大型牌坊（机架）生产是长城铸钢的主打产品之一，连续近10 年占公司年生产量的三分之一，公司目前能生产毛重150 吨以下的牌坊（机架）产品。经过长期生产同类产品，结合曾出现过的质量问题铸造工艺不断优化改进和生产验证，大型牌坊（机架）的铸造工艺已经日趋成熟和稳定，固化形成了我司稳定的铸造工艺，产品质量的稳定减少了牌坊（机架）粗加工后的产品精整工作量，在产品质量得到保证的同时提升了交货期,提升了客户满意度。
轧机牌坊（机架）是冶金行业卷轧机的主要构件，一般正常情况下都是成对生产，分为操作侧和传动侧。其内在质量要求高，主要有两种情况，一种情况是牌坊（机架）要求整体100%超声波Ⅱ级探伤；另外一种情况是要求整个内腔外层超声波Ⅱ级探伤，其余部位要求Ⅲ级。牌坊（机架）结构相对简单，材质也不特殊，基本上都是ZG270-500 或ZG230-450。早期我司生产这类产品时经常会出现超声波检测超标的质量问题，后来出现过上平面砂气孔的质量问题。但是经过我们对产品结构认识、工艺优化及生产现场的跟踪服务，采取了一些相应的工艺调整优化措施，逐步将这些质量问题克服解决，不断的在提升牌坊（机架）这类产品的质量，在产品粗加工后经过超声波检测（UT)和磁粉检测（MT）及渗透检测（PT)，产品质量均得到了不同程度的提升，并将一些成熟的有效措施固化，形成了公司内部牌坊（机架）产品稳定的生产工艺。
1、铸造工艺方案选择
根据牌坊（机架）产品的具体结构，这类产品的铸造工艺方案主要有3 种，第一种工艺方案是全实样工艺，第二种工艺方案是全组芯工艺，第三种工艺方案是部分实样+组芯工艺。各铸造厂家结合自己公司的生产工艺可采用适合本公司的铸造工艺方案。我司结合多年生产牌坊（机架）的经验，我们采用的是第三种工艺方案，具体的铸造工艺方案如图1。
2、铸造过程质量保证牌坊（机架）结构简单，质量问题一般情况下不会太严重，但是都属于厚大件，50 吨以上的牌坊（机架）厚度基本都超过400mm,处理质量问题都比较烦琐，要预热，处理后要去应力，无形中给公司增加了生产成本，所以对这些厚大件还是尽量减少质量问题的产生。根据我司多年生产牌坊（机架）的经验，牌坊（机架）的质量问题基本就是超声波缺陷、上表面缺陷、裂纹、变形，经过多年的生产经验积累和工艺优化，我们的质量越来越有保障，整个生产周期也缩短5 天左右。
（1）超声波缺陷问题超声波缺陷要是有的话一般出现在立柱上两冒口间的部位，牌坊（机架）的立柱从铸造工艺来讲属于杆状结构，补缩距离短，冷却慢，两冒口间的末端冷却不好就容易出现缩松缺陷，补缩距离够了但是末端冷却强度不够就也一样会出现超声波缺陷。如何加强冒口间的末端冷却是工艺考虑的重点。加强牌坊（机架）立柱冒口间末端冷却的方法一般有内冷铁、外冷铁（如图2）或两者结合使用。使用内冷铁要考虑圆钢的大小并且一定要固定好，避免钢水冲散移位；使用外冷铁要考虑外冷铁的厚度及挂砂厚度，外冷铁厚度不够同样还会出现超声波缺陷，按我司多年的经验外冷铁厚度至少要保证在立柱厚度的80%以上。 （2）上表面缺陷问题
牌坊（机架）上表面缺陷主要是砂气孔和一些夹杂物缺陷。牌坊（机架）按其结构就铸造来说，上平面是大平面，整个型腔浇注过程充满型的钢水量多，浇注时间长，导致上平面烘烤时间长，平面掉砂机率高。首先得保证面箱（盖芯）的砂型强度；其次保证直浇道砖的强度及耐冲刷性，保证直浇道经过浇注冲刷后其表面还是完好的表面；最后工艺方面再创造一些减少表面缺陷的有利措施，对于易聚集砂气孔或夹杂物的部位可增加集砂板；所有的冒口台增加斜肩凸块，利于缺陷上浮和延长冒口的补缩距离。
（3）裂纹问题
牌坊（机架）的裂纹主要出现在下表面平面上和一些凸台的圆角位。经过分析，这些裂纹都属于热裂纹。我们的工艺方案早期只有冒口间有外冷铁，产品出来经加工后，下表面平面经过超声皮检测或磁粉检测就发现平面居中有断续的裂纹，这些裂纹都不深，深度大约在30mm 左右，都需要清除处理。经过摸索改进，现在我们的工艺方案是牌坊（机架）的整个下平面都用分块的外冷铁（如图3），做到了消除下平面的裂纹，同时还有一个好处可以适当减少冒口的尺寸，提升产品出品率；圆角的裂纹消除就是正常的工艺设置防裂筋。 （4）变形问题
牌坊（机架）的变形就是长度方向的变形，小的牌坊（机架）长度在四、五米，大多数在六米到十米之间，超过150 吨的长度都在十米以上。这么长的铸件加工量只有30mm，所以得把变形量控制在10mm 以内，牌坊（机架）才会有粗加工余量和精加工余量，满足加工需求。防变形的措施得从几方面考虑，一是造型得考虑硬砂床，保证地平强度或是（3）问题提到的下平面全用外冷铁保证平面强度；二是铸态预割冒口时牌坊（机架）立柱需要垫平，减少切割时间长，受热不均带来的变形；三是热处理出来后正式切割冒口时牌坊（机架）立柱还是如铸态切割时一样需要垫平。只有从这几个方面做好了措施，牌坊（机架）长度方向的变形才会有效得到控制，保证牌坊（机架）上、下面平面都有合适的加工余量。
3 结论
牌坊（机架）结构简单，铸造工艺也不繁杂，各个铸造厂家出现的质量问题应该也会不一样，但是原理都一样，只要不断优化工艺方案，善于分析总结，产品质量都会越来越好，企业的生产成本才会因质量的提升而降低。最终产品交货周期满足了客户所需，才能达到了客户的满意。