CN102011044A

CN102011044A - 一种用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板及其加工工艺

Info

Publication number: CN102011044A
Application number: CN2010105887511A
Authority: CN
Inventors: 李成虎; 程新国
Original assignee: ANHUI NINGGUO WEAR-RESISTANCE FITTINGS FACTORY
Current assignee: ANHUI NINGGUO WEAR-RESISTANCE FITTINGS FACTORY
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: CN102011044B

Abstract

本发明公开了一种用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板及其加工工艺，所述衬板按重量百分比由3.40％～3.90％的C、2.20％～2.50％的Si、0.80％～1.20％的Mn、0～0.50％的Cr、0～0.03％的S、0～0.10％的P、0.03％～0.06％的Re、0.03％～0.05％的Mg以及余量的Fe为原料，通过电炉熔炼、球化、结晶、连铸、热处理等加工工艺制成。用本发明配方及加工工艺制得的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板，具有晶粒细、强度高、抗腐蚀、耐磨的特点，且在使用过程中噪音小，改善了车间的工作环境。

Description

一种用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板及其加工工艺

技术领域

本发明涉及一种钢铁配件及其加工方法，更具体地，是一种球墨铸铁衬板及其加工工艺。

背景技术

目前，国内黑色金属采矿业中通常采用管式球磨机即湿法磨进行磨矿，其中所采用的衬板材质为EGMn13和合金钢，所述衬板的铸造工艺为全砂型铸造，但所得衬板的平均使用寿命为4～6个月且磨矿效果很不理想，具体表现在：晶粒粗大，钢水在砂型内冷却速度很慢，接近保温状态，从而使得衬板的晶粒度大，降低了衬板的机械性能，进而增加了磨矿消耗；硬度低，EGMn13的初始硬度(HB)不高于240，衬板是通过工作中的加工硬化来抵御磨损的，当工况不能带给它大的冲击力的时候，则不能起到加工硬化的作用，从而大大增加磨损；虽然合金钢通过淬火可以达到较高的硬度(HRC高于50)，但由于先天不足，晶粒粗，抗拉强度不高，在使用过程中，很容易造成断裂而过早失效。另外，上述衬板在装机使用时对车间产生的噪音较大，污染环境。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板及其加工工艺，本发明的马氏体球墨铸铁衬板具有晶粒细、强度高、抗腐蚀、耐磨的特点。

本发明是通过如下技术手段实现的：

一种用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板，按重量百分比含有以下组分：3.40％～3.90％的C、2.20％～2.50％的Si、0.80％～1.20％的Mn、0～0.50％的Cr、0～0.03％的S、0～0.10％的P、0.03％～0.06％的Re、0.03％～0.05％的Mg以及余量的Fe。

本发明的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板的加工工艺，包括以下步骤：

(1)电炉熔炼：将低S、P生铁送入中频电炉，升温至1430～1450℃进行熔炼，得到铁水；

(2)球化：将稀土硅铁镁合金破碎成块度为25～40mm的球化剂，以铁水质量的1.4～1.7％加入铁水，由于球化处理的过程会使铁水温度降低，因此在球化处理过程中需要保持铁水温度在出炉时为1430～1450℃，得到球化铁水；

(3)结晶：将上述球化铁水通过石墨结晶器进行冷却结晶，得到结晶铁水；

(4)连铸：上述结晶铁水经检验合格后倒入中间保温包，在1400℃下进行连铸成型，得到半成品；

(5)热处理：对上述半成品进行探伤以及球化质量检测后，将合格的半成品先在870～890℃下进行淬火，再在280℃下进行回火，得到成品。

为了延缓球化剂与铁水的作用时间以及防止球化剂上浮、提高球化剂的吸收率，本发明的加工工艺中所用的球化剂表面紧压有硅铁粉以及珍珠岩粉。

进一步地，本发明的加工工艺中所述球化铁水出炉前加入孕育剂和变质剂，其中，所述孕育剂可减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况；所述变质剂可预防球化衰退。

优选地，本发明的加工工艺中所用的石墨结晶器采用循环水进行冷却结晶。

优选地，本发明的加工工艺中所述的淬火过程采用水玻璃溶液作为介质。

采用本发明的成分配方以及加工工艺制得的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板，其晶粒度相对于普通砂型铸造的衬板的晶粒度提高了三个等级，达到了六级，抗冲击值提高了一倍以上，平均值达到了12J/cm²，硬度HRC＞52，其物理机械性能大大提高，减少了磨损，从而将使用寿命提高了一倍以上，铁矿磨机使用达10个月以上；由于所述衬板基体内有大量球状石墨的存在，使得晶界抗腐蚀能力大大提高，从而克服了研磨过程中的冲蚀剥落磨损，另外，球状石墨还能阻断声音的传播，故本发明的马氏体球墨铸铁衬板相对于普通砂型衬板可将车间噪音降低20分贝以上，大大改善了车间的环境；本发明的马氏体球墨铸铁衬板加工工艺易形成生产线，从而大大提高了产率，降低了生产成本；所得产品具有低磨耗，从而降低了使用成本，且使用过程中降低了噪音，具有环保功能，提高了使用质量。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。

实施例1：

按照如下方法制备马氏体球墨铸铁衬板：

(1)电炉熔炼：将低S、P生铁送入中频电炉，升温至1440℃进行熔炼，得到铁水；

(2)球化：将稀土硅铁镁合金破碎成块度为30mm的球化剂，并在所述球化剂表面紧压硅铁粉以及珍珠岩粉以延缓球化剂与铁水的作用时间以及防止球化剂上浮、提高球化剂的吸收率，将处理的球化剂按照铁水质量的1.5％加入浇包底部一侧专门设置的堤坝内，然后将铁水总量的1/3～2/3冲入浇包内，带反应完毕后在冲入其余铁水并同时向出铁槽中加入孕育剂和变质剂进行处理，从而有效改善石墨形态和分布状况并有效预防球化衰退，由于球化处理的过程会使铁水温度降低，因此在球化处理过程中需要保持铁水温度在出炉时为1440℃，得到球化铁水；

(3)结晶：将上述球化铁水通过石墨结晶器采用循环水进行冷却结晶，得到结晶铁水；

(4)连铸：对上述结晶铁水的成分进行检验，将检验合格的铁水倒入中间保温包，在1400℃下进行连铸成型，得到半成品；

(5)热处理：采用探伤仪对上述半成品进行探伤检测，看是否有缩孔以及疏松，并采用金相显微镜对半成品的球化质量检测，包括石墨的圆整度、球径分布是否均匀等，将合格的半成品先在880℃下采用水玻璃溶液作为介质进行淬火，再在280℃下进行回火，得到成品。

对所得成品进行成分检测，结果如下：C：3.4～3.9％、Si：2.2～2.5％、Mn：0.8～1.2％、Cr：0～0.5％、S：0～0.1％、：0～0.06％P、Re：0.05％、Mg：0.04％，余量为Fe，完全符合产品要求。

性能测试

1、硬度测试

将实施例中所得成品采用线切割得到试样，根据GB/T230.1、GB/T230.2、GB/T230.3的测试标准，采用洛氏硬度计进行硬度测试，测试结果显示均在HRC52～56之间。

2、冲击值测试

将实施例中所得成品制成10×10×55mm的无缺口试样1、试样2以及试样3，在冲击试验机上进行冲击值测试，结果如下：

3、晶粒度测试

根据GB/T6394-2002的测试标准，对本发明实施例的产品进行金属平均晶粒度进行测试，发现实施例中所得产品的平均晶粒度高，从而表明晶粒细，有效增强了产品的机械性能。

另外，采用本发明的实施例所得的产品与市售的条型衬板分别在江苏镇江韦岗铁矿2.7×3.6m的磨机上使用，结果市售条型衬板的使用寿命为5个月，而本发明实施例中所得产品的使用寿命为12个月，由此可见，相对于现有技术，本发明所得产品的使用寿命提高了一倍以上。

综上所述，利用本发明制成的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板具有晶粒度高、硬度高、抗冲击性能强等优点，物理机械性能优越，且在使用过程中可有效降低噪音，使用寿命长，是理想的连铸用衬板。

Claims

1.一种用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板，其特征在于，按重量百分比含有以下组分：3.40％～3.90％的C、2.20％～2.50％的Si、0.80％～1.20％的Mn、0～0.50％的Cr、0～0.03％的S、0～0.10％的P、0.03％～0.06％的Re、0.03％～0.05％的Mg以及余量的Fe。

2.一种加工权利要求1所述的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(2)球化：将稀土硅铁镁合金破碎成块度为25～40mm的球化剂，以铁水质量的1.4～1.7％加入铁水，在1430～1450℃下出炉，得到球化铁水；

3.根据权利要求2所述的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板的加工工艺，其特征在于，所述球化剂表面紧压有硅铁粉以及珍珠岩粉。

4.根据权利要求2所述的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板的加工工艺，其特征在于，所述球化铁水出炉前加入孕育剂和变质剂。

5.根据权利要求2所述的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板的加工工艺，其特征在于，所述石墨结晶器采用循环水进行冷却结晶。

6.根据权利要求2所述的用于连铸的马氏体球墨铸铁衬板的加工工艺，其特征在于，所述淬火过程采用水玻璃溶液作为介质。