CN104928589A - 一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.12～1.25％、Mn：11.5～13％、Cr：1.6～2.6％、Si：1.25～1.35％、Mo：0.03～0.04％、B：0.06～0.08％、Cu：0.6～0.7％、Al：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.25％、Re：0.04～0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量为Fe。本发明提供的制备方法主要包括熔炼、扒渣、造型、浇注、清砂、热处理、淬火等步骤。本发明提供的球磨机用高锰钢衬板中，各合金元素比例合理，特别是关键合金元素锰、碳的比例合理，保证了高锰钢的抗冲击性及耐磨性；并通过合理的熔炼、造型、浇铸等加工工艺，让耐磨衬板具有良好的机械性能，与现有技术中的高锰钢衬板相比，具有更长的使用寿命。

Description

一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法

技术领域

本发明涉及耐磨衬板技术领域，更具体地说涉及一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法。

背景技术

球磨机是物料被破碎之后再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机由给料部、出料部、回转部、减速机、小传动齿轮、电机、电控等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。

耐磨衬板，是指耐磨钢板通过切割、卷板变形、打孔和焊接等生产工艺加工而成各种耐磨衬板，如输送机衬板、给煤机底板/旋风分离器倒锥和衬板、耐磨叶片等，耐磨寿命可比普通钢板提高15倍以上。

我国每年要消耗磨机衬板约20万吨，破碎机衬板约20万吨，价值近20亿元，因此，降低衬板材料生产成本、延长衬板材料的使用寿命具有十分重要的经济意义。

中国专利201310727251中公开了一种耐磨衬板的制备方法。步骤为：步骤一、铸造砂型的准备；步骤二、熔炼过程，采用熔炼炉进行熔融冶炼，使得熔融金属由如下组分及其质量百分比组成：C：3.0～3.2％、Si：0.3～0.4％、Mn：0.5～0.7％、Cr：2～3％、Mo：2.8～3.1％、Cu：0.8～1.2％、V：8～9％、B：0.002～0.003％、Sn：0.04～0.05％、Te：0.02～0.03％、Ce：0.01～0.02％、Zr：0.03～0.04％、Y：0.004～0.005％、P：0.01～0.02％、S：0.001～0.002％，余量为Fe不可避免的杂质，其中：Cu/Sn＝20～24；步骤三、浇铸过程；步骤四、热处理，其中：风淬处理在振动工作平台上进行。该技术方案中的组分仍需进一步改进以提高其使用寿命，且合金含量较高，增加了成本，耐磨材料的实际成分离共晶点较远，液固两相区域过宽，易呈现糊状凝固特点，易堵住补缩通道，容易产生缩松、缩孔的现象，该技术方案有待改进。

发明内容

为了克服上述技术的缺点，本发明提供了一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法，制备得到的高锰钢衬板具有良好的机械性能、抗冲击性能、耐磨性能，且使用寿命较长。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.12～1.25％、Mn：11.5～13％、Cr：1.6～2.6％、Si：1.25～1.35％、Mo：0.03～0.04％、B：0.06～0.08％、Cu：0.6～0.7％、Al：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.25％、Re：0.04～0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量为Fe。

进一步地，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.15～1.25％、Mn：11.5～12.5％、Cr：1.8～2.5％、Si：1.25～1.30％、Mo：0.03～0.038％、B：0.06～0.075％、Cu：0.6～0.68％、Al：0.1～0.18％、Ti：0.18～0.25％、Re：0.04～0.055％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量为Fe。

进一步地，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.18％、Mn：12.0％、Cr：2.0％、Si：1.28％、Mo：0.035％、B：0.075％、Cu：0.65％、Al：0.18％、Ti：0.20％、Re：0.045％、S：0.015％、P：0.015％；余量为Fe。

进一步地，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.20％、Mn：12.3％、Cr：2.5％、Si：1.30％、Mo：0.03％、B：0.065％、Cu：0.6％、Al：0.15％、Ti：0.25％、Re：0.04％、S：0.01％、P：0.01％；余量为Fe。

一种球磨机用高锰钢衬板的制备方法，主要包括以下步骤：

步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；

步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理；

步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

步骤5：浇注，出来的钢水温度控制在1550℃～1600℃进行浇注，浇注温度控制在1500℃～1550℃，保温时间为3小时；

步骤6：清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，快速出炉入水淬火；

步骤8：再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

进一步地，所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。

进一步地，所述扒渣处理步骤中，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％。

进一步地，所述造型步骤中，造型完成后采用二氧化碳作固化处理。

进一步地，所述热处理步骤的具体操作为：200℃以下装炉，使工件从室温升温至1050±10℃条件下，保温1.5～2h，接着继续升温，在1100±10℃条件下，保温1.5～2h。

进一步地，所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于950℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在80℃以下。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的球磨机用高锰钢衬板中，各合金元素比例合理，特别是关键合金元素锰、碳的比例合理，保证了高锰钢的抗冲击性及耐磨性；并通过合理的熔炼、造型、浇铸等加工工艺，让耐磨衬板具有良好的机械性能，与现有技术中的高锰钢衬板相比，具有更长的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.12％、Mn：11.5％、Cr：1.8％、Si：1.25％、Mo：0.03％、B：0.08％、Cu：0.7％、Al：0.1％、Ti：0.15％、Re：0.06％、S：0.01％、P：0.01％；余量为Fe。

所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤：

步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3％；

步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

步骤5：浇注，出来的钢水温度控制在1550℃～1600℃进行浇注，浇注温度控制在1500℃～1550℃，保温时间为3小时；

步骤6：清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200℃以下，封好炉门，使工件从室温升温至1050℃条件下，保温1.5h，接着继续升温，在1100℃条件下，保温1.5h；快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于950℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在80℃以下。

步骤8：再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

实施例2

一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.18％、Mn：12.0％、Cr：2.0％、Si：1.28％、Mo：0.035％、B：0.075％、Cu：0.65％、Al：0.18％、Ti：0.20％、Re：0.045％、S：0.015％、P：0.015％；余量为Fe。

所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤：

步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.32％；

步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

步骤5：浇注，出来的钢水温度控制在1550℃～1600℃进行浇注，浇注温度控制在1500℃～1550℃，保温时间为3小时；

步骤6：清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200℃以下，封好炉门，使工件从室温升温至1060℃条件下，保温1.5h，接着继续升温，在1100℃条件下，保温2h；快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于950℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在80℃以下。

步骤8：再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

实施例3

一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.20％、Mn：12.3％、Cr：2.5％、Si：1.30％、Mo：0.03％、B：0.065％、Cu：0.6％、Al：0.15％、Ti：0.25％、Re：0.04％、S：0.01％、P：0.01％；余量为Fe。

所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤：

步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.33％；

步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

步骤5：浇注，出来的钢水温度控制在1550℃～1600℃进行浇注，浇注温度控制在1500℃～1550℃，保温时间为3小时；

步骤6：清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200℃以下，封好炉门，使工件从室温升温至1060℃条件下，保温2h，接着继续升温，在1105℃条件下，保温2h；快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于950℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在80℃以下。

步骤8：再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

实施例4

一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.25％、Mn：13％、Cr：2.5％、Si：1.35％、Mo：0.04％、B：0.06％、Cu：0.7％、Al：0.2％、Ti：0.20％、Re：0.05％、S：0.01％、P：0.01％；余量为Fe。

所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤：

步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.35％；

步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

步骤5：浇注，出来的钢水温度控制在1550℃～1600℃进行浇注，浇注温度控制在1500℃～1550℃，保温时间为3小时；

步骤6：清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200℃以下，封好炉门，使工件从室温升温至1070℃条件下，保温2h，接着继续升温，在1110℃条件下，保温2h；快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于950℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在80℃以下。

步骤8：再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.12～1.25％、Mn：11.5～13％、Cr：1.6～2.6％、Si：1.25～1.35％、Mo：0.03～0.04％、B：0.06～0.08％、Cu：0.6～0.7％、Al：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.25％、Re：0.04～0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.15～1.25％、Mn：11.5～12.5％、Cr：1.8～2.5％、Si：1.25～1.30％、Mo：0.03～0.038％、B：0.06～0.075％、Cu：0.6～0.68％、Al：0.1～0.18％、Ti：0.18～0.25％、Re：0.04～0.055％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量为Fe。

3.根据权利要求1或2所述的一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.18％、Mn：12.0％、Cr：2.0％、Si：1.28％、Mo：0.035％、B：0.075％、Cu：0.65％、Al：0.18％、Ti：0.20％、Re：0.045％、S：0.015％、P：0.015％；余量为Fe。

4.根据权利要求1或2所述的一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.20％、Mn：12.3％、Cr：2.5％、Si：1.30％、Mo：0.03％、B：0.065％、Cu：0.6％、Al：0.15％、Ti：0.25％、Re：0.04％、S：0.01％、P：0.01％；余量为Fe。

5.一种根据权利要求1或2所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述的制备方法主要包括以下步骤：

步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；

步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理；

步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

步骤5：浇注，出来的钢水温度控制在1550℃～1600℃进行浇注，浇注温度控制在1500℃～1550℃，保温时间为3小时；

步骤6：清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，快速出炉入水淬火；

步骤8：再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

6.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。

7.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述扒渣处理步骤中，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％。

8.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述造型步骤中，造型完成后采用二氧化碳作固化处理。

9.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述热处理步骤的具体操作为：200℃以下装炉，使工件从室温升温至1050±10℃条件下，保温1.5～2h，接着继续升温，在1100±10℃条件下，保温1.5～2h。

10.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于950℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在80℃以下。