CN104096621A - 一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，包括如下步骤：用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气，加入生铁、废钢及钼铁，升温至1600-1650℃，加入电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁后，升温至1680-1700℃，加入脱氧剂并保温30-40min得到衬板基液，加入铈铁合金保温15-20min，铸造，冷却，然后进行热处理，回火处理得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。本发明工艺简单，制品耐磨性能优异，硬度高，韧性好，冲击韧度及抗拉强度也较优异。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨衬板技术领域，尤其涉及一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺。
背景技术
球磨机研磨体是球磨机设备研磨物料介质，通过球磨机研磨体之间、研磨体与物料之间，研磨体与衬板之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的粒径进一步减小。现有技术中，研磨体工作对象多为水泥、煤炭、矿石、煤渣等，研磨体在使用时的硬度和耐磨性是影响球磨整形效果的主要因素之一，在研磨过程中研磨体与磨料、研磨体与磨段之间发生的冲撞不可避免，因此，还要求研磨体有一定的韧性，避免破裂，这就对研磨体的成分提出高等级的要求。
发明内容
本发明提出了一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，耐磨性能好，硬度高并具有良好的韧性。
本发明提出的一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，包括如下步骤：
S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为30-45L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入5-6份生铁、14-16.8份废钢及2-3份钼铁，以50-80℃/h的速度升温至1600-1650℃，继续加入烘干处理的0.5-1.7份电解锰、2-4份铬铁、0.5-1.2份硅铁、1-2份硼铁及0.5-1份铌铁后，以10-17℃/h的速度升温至1680-1700℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温30-40min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.25-0.4kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15-20min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板；
S2、将加热炉温度预热至280-300℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以50-60℃/h的升温速度将衬板铸件加热到600-670℃，保温4-5h，然后继续升温至920-940℃，升温过程遵循正切变化规律，保温2-4h；
S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火，淬火油的温度为80-130℃；
S4、将S3得到的产物加热到240-260℃，保温4-5h进行回火处理，继续加热到240-260℃，保温2-4h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
优选地，在S1中，用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为35-40L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入5-6份生铁、15-16份废钢及2.5-2.8份钼铁，以75-78℃/h的速度升温至1610-1630℃，继续加入烘干处理的1-1.5份电解锰、3-3.5份铬铁、0.8-1份硅铁、1.5-1.8份硼铁及0.8-0.9份铌铁后，以14-16℃/h的速度升温至1680-1700℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温30-40min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.25-0.4kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15-20min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板
优选地，在S2中，将加热炉温度预热至295-300℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以55-58℃/h的升温速度将衬板铸件加热到650-660℃，保温4-5h，然后继续升温至930-935℃，升温过程遵循正切变化规律，保温3-4h。
优选地，在S3中，淬火油的温度为100-115℃。
优选地，在S4中，将S3得到的产物加热到250-255℃，保温4-5h进行回火处理，继续加热到245-253℃，保温2-3h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
本发明中，通过在废钢中添加生铁、废钢、钼铁、电解锰、铬铁、硅铁、硼铁及铌铁，对废钢进行复合强化处理，改善了废钢的组织和淬透性，同时采用合理的铸造方法，通过熔炼工艺过程和热处理工艺提高了研磨体的韧性和耐磨性能，达到了大型球磨机用研磨体所需的综合性能，制得的研磨体成品的质量好，使用寿命显著延长。通过加入价格廉价的硅、锰为主要合金元素，铬的添加量控制在一定的范围内，因此生产成本低，而且铸造方法简单，制得的研磨体成品的价格与高锰钢相当，具有显著的经济效益和社会效益。铈铁稀土合金变质处理和热处理可产网状碳化物分割成块状，减弱碳化物对基体的分割作用，使基体的连续性得到改善，产品冲击韧性增高，且具有良好的耐磨性能，且块状碳化物对应力集中缓冲作用比连续网状碳化物大，因为对磨料反复冲击产生的疲劳裂纹的萌生及扩展阻力相对大些，减少研磨体剥落现象，且对研磨体的磨损也起着保护作用，耐磨性能优异。送入淬火液中急剧降温和回火工艺，研磨体的韧性好，硬度及耐磨性能大幅提高，制品强度大大增加，并可显著降低球磨机内研磨体与磨球之间的摩擦损耗，上述制品耐磨性能优异，硬度高，韧性好，冲击韧度及抗拉强度也较优异。
具体实施方式
实施例1
一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，包括如下步骤：
S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为30L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入6份生铁、14份废钢及3份钼铁，以50℃/h的速度升温至1650℃，继续加入烘干处理的0.5份电解锰、4份铬铁、0.5份硅铁、2份硼铁及0.5份铌铁后，以17℃/h的速度升温至1680℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温40min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.25kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温20min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板；
S2、将加热炉温度预热至280℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以60℃/h的升温速度将衬板铸件加热到600℃，保温5h，然后继续升温至920℃，升温过程遵循正切变化规律，保温4h；
S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火，淬火油的温度为80℃；
S4、将S3得到的产物加热到260℃，保温4h进行回火处理，继续加热到260℃，保温2h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
实施例2
一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，包括如下步骤：
S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为45L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入5份生铁、16.8份废钢及2份钼铁，以80℃/h的速度升温至1600℃，继续加入烘干处理的1.7份电解锰、2份铬铁、1.2份硅铁、1份硼铁及1份铌铁后，以10℃/h的速度升温至1700℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温30min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.4kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板；
S2、将加热炉温度预热至300℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以50℃/h的升温速度将衬板铸件加热到670℃，保温4h，然后继续升温至940℃，升温过程遵循正切变化规律，保温2h；
S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火，淬火油的温度为130℃；
S4、将S3得到的产物加热到240℃，保温5h进行回火处理，继续加热到240℃，保温4h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
实施例3
一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，包括如下步骤：
S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为38L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入5.5份生铁、15.3份废钢及2.6份钼铁，以76℃/h的速度升温至1620℃，继续加入烘干处理的1.3份电解锰、3.2份铬铁、0.85份硅铁、1.7份硼铁及0.82份铌铁后，以15.5℃/h的速度升温至1685℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温35min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.32kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温18min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板；
S2、将加热炉温度预热至298℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以57℃/h的升温速度将衬板铸件加热到652℃，保温4.5h，然后继续升温至932℃，升温过程遵循正切变化规律，保温3.5h；
S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火，淬火油的温度为102℃；
S4、将S3得到的产物加热到252℃，保温4.5h进行回火处理，继续加热到250℃，保温2.5h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为30-45L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入5-6份生铁、14-16.8份废钢及2-3份钼铁，以50-80℃/h的速度升温至1600-1650℃，继续加入烘干处理的0.5-1.7份电解锰、2-4份铬铁、0.5-1.2份硅铁、1-2份硼铁及0.5-1份铌铁后，以10-17℃/h的速度升温至1680-1700℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温30-40min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.25-0.4kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15-20min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板；
S2、将加热炉温度预热至280-300℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以50-60℃/h的升温速度将衬板铸件加热到600-670℃，保温4-5h，然后继续升温至920-940℃，升温过程遵循正切变化规律，保温2-4h；
S3、将S2得到的产物从加热炉中取出放入淬火油介质中淬火，淬火油的温度为80-130℃；
S4、将S3得到的产物加热到240-260℃，保温4-5h进行回火处理，继续加热到240-260℃，保温2-4h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
2.根据权利要求1所述的球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，其特征在于，在S1中，用高铝矾土打结熔炼炉衬后，向感应炉中通入氩气使感应炉中氧含量小于2％，氩气流速为35-40L/min,然后按重量份向熔炼炉中加入5-6份生铁、15-16份废钢及2.5-2.8份钼铁，以75-78℃/h的速度升温至1610-1630℃，继续加入烘干处理的1-1.5份电解锰、3-3.5份铬铁、0.8-1份硅铁、1.5-1.8份硼铁及0.8-0.9份铌铁后，以14-16℃/h的速度升温至1680-1700℃，然后向熔炼炉中加入脱氧剂并保温30-40min得到衬板基液，保温过程中抽真空维持负压为0.25-0.4kPa，将得到的衬板基液中加入铈铁合金保温15-20min，然后浇入铸型型腔中进行铸造，冷却得到预成型衬板。
3.根据权利要求1或2所述的球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，其特征在于，在S2中，将加热炉温度预热至295-300℃，然后放入预成型衬板进行奥氏体化处理，首先以55-58℃/h的升温速度将衬板铸件加热到650-660℃，保温4-5h，然后继续升温至930-935℃，升温过程遵循正切变化规律，保温3-4h。
4.根据权利要求1-3任一项所述的球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，其特征在于，在S3中，淬火油的温度为100-115℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的球磨机用高硬度耐磨研磨体的制备工艺，其特征在于，在S4中，将S3得到的产物加热到250-255℃，保温4-5h进行回火处理，继续加热到245-253℃，保温2-3h进行回火处理，经冷却，出炉得到球磨机用高硬度耐磨研磨体。
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