1、概述
隨著國內鋼鐵工業的高速發展，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、強度高的優勢，深受鋼鐵企業中燒結礦生產設備的青睞。
燒結廠用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。該材質鑄態為奧氏體，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，用來篩分燒結礦中小于5mm的粉末，以滿足高爐生產對粒度的要求。
篦板鑄件結構的特殊性和鉻錳氮鋼含氣傾向大的特點為生產合格產品增加了困難。筆者在試制過程中采取了一些有效的措施，成功地生產出了燒結機用耐熱振動篩鑄件。
2、鑄件結構和技術條件
鑄件整體結構呈板類件，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。鑄件簡單結構及篩孔尺寸見圖1。
鑄件材質為ZG30Cr18MnlZSi2N。其化學成分要求見表1。
鑄件要求篩孔排列規則，通孔、孔的尺寸不大于5mm×33mm；
鑄件工作面鑄造后不允許出現裂紋（含微裂或發裂），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%；
采用堅固木質實樣模型，縮尺取1. 85%；
坭芯（孔芯）用實樣芯盒，經放樣后劃分出芯盒數量并編號，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。出于樹脂砂發氣量大，應當注意選用低發氣量的樹脂。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，結果篩孔平面上常出現5%左右的孔未穿的現象．經分析認為這與分型面選擇位置有關。此后調整了分型面位置，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。因此澆注系統按開放式沒計汁算。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。我們規定鑄型澆注前溫度應保持在60～80℃。
5、試制結果
5．1 鑄件化學元素分析及金相檢查結果
經化驗分析結果見表4。鑄件鑄態金相檢查結果為：鑄態基體組織均為奧氏體加碳化物。
5.2表面質量及幾何尺寸
經用戶檢查驗收，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、結束語
鑄件試制成功經驗證明，鉻錳氮鋼篦板鑄件雖然存在制作難度較大的問題．但是只要技術措施得當、工藝合理，完全可以制作出滿足用戶要求的產品。
