CN111434589A

CN111434589A - 一种耐磨合金钢刮板齿及其组件

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Publication number: CN111434589A
Application number: CN201910027919.2A
Authority: CN
Inventors: 蔡懂东; 王海波; 赵俊; 俞壮理; 王嘉滨; 唐云皎
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2020-07-21

Abstract

本发明公开了一种耐磨合金钢刮板齿，包括如下重量百分比的成分：Fe：93‑96％、C:0.25‑0.35％、Si：0.4‑0.7％、Mn：1.3‑1.7％、P：0.022‑0.025％、Cr：0.7‑1.1％、Ni：0.4‑0.8％、Mo：0.35‑0.55％；所述成分经退火、正火和调质处理，得到耐磨合金钢刮板齿。同时提供了含有该组分的刮板齿组件。本发明降低了备件的消耗量(齿板磨损)，达到了降本增效的目的；保障了检修质量，将原先检修周期缩短一倍多，确保了无人化设备的正常运行；降低维修成本：首先从检修工时上缩减一半多费用，其中包括检修人工费、材料费等，其次从生产角度看，延长更换周期，增加产量。

Description

一种耐磨合金钢刮板齿及其组件

技术领域

本发明涉及耐磨材料领域，具体涉及一种刮板取料机耐磨材料的组分以及组件。

背景技术

目前，钢铁厂的炼铁区域的半门架取料机设备较多。9SP刮板取料机是最先投入的设备，由于刮板取料机齿板是直接焊接在刮板钭取料口上，如果刮板齿一但磨损无法更换，取料过程中物料直接冲击于衬板之上，也间接影响刮板钭内衬板的使用寿命，且每次停机都必须全套(共74套)更换，衬板单价为3000元/套，刮板齿单价为1285元/套，刮板本体单价为6950元/套，消耗品一次全套更换成本较高。

因此，急需研究一套耐磨的刮板取料机齿板组件，以节省更换成本。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种耐磨的合金钢刮板齿。该合金钢需要具备优良的金属性能，包括优越的耐腐蚀性、高强度、高韧性、耐磨性。由此可以有效解决现有材料所存在的易磨损、不耐用等问题，可提高备件使用的周期，也可降低设备故障停机时间，进而确保设备系统有效稳定运行，减少物料成本投入。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供该耐磨的合金钢刮板齿组成的刮板齿组件。

本发明的技术方案是，一种耐磨合金钢刮板齿，包括如下重量百分比的成分： Fe：93-96％、C:0.25-0.35％、Si：0.4-0.7％、Mn：1.3-1.7％、P：0.022-0.025％、Cr：0.7-1.1％、Ni：0.4-0.8％、Mo：0.35-0.55％；所述成分经退火、正火和调质处理，得到耐磨合金钢刮板齿。

退火、正火和调质处理等热处理前经过砂型铸造工艺，过程包括金属熔炼模型制造、浇注凝固和脱模清理。

根据本发明的一种耐磨合金钢刮板齿，优选的是，所述成分中，磷P：0.023-0.024％、铬Cr：0.8-1.1％、镍Ni：0.4-0.7％、钼Mo：0.36-0.53％。

本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿的各组分设计原理如下所述：

铁Fe：本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿选用铁是由于该成分是合金钢的重要中间体。作为本案中的新型配方材料的合金钢的主体成分，具有良好的延展性、是制成合金钢的必备成分。因此，在本发明所述的快速修复材料中，铁的质量百分配比控制为93～96％。

碳C：在本发明所述的技术方案中，碳同样是合金钢中必备元素，采用碳是出于该成分具有良好的稳定性，不易产生反应。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，碳的质量百分配比控制在0.25～0.35％。

硅Si：对于本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，硅具有高硬度、良好的金属光泽、不溶于水、不易腐蚀等优点。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，硅的质量百分配比控制在0.4～0.7％。

锰Mn：在本发明所述的技术方案中，加入锰能够增强铁的硬度且不会降低铁的延展性和韧性，是合金钢的重要组成元素。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，锰的质量百分配比控制在1.3～1.7％。

磷P：在本发明所述的技术方案中，加入微量的磷这种非金属元素，能够提升合金钢的耐磨性，并且使得最终反应形成的材料的表面硬度有所增加，提高了耐磨性，对材料形态、结构、性能具有重大影响。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，磷的质量百分配比控制在0.022～0.025％。

铬Cr：在本发明所述的技术方案中，加入铬是因其具有良好的稳定性，不易溶于水，能够提升合金钢的韧性，在经过热处理后对材料的性能具有重大影响。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，铬的质量百分配比控制在0.7～1.1％。

镍Ni：对于本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，镍不仅具有良好的延展性，同时作为合金中的催化剂，具有高度的磨光性和耐腐蚀等优点，在经过热处理后对材料形态、结构、性能具有重大影响。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，硅的质量百分配比控制在0.4～0.8％。

钼Mo：在本发明所述的技术方案中，加入钼是由于钼具有高韧性和高硬度，，在经过热处理后能够提升合金钢的韧性。因此，在本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿中，硅的质量百分配比控制在0.35～0.55％

综上所述，可以看出本案的新型配方材料的合金钢刮板齿在综合考虑了最终形成的材料的各方面性能，且在平衡了操作本案新型配方材料的合金钢刮板齿的简便性以及高效快捷性，将其各组分的质量配比控制在：铁Fe：93～96％；碳C:0.25～0.35％；硅Si：0.4～0.7％；锰Mn：1.3～1.7％；磷P：0.022～0.025％；铬Cr：0.7～1.1％；镍Ni：0.4～0.8％；钼Mo：0.35～0.55％，从而使得最终形成的合金钢材料具有优良的金属性能，包括优越的耐腐蚀性、高强度、高韧性、耐磨性。

根据本发明的一种耐磨合金钢刮板齿，优选的是，所述刮板齿的密度为1.01～1.04g/cm³。

根据本发明的一种耐磨合金钢刮板齿，优选的是，所述刮板齿的屈服强度为 1370～1470MPa。

根据本发明的一种耐磨合金钢刮板齿，优选的是，所述刮板齿的抗拉强度为 1620～1720MPa。

本发明还提供了上述成分制备的刮板齿组件，包括刮板本体，所述刮板齿为可拆卸式齿板，在刮板本体下部安装刮板齿保护套，所述刮板齿保护套为一块钢板，在刮板本体平面与钢板上部均匀开有螺栓孔通过螺栓固定在刮板本体平面上。

本发明与已有的材料性能数据对比见下表。

性能	本发明的配方材料	16Mn	MQTMn8	高铬铸铁
					抗拉强度(Mpa)	1620～1720	1560～1610	1510～1620	1410～1480
屈服强度(Mpa)	1530～1660	1420～1510	1410～1480	1310～1420
					密度(g/cm<sup>3</sup>)	1.02	0.98	0.95	0.92

本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿具有如下优点和有益效果：

(1)具有优良的金属性能，包括优越的耐腐蚀性、高强度、高韧性、耐磨性。大幅增加刮板齿的使用寿命。

(2)本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿可焊接在普通钢板上，在实施更换时结构简易，可进行拆卸更换。

(3)采用本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿，可以有效降低物料投资成本，且更换安装所需要花费的时间较少，避免了报废更换和长时间停机造成的重大损失，降低了备件的消耗量，降低维修成本(人工和物料)，延长更换周期。

该装置结构简单实用，工作性能稳定，维护便利，直接解决半门架取料机齿板磨损导致矿料直接冲击余衬板之上也间接影响刮板钭内衬板的问题，降低设备故障停机时间，确保设备稳定运行。

附图说明

图1是本发明的刮板齿组件结构图。

图中，1-刮板齿，2-刮板齿保护套，3-刮板本体。

具体实施方式

如图1所示，把刮板齿1优化改造成可拆卸式齿板，即在刮板本体3下部安装刮板齿保护套2，刮板齿保护套为一块2000*150mm的钢板(材质为Q345)，并在刮板本体平面与钢板上部均匀开27个螺栓孔通过M12*55沉头螺栓固定在刮板本体3的平面上。

操作方法及安装步骤

前期准备工作：

①提前加工好所需材料2000*150钢板并开好颗螺丝孔；

②割除原半门架取料机齿板上所残留部分；

③准备好安装工具，如M12螺栓﹑螺丝﹑活动扳手等；

④确保停机，确保电源及控制开关处于关闭状态或可控状态。

实施例1-5

本案实施例1-5的新型配方材料的合金钢刮板齿可以采用质量百分配比93-96％的Fe，质量百分配比0.25-0.35％的C，质量百分配比0.4-0.7％的Si，质量百分配比1.3-1.7％的Mn、质量百分配比0.022-0.025％的P、质量百分配比0.7-1.1％的Cr、质量百分配比0.4-0.8％的 Ni以及质量百分配比0.35-0.55％的Mo。

表1列出了实施例1-5中新型配方材料的合金钢刮板齿各组分的质量百分配比。

成分	Fe	C	Si	Mn	P	Cr	Ni	Mo
									实施例1	96	0.35	0.7	1.7	0.025	0.7	0.4	0.55
实施例2	95	0.32	0.6	1.6	0.024	0.8	0.5	0.45
									实施例3	94	0.3	0.5	1.5	0.023	0.9	0.6	0.4
实施例4	93	0.25	0.4	1.4	0.02	1.1	0.8	0.35
									实施例5	94	0.32	0.5	1.6	0.022	0.8	0.6	0.4

表2列出了将实施例1-5的新型配方材料的合金钢刮板齿实施于设备后取样进行测试的各项测试结果。其中，评价性能的测试采用如下方式进行：

1)耐磨性

将试样进行磨耗试验，观察5g/m³厚材料表面磨损量，试验时间为72小时，评价标准如下：

◎：50N，磨损量为0mm；

Ο：70N，磨损量为0.2mm；

Δ：90N，磨损量为0.4mm；

×：110N，磨损量为0.6mm。

2)耐腐蚀性

对试样进行盐雾试验，试验时间为72小时，评价标准如下：

◎：白锈面积率小于1％；

Ο：白锈面积率大于1％且小于3％；

Δ：白锈面积率大于3％且小于5％；

×：白锈面积率大于5％。

表2.

由表2可看出，本案实施例1-5的新型配方材料的合金钢刮板齿的密度为1.01～1.04g/cm³，抗拉强度为1620～1720MPa。此外，本案实施例1-5的新型配方材料的合金钢刮板齿在耐腐蚀性、强度、韧性和耐磨性表现上均非常优异。

另外，表3将本案的新型配方材料与现有技术中的材料进行了性能对比。

表3.

注：表3中E表示极佳，G表示好，F表示一般，P表示差。

从表3可以看出，本案的新型配方材料的合金钢刮板齿相较于现有技术材料综合性能极好，各方面表现优异。

综上所述：本案所述的新型配方材料的合金钢刮板齿具有如下优点和有益效果：

(1)本案所述的新型配方材料的合金钢刮板齿具有优良的金属性能，包括优越的耐腐蚀性、高强度、高韧性、耐磨性。大幅增加刮板齿的使用寿命。

(3)采用本发明所述的新型配方材料的合金钢刮板齿，可以有效降低物料投资成本，大幅延长备件使用寿命，且更换安装所需要花费的时间较少，避免了报废更换和长时间停机造成的重大损失，降低了备件的消耗量，降低维修成本(人工和物料)，延长更换周期。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

㈠此新型耐磨刮板取料机齿板组件运用，检修人员生命安全有保障，设备检修作业安全性将明显提升，对环保无不利影响。

㈡此新型耐磨刮板取料机齿板组件运用，对于其他企业内在需要进行相似作业过程中可以使用。从而可以提高设备故障的处理效率、提高检修作业的效率、降低检修作业的劳动强度、降低设备的检修费用，因此，该方法具有较高的使用价值。

综上所述，本发明具有较高的实用价值及较好的推广应用前景。

Claims

1.一种耐磨合金钢刮板齿，其特征在于：包括如下重量百分比的成分：

Fe：93-96％、C:0.25-0.35％、Si：0.4-0.7％、Mn：1.3-1.7％、P：0.022-0.025％、Cr：0.7-1.1％、Ni：0.4-0.8％、Mo：0.35-0.55％；所述成分经退火、正火和调质处理，得到耐磨合金钢刮板齿。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨合金钢刮板齿，其特征在于：所述成分中，P：0.023-0.024％、Cr：0.8-1.1％、Ni：0.4-0.7％、Mo：0.36-0.53％。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨合金钢刮板齿，其特征在于：所述刮板齿的密度为1.01～1.04g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨合金钢刮板齿，其特征在于：所述刮板齿的屈服强度为1370～1470MPa。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨合金钢刮板齿，其特征在于：所述刮板齿的抗拉强度为1620～1720MPa。

6.权利要求1所述成分制备的刮板齿组件，包括刮板本体，其特征在于：所述刮板齿为可拆卸式齿板，在刮板本体下部安装刮板齿保护套，所述刮板齿保护套为一块钢板，在刮板本体平面与钢板上部均匀开有螺栓孔通过螺栓固定在刮板本体平面上。