CN115595513B - 一种螺旋形高铬立磨机衬板及其制造方法 - Google Patents

一种螺旋形高铬立磨机衬板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：C 0.2~0.3%、Cr 7.5~8.5%、Ni 1.0~1.2%、Mn 0.5~0.9%、Si 0.1~0.3%、稀土复配变质剂0.5~1.0%、纳米粒改性液20~25%、余量为Fe。本发明立磨机衬板以C、Cr、Ni等原料配合稀土复配变质剂经过熔炼，定型，稀土复配变质剂以稀土Y、稀土La经过壳聚糖、海藻酸钠溶液、盐酸和烷基磺酸钠配合改性，改进的原料能够激发原料活性，提高产品的整体性能效果，纳米粒改性液与稀土复配变质剂协配增效，再与热处理工艺协调配合，制备的产品耐磨性、冲击韧性可实现协调式显著增进。

Description

一种螺旋形高铬立磨机衬板及其制造方法
技术领域
本发明涉及立磨机衬板技术领域，具体涉及一种螺旋形高铬立磨机衬板及其制造方法。
背景技术
衬板是用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，同时也可利用不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态，以增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。
现有的衬板耐磨性和韧性性能不能协调改进，为了提高衬板工作时的冲击韧性，但耐磨性会降低，影响使用效率；基于此，本发明对其改进优化处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种螺旋形高铬立磨机衬板及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：
C 0.2~0.3%、Cr 7.5~8.5%、Ni 1.0~1.2%、Mn 0.5~0.9%、Si 0.1~0.3%、稀土复配变质剂0.5~1.0%、纳米粒改性液20~25%、余量为Fe。
优选地，所述高铬立磨机衬板包括以下重量百分比原料：
C 0.25%、Cr 8.0%、Ni 1.1%、Mn 0.7%、Si 0.2%、稀土复配变质剂0.75%、纳米粒改性液22.5%、余量为Fe。
优选地，所述稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将10-15份壳聚糖加入到20-30份海藻酸钠溶液中，然后加入1-3份盐酸、0.2-0.5份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：（5-9）的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂。
本发明的发明人发现未添加稀土复配变质剂，产品的冲击韧性和耐磨性显著降低，而未采用纳米粒改性液处理，产品的性能也有变差趋势，采用纳米粒改性液、稀土复配变质剂搭配处理，二者协同增效，共同增强产品的耐磨性和冲击韧性；
本发明的发明人发现稀土复配变质剂的制备中未采用变质处理剂处理、变质处理剂的制备中未加入烷基磺酸钠、未加入壳聚糖以及稀土复配剂中未加入稀土La，产品的性能均出现变差趋势，只有采用本发明的方法制备的稀土复配变质剂对产品的性能改进最显著，采用其他方法均不如本发明的效果显著。
优选地，所述海藻酸钠溶液的质量分数为20-30%。
优选地，所述搅拌反应的温度为55-65℃，搅拌时间为10-20min，搅拌转速为500-1000r/min。
优选地，所述纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量4-6倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
本发明的发明人发现纳米粒改性液中未加入球磨纳米膨润土、纳米粒改性液中纳米石墨烯、球磨纳米膨润土采用纳米碳纳米管代替，产品的性能变差，可知，只有采用本发明的纳米石墨烯、球磨纳米膨润土原料配比，对产品的性能效果改进最显著。
优选地，所述球磨转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min。
优选地，所述硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
本发明提供了一种螺旋形高铬立磨机衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于780-820℃下热处理20-30min，热处理结束，然后于1-3℃/s的速率将至400℃，保温10-20min；
步骤四：最后空冷至室温，得到本发明的立磨机衬板。
优选地，所述超声功率为300-500W，超声时间为20-30min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的立磨机衬板以C、Cr、Ni等原料配合稀土复配变质剂经过熔炼，定型，稀土复配变质剂以稀土Y、稀土La经过壳聚糖、海藻酸钠溶液、盐酸和烷基磺酸钠配合改性，改进的原料能够激发原料活性，提高产品的整体性能效果，而纳米粒改性液通过纳米膨润土研磨，再与纳米石墨烯配合，通过硅烷偶联剂液处理，形成的纳米粒改性液对其改性优化，纳米粒改性液与稀土复配变质剂协配增效，再与热处理工艺协调配合，制备的产品耐磨性、冲击韧性可实现协调式显著增进。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：
C 0.2~0.3%、Cr 7.5~8.5%、Ni 1.0~1.2%、Mn 0.5~0.9%、Si 0.1~0.3%、稀土复配变质剂0.5~1.0%、纳米粒改性液20~25%、余量为Fe。
本实施例的高铬立磨机衬板包括以下重量百分比原料：
C 0.25%、Cr 8.0%、Ni 1.1%、Mn 0.7%、Si 0.2%、稀土复配变质剂0.75份、纳米粒改性液22.5%、余量为Fe。
本实施例的稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将10-15份壳聚糖加入到20-30份海藻酸钠溶液中，然后加入1-3份盐酸、0.2-0.5份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：（5-9）的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为20-30%。
本实施例的搅拌反应的温度为55-65℃，搅拌时间为10-20min，搅拌转速为500-1000r/min。
本实施例的纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量4-6倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
本实施例的球磨转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min。
本实施例的硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于780-820℃下热处理20-30min，热处理结束，然后于1-3℃/s的速率将至400℃，保温10-20min；
步骤四：最后空冷至室温，得到本发明的立磨机衬板。
本实施例的超声功率为300-500W，超声时间为20-30min。
实施例1.
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：
C 0.2%、Cr 7.5%、Ni 1.0%、Mn 0.5%、Si 0.1%、稀土复配变质剂0.5%、纳米粒改性液20%、余量为Fe。
本实施例的稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将10份壳聚糖加入到20份海藻酸钠溶液中，然后加入1份盐酸、0.2份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：5的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为20%。
本实施例的搅拌反应的温度为55℃，搅拌时间为10min，搅拌转速为500r/min。
本实施例的纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量4倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
本实施例的球磨转速为1000r/min，球磨时间为20min。
本实施例的硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于780℃下热处理20min，热处理结束，然后于1℃/s的速率将至400℃，保温10min；
步骤四：最后空冷至室温，得到本发明的立磨机衬板。
本实施例的超声功率为300W，超声时间为20min。
实施例2.
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：
C 0.3%、Cr 8.5%、Ni 1.2%、Mn 0.9%、Si 0.3%、稀土复配变质剂1.0%、纳米粒改性液25%、余量为Fe。
本实施例的稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将15份壳聚糖加入到30份海藻酸钠溶液中，然后加入3份盐酸、0.5份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：9的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为30%。
本实施例的搅拌反应的温度为65℃，搅拌时间为20min，搅拌转速为1000r/min。
本实施例的纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量6倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
本实施例的球磨转速为1500r/min，球磨时间为30min。
本实施例的硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于820℃下热处理30min，热处理结束，然后于3℃/s的速率将至400℃，保温20min；
步骤四：最后空冷至室温，得到本发明的立磨机衬板。
本实施例的超声功率为500W，超声时间为30min。
实施例3.
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：
C 0.25%、Cr 8.0%、Ni 1.1%、Mn 0.7%、Si 0.2%、稀土复配变质剂0.75%、纳米粒改性液22.5%、余量为Fe。
本实施例的稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将12.5份壳聚糖加入到25份海藻酸钠溶液中，然后加入2份盐酸、0.35份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：7的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为25%。
本实施例的搅拌反应的温度为60℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为750r/min。
本实施例的纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量5倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
本实施例的球磨转速为1250r/min，球磨时间为25min。
本实施例的硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于800℃下热处理25min，热处理结束，然后于2℃/s的速率将至400℃，保温15min；
步骤四：最后空冷至室温，得到本发明的立磨机衬板。
本实施例的超声功率为400W，超声时间为25min。
实施例4.
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板，包括以下重量百分比原料：
C 0.22%、Cr 7.6%、Ni 1.1%、Mn 0.6%、Si 0.12%、稀土复配变质剂0.6%、纳米粒改性液22%、余量为Fe。
本实施例的稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将12份壳聚糖加入到23份海藻酸钠溶液中，然后加入2份盐酸、0.3份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：6的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂。
本实施例的海藻酸钠溶液的质量分数为23%。
本实施例的搅拌反应的温度为58℃，搅拌时间为12min，搅拌转速为600r/min。
本实施例的纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量5倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
本实施例的球磨转速为1200r/min，球磨时间为22min。
本实施例的硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
本实施例的一种螺旋形高铬立磨机衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于790℃下热处理22min，热处理结束，然后于1.2℃/s的速率将至400℃，保温12min；
步骤四：最后空冷至室温，得到本发明的立磨机衬板。
本实施例的超声功率为320W，超声时间为22min。
对比例1.
与实施例3不同是未添加稀土复配变质剂。
对比例2.
与实施例3不同是稀土复配变质剂的制备中未采用变质处理剂处理。
对比例3.
与实施例3不同是变质处理剂的制备中未加入烷基磺酸钠。
对比例4.
与实施例3不同是稀土复配剂中未加入稀土La。
对比例5.
与实施例3不同是变质处理剂中未加入壳聚糖。
对比例6.
与实施例3不同是未采用纳米粒改性液处理。
对比例7.
与实施例3不同是纳米粒改性液中未加入球磨纳米膨润土。
对比例8.
与实施例3不同是纳米粒改性液中纳米石墨烯、球磨纳米膨润土采用纳米碳纳米管代替。
实施例1-4及对比例1-8产品的性能测试如下：
Figure SMS_1
从对比例1-8、实施例1-4可看出；
本发明未添加稀土复配变质剂，产品的冲击韧性和耐磨性显著降低，而未采用纳米粒改性液处理，产品的性能也有变差趋势，采用纳米粒改性液、稀土复配变质剂搭配处理，二者协同增效，共同增强产品的耐磨性和冲击韧性；
稀土复配变质剂的制备中未采用变质处理剂处理、变质处理剂的制备中未加入烷基磺酸钠、未加入壳聚糖以及稀土复配剂中未加入稀土La，产品的性能均出现变差趋势，只有采用本发明的方法制备的稀土复配变质剂对产品的性能改进最显著，采用其他方法均不如本发明的效果显著；
此外纳米粒改性液中未加入球磨纳米膨润土、纳米粒改性液中纳米石墨烯、球磨纳米膨润土采用纳米碳纳米管代替，产品的性能变差，可知，只有采用本发明的纳米石墨烯、球磨纳米膨润土原料配比，对产品的性能效果改进最显著。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种螺旋形高铬立磨机衬板，其特征在于，包括以下重量百分比原料：
C 0.2-0.3%、Cr 7.5-8.5%、Ni 1.0-1.2%、Mn 0.5-0.9%、Si 0.1-0.3%、稀土复配变质剂0.5-1.0%、纳米粒改性液20-25%、余量为Fe；
所述稀土复配变质剂的制备方法为：
S01：将稀土Y、稀土La按照重量比2:1混合，得到稀土复配剂；
S02：将10-15份壳聚糖加入到20-30份海藻酸钠溶液中，然后加入1-3份盐酸、0.2-0.5份烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到变质处理剂；
S03：将稀土复配剂按照重量比1：（5-9）的量加入到变质处理剂中，搅拌反应处理，再水洗、干燥，得到稀土复配变质剂；
所述海藻酸钠溶液的质量分数为20-30%；
所述搅拌反应的温度为55-65℃，搅拌时间为10-20min，搅拌转速为500-1000r/min；
所述纳米粒改性液的制备方法为：
S11：将纳米膨润土送入到球磨机中球磨，球磨结束，得到球磨纳米膨润土；
S12：将纳米石墨烯、球磨纳米膨润土按照重量比2:1混合，然后加入到纳米石墨烯总量4-6倍的硅烷偶联剂液中搅拌分散均匀，最后水洗、干燥，得到纳米粒改性液。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋形高铬立磨机衬板，其特征在于，所述高铬立磨机衬板包括以下重量百分比原料：
C 0.25%、Cr 8.0%、Ni 1.1%、Mn 0.7%、Si 0.2%、稀土复配变质剂0.75%、纳米粒改性液22.5%、余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋形高铬立磨机衬板，其特征在于，所述球磨转速为1000-1500r/min，球磨时间为20-30min。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋形高铬立磨机衬板，其特征在于，所述硅烷偶联剂液为硅烷偶联剂KH560、去离子水按照重量比1:5配制而成。
5.一种如权利要求1-4任一项所述螺旋形高铬立磨机衬板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将C、Cr、Ni、Mn、Si、稀土复配变质剂送入到熔炼炉内熔炼完全；
步骤二：然后浇筑冷却成型，再于纳米粒改性液中超声分散处理；
步骤三：再于780-820℃下热处理20-30min，热处理结束，然后于1-3℃/s的速率将至400℃，保温10-20min；
步骤四：最后空冷至室温，得到立磨机衬板。
6.根据权利要求5所述的一种螺旋形高铬立磨机衬板的制造方法，其特征在于，超声功率为300-500W，超声时间为20-30min。
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