CN101864533B - 矿山专用磨球 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山专用磨球，矿山专用磨球中含有化学成份的重量百分比为：C：1.0-2.9，Cr：5.0-11.5，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，W≤0.8，Y：0.05-0.20，S≤0.08，P≤0.08，钇基重稀土铜变质剂加入量为铁水重量的0.1-0.3其余为Fe。在铸造过程中，在铁水中加入钇基重稀土铜变质剂，加入量为铁水重量的0.1-0.3％。本发明矿山专用磨球，采用中频电炉熔炼，金属模铸造，原材料采用优质炼钢生铁、优质废钢，采用铬铁、锰铁、硅铁进行调质，铁水中各化学成分符合矿山专用磨球的要求后，将钇基重稀土铜变质剂直接加入铁水包中，然后将铁水浇入金属模内，生产矿山专用磨球。

Description

矿山专用磨球

技术领域

本发明涉及一种矿山专用磨球，适用于选矿湿法磨条件下使用的研磨体，如：各种规格的磨球，磨段等。

背景技术：

矿山专用磨球是用于粉磨工程的一种辗磨介质，主要应用于选矿、球团矿的粉磨工程，仅国内年耗量上百万吨，由于选矿用磨球规格大，又属湿法，所以磨球在磨机中做功时冲击力大，腐蚀性强，为了提高磨球的抗冲击能力，抗腐蚀能力和耐磨性，降低磨球在使用中的破碎率及消耗，各生产企业及科研单位均在不断地探索和研发新产品和新工艺，并开发出了高铬合金磨球、中铬合金磨球、低铬合金磨球、合金钢轧制磨球等，尽管这些产品已被用户接受，但各自都存在严重的不足之处，高铬合金磨球虽然经淬火处理后硬度较高，综合机械性能较好，但由于选矿用磨球规格大，冲击力大，湿法磨，腐蚀性强，在使用中消耗仍较高，同时，高铬球含铬和含锰量高，消耗国家铬资源；中铬合金磨球和低铬合金磨球硬度低，不耐腐，在使用中消耗高，破碎率高，浪费国家资源；合金钢轧制耐磨微球生产效力低，能耗高，成本高，在使用中消耗高，为此，研发一种资源节约型，环境友好型的新一代矿山专用磨球势在必行。

发明内容：

本发明提出了一种矿山专用耐球，该产品硬度高，使用中不破碎、不变形，耐腐蚀、抗冲击，消耗低，与高铬合金磨球相比，抗磨能力提高了50％，与中铬合金磨球和低铬合金磨球相比，抗磨能力分别提高了80％和100％，与合金钢轧制磨球相比，抗磨能力提高了150％，从而，为用户降低了成本，提高了效益，为国家节约了资源。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿山专用磨球，其特征在于：矿山专用磨球中含有化学成份的重量百分比为：C：1.0-2.9，Cr：5.0-12，W≤0.8，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，Y：0.05-0.20，S≤0.08，P≤0.08，钇基重稀土铜变质剂加入量为铁水重量的0.1-0.3，其余为Fe。

所述的矿山专用磨球，其特征在于：所述的矿山专用磨球在铸造过程中，在铁水中加入钇基重稀土铜变质剂处理，钇基重稀土铜变质剂加入量为铁水重量的0.1-0.5％。

所述的矿山专用磨球，其特征在于：所述的矿山专用磨球是通过金属型铸造工艺生产的。

所述的矿山专用磨球，其特征在于：所述的矿山专用磨球从金属型中取出缓冷后，按热处理工艺要求加热到900℃-1050℃，保温3-5小时后，通过淬火油做淬火介质油淬，然后通过180℃-400℃低温回火后使用。

所述的矿山专用磨球，其特征在于：所述的矿山专用磨球规格为：￠15、￠17、￠20、￠25、￠30、￠40、￠50、￠60、￠70、￠80、￠90、￠100、￠110、￠120、￠125、￠130、￠140、￠150mm。

所述的矿山专用磨球，其特征在于：所述的矿山专用磨球采用的金属型模具，型腔成环形组合排列，中间有用水玻璃砂打制的保温帽口。

所述的矿山专用磨球，其特征在于所述的矿山专用磨球采用的钇基重稀土铜变质剂是龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司生产的钇基重稀土铜变质剂。

所述的矿山专用磨球，其特征在于所述的矿山专用磨球外形为球状，各规格尺寸通过金属模型腔控制，直径公差为±2mm。

本发明是采用低碳白口铸铁加入适量的铬、锰、钨、铜、钇等合金元素，在铁水中加入0.1-0.3％的钇基重稀土铜变质剂、而后采用金属型铸造激冷工艺成型，提供了一种矿山专用磨球。

本发明微球材料，采用中频电炉熔炼，原材料采用优质炼钢生铁、优质废钢，采用铬铁、锰铁、硅铁进行调质，铁水中各化学成分符合矿山专用耐磨合金铸球材料的要求后，将钇基重稀土铜变质剂直接加入铁水包中进行搅拌，然后向金属型中浇铸，生产矿山专用磨球。

本发明中各化学成分的含量均经过了科学论证与研究：

C：1.0-2.7％

碳的作用是形成高硬度的碳化物，从而获得良好的耐磨性，随着碳含量的增加，碳化物随之增多，产品硬度也随之提高，从而提高了耐磨性，碳含量过高，材料韧性下降。

Cr：5.0-11.5％

铬的主要作用是与碳形成高硬度的铬系碳化物，提高材料的耐磨性。

Mn：0.4-0.8％

锰的作用是提高材料铸态白口化程度，脱硫、脱氧。

W≤0.8％。

钨的作用是能与其他元素结合成复杂的高硬度碳化物，使材料晶粒变细，提高耐磨性和冲击强度。

控制Si：0.3-0.9％，S≤0.09％，P≤0.09％目的在于减少它们对材料韧性和硬度的影响。

钇基重稀土铜变质剂

作为变质剂使用，能有效地细化晶粒、强化基体、改善碳化物形态和分布，可减少耐磨微球合金加入量，降低生产成本，可明显提高材料的冲击韧性、强度和耐磨性，从而延长耐磨合金的服役寿命，全面提高材料使用性能，降低生产成本。

本发明材料矿山专用磨球属申请人独创，产品出品率高(以￠100mm球为例，工艺出品率＞82％，与现有已知的铸造耐磨球相比节电10％)，金属型铸造，大大降低了废弃物排放，使用中消耗低，为用户节约成本，增加效益，为国家节约资源。

金属型铸造

将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法，其优点：1.金属液冷确速度快，产品组织致密、晶粒细化、机械性能好，2.工艺出品率、正品率高，用砂量少，节约能源、减少废物排放。

本发明产品硬度高，使用中不破碎、不变形，耐腐蚀、抗冲击，消耗低，与高铬合金磨球相比，抗磨能力提高了50％，与中铬合金磨球和低铬合金磨球相比，抗磨能力分别提高了80％和100％，与合金钢轧制磨球相比，抗磨能力提高了150％，从而，为用户降低了成本，提高了效益，为国家节约了资源。

具体实施方式

a)将备好废钢、铬铁按设定的化学成份百分含量(C：1.0-2.7，Cr：5.0-11.5，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，W≤0.8，S≤0.09，P≤0.09，基质为铁)进行配料，并装入中频电炉中进行熔炼，待炉料完全熔化后做炉前分析，而后进行调质。

b)铁水成份合格并达到工艺规定的浇注温度后出炉，将铁水倒入事先准备好

c)大铁水包中并运送到浇注现场，由浇注工用小铁水包转接浇注。

d)3.大铁水包在承接铁水之前必须烘干并将准备好的钇基重稀土铜变质剂放于大铁水包底并用薄铁板盖上，而后倒入铁水并用铁钎搅拌，使钇基重稀土铜变质剂充分与铁水接触。钇基重稀土铜变质剂加入量为铁水重量的0.1-0.5％，

优选为0.2-0.5％。重稀土变质剂是龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司生产的钇基重稀土铜变质剂。

e)采用金属型铸造成型工艺铸造，在浇注前先将金属型中间的浇帽口预制好，而后进行浇注，待浇注结束铁液凝固后打开模具，取出产品并堆放缓冷，以减少产品的铸造应力。待模具温度冷却至小于200℃时，再重复下一次。

f)当产品缓冷到50℃以下时由人工分选，合格产品进入热处理。

g)产品装入特制的淬火框内而后放入加热炉内加热到符合工艺要求的温度，再保温3-5小时出炉倒进油池进行油淬。

h)当产品在油内冷至100℃-200℃时停止油淬，并将产品倒进特制的铁框内进入下一道工序。

i)将装好后的淬火态产品放入回火炉中按回火工艺要求进行回火处理。

j)将回火好的产品放进缓冷坑进行缓冷，待产品温度降至100℃以下时调出缓冷坑进行空冷，当产品空冷到室温时进行检验、检测，合格产品包装入库。

Claims (6)

1.一种矿山专用磨球的铸造方法，其特征在于：矿山专用磨球中含有化学成份的重量百分比为：C：1.0-2.9，Cr：5.0-12，W≤0.8，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，Y：0.05-0.20，S≤0.08，P≤0.08，在铸造过程中，在铁水中加入钇基重稀土铜变质剂处理，钇基重稀土铜变质剂加入量为铁水重量的0.1-0.5％，其余为Fe，所述的矿山专用磨球是通过金属型铸造工艺生产的。

2.根据权利要求1所述的矿山专用磨球的铸造方法，其特征在于：所述的矿山专用磨球从金属型中取出缓冷后，按热处理工艺要求加热到900℃-1050℃，保温3-5小时后，通过淬火油做淬火介质油淬，然后通过180℃-400℃低温回火后使用。

3.根据权利要求1所述的矿山专用磨球的铸造方法，其特征在于：所述的矿山专用磨球规格为：Φ15、Φ17、Φ20、Φ25、Φ30、Φ40、Φ50、Φ60、Φ70、Φ80、Φ90、Φ100、Φ110、Φ120、Φ125、Φ130、Φ140、Φ150mm。

4.根据权利要求1所述的矿山专用磨球的铸造方法，其特征在于：所述的矿山专用磨球采用的金属型模具，型腔成环形组合排列，中间有用水玻璃砂打制的保温帽口。

5.根据权利要求1所述的矿山专用磨球的铸造方法，其特征在于所述的矿山专用磨球采用的钇基重稀土铜变质剂是龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司生产的钇基重稀土铜变质剂。

6.根据权利要求1所述的矿山专用磨球的铸造方法，其特征在于所述的矿山专用磨球外形为球状，各规格尺寸通过金属模型腔控制，直径公差为±2mm。