CN105603324A

CN105603324A - 复合新材料模底板

Info

Publication number: CN105603324A
Application number: CN201610131147.3A
Authority: CN
Inventors: 张立建; 喇培请; 朱昶胜; 段望春; 刘致远; 张锟; 张志昌; 张永来
Original assignee: GANSU YONGJING CHANGSHENG STEEL Co Ltd
Current assignee: GANSU YONGJING CHANGSHENG STEEL Co Ltd
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2016-05-25

Abstract

本发明的目的在于提供一种复合新材料模底板，是一种铸钢材质的模底板，通过熔炼钢材质后，再在熔炼液中加入适量的铬、钼以及稀土，再通过浇注模具制得的模底板，该摸底板的使用寿命达80次左右，与现有的球墨摸底板相比较，其产品使用寿命翻番。本发明的复合新材料不仅用于摸底板，也适用于铜硫包、电石锅等产品。

Description

复合新材料模底板

技术领域

本发明涉及冶炼领域，具体涉及一种复合新材料模底板。

背景技术

模底板是铜冶炼厂生产阳极板的母模，以此母模为基础，生产厂家用生产的铜水制造阳极板的模型，以此模型为准生产阳极板，然后阳极板进入电解车间进行电解流水线作业，所以模底板质量的好坏直接决定后续作业的质量和精度。

生产阳极板时，将模底板以及四周的侧板和盖板组装成一体，铜水直接注入，可形成阳极板的模型，浇注时铜水的温度在1200℃左右，铜水的浇注量在6吨左右，浇注时间约30秒，保温时间约两小时左右，便拆卸侧板和盖板，所以模底板是在1200℃左右的温度下使用，主要要求是模底板要耐高温，不易变形，并且热疲劳性好，在反复作业过程中不易产生裂纹。

现有的模底板材料为球墨铸铁，使用寿命为25次左右，且焊接性能差导致修复性差。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于提供一种复合新材料模底板，能有效提高模底板的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种复合新材料模底板，其特征在于：该模底板的化学成分重量百分比是：C：0.4～0.7％、Si：2.5-3.5％、Mn＜0.6％、P<0.03％、S<0.03％、Cr：1％、Mo：0.6％、Re：0.1-1％，余量为铁Fe。

在本发明的技术方案中，所采用的合金元素重量百分比，其作用和运用原则如下：

（1）碳C：0.30～0.35％

碳的质量分数为0.30%~0.35%的亚共析钢，使其具有适中的硬度、强度和韧性，最终可获得力学性能优良奥氏体组织，适应模底板的工作环境。

（2）硅Si：0.35％-0.40％

当硅的质量分数由0.25%增至0.40%，由于良好的脱氧作用，钢液流动性有明显的改善，Si的质量分数在0.40%范围内，改善热裂倾向，含量高时，易形成柱状晶，增加热裂倾向。

（3）锰Mn：0.3～0.8%

锰在铁基合金中是一种扩大奥氏体区的元素，而硅是缩小奥氏体区的元素，少量的锰在合金中将固溶在α铁素体中，对合金的耐蚀性和机械性能影响不明显，但过高的锰对合金的性能产生不利的影响，因为锰在合金凝固偏析系数较大，极容易在树枝晶间富集，使成分分布的不均匀，造成局部微区的电极电位存在一定的差别，甚至形成微电池效应，降低合金的耐蚀性，故Mn应选0.3%～0.8%之间。

（4）磷P<0.03％

磷在合金铸钢中，属于有害元素，尽量减少其含量，一般要求其含量在0.03%以下。

（5）硫S<0.03％

硫在合金铸钢中，属于有害元素，尽量减少其含量，一般要求其含量在0.03%以下。

（6）Cr：0.9～1.1％

铬在钢中碳和铁形成碳化物，并能部分地溶入固溶体中，并具有改善钢的高温性能的作用，经过项目上的试验，Cr的含量在0.9～1.1％之间与Mo的配合可增加铸件的耐热性，达到模底板的使用环境要求。

（7）Mo:0.5～0.7%

铬钢中加钼可提高钢的强度而不明显影响冲击韧度，并可提高钢的高温强度，改善钢的抗蠕变性能，钼能改善钢的淬透性，经过项目上的试验，Mo的含量在0.5～0.7%之间与Cr的配合可增加铸件的耐热性，达到模底板的使用环境要求。

（8）Re：0.1-1％

稀土可以有效利于钢水脱氧、脱硫，净化钢液、细化晶粒，减少铸件裂纹倾向。

表1是本发明和球墨铸铁模底板力学性能检测结果对比。

牌号	σs/MPa	σs/MPa	δ5
				QT450-15	400	250	15
本材质试棒	460	300	18

通过试棒力学性能检测:此材质的力学性能与球墨铸铁模底板的力学性能相当，且性能相对较好，可以替换使用，基本条件具备。

铸件的寿命还要在实际使用中说明。下面表格是两者的使用结果对比，此种材料的模底板做了5块，下表格为平均使用寿命。

表2是本发明与球墨铸铁模底板使用寿命结果对比。

牌号	新产品一次性使用寿命	备注
			QT450-15模底板	25次/块	焊接性差，修复困难，基本不修复
本材质模底板	78次/块	焊接性良好，修复后还可以使用20次左右

本发明的特点及相对于现有球墨铸铁模底板的优点：

本发明是基于高温工作环境，加入铬、钼合金以及稀土解决了模底板耐热的环境，相比原来的球磨铸铁，此铸钢合金模底板优势明显：寿命为球磨铸铁的三倍多，且焊接修复性能良好，性价比相对大大提高。

本发明的复合新材料不仅用于摸底板，也适用于铜硫包、电石锅等产品。

具体实施方式

一种复合新材料模底板，采用优质废钢、硅铁、锰铁、钼铁、微铬等原材料配料单配置合金，将这些原材料一部分加入感应电炉中进行熔炼，温度1600℃，待钢水溶清时，化验钢水成分，若成分不合理，再按目标合金成分进行配料并加入相应合金及废钢，当钢水成分合适时，加入碎玻璃，在保证合金也能够顺利浇注的前提下，使合金液中的渣和气体有足够的时间上浮，去除合金液中的气体和夹杂物，并在浇包中加入稀土，保持一定的镇静时间后，在造好的砂型中浇注，清理、退火、精整，按图进行加工，即可获得合格的模底板。

Claims

1.一种复合新材料模底板，其特征在于：该模底板的化学成分重量百分比是：C0.4～0.7％、Si2.5-3.5％、Mn＜0.6％、P<0.03％、S<0.03％、Cr1％、Mo0.6％、Re0.1-1％，余量为铁。