帶可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽的成份及鑄造工藝，其鑄鋼成份的重量百分比為C占0.08-0.45％，Si占0.2-0.5％，Mn占0.8-1.8％，P占0.01-0.04％，S占0.01-0.04％，Mo占0.1-0 5％，Ni占0.3-1.8％，V占0.05-0.15％，Cr占0.3-2.2％，Cu占0.3-0.9％，Ti占0.05-0.1％，Fe占91.52-97.8％，上述成份適應于各型號中部槽，鑄造工藝的第一步熔煉與澆注，，熔煉以上成份范圍的中部槽鋼，大體與熔煉碳鋼和低合金鋼相同，熔池形成后，分批加入裝料量1-2％的石灰造渣，熔畢前分批加入小批礦石，加速脫磷，氧化期沸騰時間不少于5-15分鐘，凈化鋼液，氧化期末，扒凈爐內氧化渣，造新渣，氧化期末溫度比出鋼溫度高20℃，還原期造稀薄渣，渣堿度控制在R=3左右，鋼液預脫氧良好時，可加入適量硅鐵和錳鐵，調整鋼液Si、Mn含量，當鋼液成份和溫度符合出鋼時，加0.10-0.15％鋁終脫氧，出鋼溫度為1650-1670℃，合金量低，可在出鋼中加于鋼包內，合金量高時，于終脫氧前3-5分鐘加于爐內，適當攪拌，待鋼液稍鎮靜后澆注。第二步鑄造，采用砂型鑄造工藝，試生產和小批量生產時采用型芯結合，大批量生產時采用消失模鑄造工藝，沿中板底面曲面分型，或沿中板垂直中心線分型，半封閉澆注系統，設明或暗冒口，有條件時安放過濾片，合箱后，中部槽重153-1000Kg，澆注時間為20-45秒，中部槽在型內的溫度低于200℃后開箱，空冷，合格的鑄件出廠前安裝聯接銷。
3.根據權利要求1所述的中部槽，其特征是槽體和聯接銷之間由螺栓聯結，槽體有舌板一端的槽幫凹坑處鑄出的空腔上有一安裝孔，聯接銷上有螺紋孔。
全文摘要
本發明是一種煤礦井下刮板輸送機所用的,帶可裝卸聯接銷的整鑄鑄鋼中部槽,其槽體和聯接銷采用機械聯接結構,對槽體的選材立足于鑄態下使用,在保證足夠的塑性和韌性的同時,重點保證槽體的強度和硬度指標,本發明槽體整體鑄造成型技術除符合中部槽圖紙形狀、尺寸精度、表面粗糙度和無鑄造缺陷外,從根本上杜絕了中部槽開焊弊端,槽體抗磨,聯接銷抗斷裂,且裝卸方便,便于處理偶然事故,整槽使用壽命可提高20—50%。
文檔編號B65G19/04GK1228383SQ98113799
公開日1999年9月15日 申請日期1998年2月27日 優先權日1998年2月27日
發明者張景輝 申請人:張景輝