2020年第2期/第69卷工艺技术FOUNDRY
岳建国，岳卫国，沈闯，刁晓刚，王廷勇，魏伟
（中信重工洛阳重铸铁业有限责任公司，河南洛阳471003）
摘要：介绍了厚大断面球铁托轮的铸造工艺及其生产实践。采用数值模拟预测铸造缺陷，依 据模拟结果调整冒口、冷铁布局；采用优质生铁、纯净的废钢及合理的球化温度和浇注温
度，获得了无缺陷、组织良好、力学性能优异的托轮铸件。 关键词：厚大断面；球墨铸铁；数值模拟；铸造工艺；生产实践
托轮是回转窑的关键零件，在水泥和冶金矿山机械中得到广泛应用。由于工作
时托轮承受巨大的交变压应力和数百吨的载荷，工作环境非常恶劣，因此其质量要
求极为严格川。目前，国内外使用的托轮材质通常为铸钢，与球墨铸铁相比，铸钢的
强度较高、冲击韧性较好，但其减震性、耐磨性、缺口敏感性等性能较差。由于球
墨铸铁各项性能指标接近于铸钢，且成形性好、成本低廉，以铁代钢具有成本低、
生产周期短等优势，成为制造托轮的重要发展方向。
本实验中的托轮属于厚大断面球铁铸件。早在20世纪70年代，国际铸造技术委
员会已把厚大断面球墨铸铁列为当时的铸造关键技术问题之一0。经过几十年的发
展，虽然厚大断面球铁基础理论和实践上都取得了许多重要进展，但其组织和性能
控制仍是厚大断面球铁件研究与生产中的关键问题⑷。
作者简介：
岳建国（1985-），男，工程师，学士，主要从事耐磨材料及球墨铸铁铸造工艺设计工作。E-mail: yuejianguo1985@163
通讯作者：
沈闯，男，高级工程师，硕士。E-mail:shenchuang 07@163
中图分类号：TGI72
文献标识码：B
文章编号：1001-4977（2020）02-0209-03
收稿日期：
2019-02-14收到初稿，2019-03-13收到修订稿。1铸件技术要求
托轮最大外径I300mm、高760mm，最大壁厚415mm，毛重7.5t，材质QT700—2，结构如图I所示。
铸件质量按GB/T1348-2009《球墨铸铁件》规走验收，铸件球化等级依据GB/T9441—2009《球墨铸铁金相检验》达到3级；铸件需进行超声波探伤，超声检测依据EN12680-3-2011标准，全部达到3级；着检测依据EN1371-1-2011标准，全部达到3级。探伤部位为所有加工表面。
2铸件工艺分析
由于该托轮断面厚大，凝固时间长，壁厚中心及热节处石墨形态易恶化，易产生缩孔、缩松缺陷。铸件材质为QT700-2，基体组织主要为珠光体，强度要求高。铸件要求超声波探伤及着探伤，生产制造难度极大。
球墨铸铁铸造为生产出合格的铸件，采用ProCAST模拟软件对球铁托轮的凝固过程及温度场进行数值模拟，预测缺陷可能出现的部位并采取相应改进措施。
3铸造及熔炼工艺设计
3.1铸造工艺设计
浇注系统采用底注式，并采用挡渣装置进行挡渣。顶部使用保温冒口，冒口圆周均布，交错摆放，保证铸件得到均匀补缩。冷铁设置于托轮内外圆，调整其厚度保证铸件均衡凝固，避免铸件产生缩孔缩松缺陷。托轮原工艺方案如图2所示，原工
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