CN1214372A - 石料分级用筛板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种韧性强、耐磨性好的石料分级用筛板及其制造方法。包括带若干筛孔的高锰钢基板。筛板铸造时,先用模具在下箱型砂中塑出符合筛板规格的型腔、符合各筛孔位置的芯孔,各芯孔中置入统一大小的圆柱形合脂油砂泥芯,泥芯高出下箱型砂面的高度略大于筛板厚度,盖合上型箱并注入1350－1600℃的高锰钢钢水,冷却去毛刺后置入加热炉,以每小时增温50℃的幅度升温至650℃保温1－2小时,再升温950－1100℃保温1－2小时,出炉后铸件用强吹风喷水雾冷却,压平校正后得本发明筛板。

Description

石料分级用筛板及其制造方法

本发明涉及一种石料分级用的筛板及其制造方法。

筛板筛分石料时的工况十分恶劣，振动频率很高，既要求筛板硬度高、耐磨性好，又要求筛板有很好的韧性。背景技术中，考虑到众多筛孔用钻床加工的方便，采用硬度较低的低合金钢板作基板，这种筛板的致命弱点是耐磨性差，在石料分筛的过程中。筛孔的孔径很快被石料磨损而变大，而且各筛孔的磨损度不一，造成筛孔孔径大小不同，直接影响石料的分级质量，因此上述筛板正常使用寿命只有1个月左右，即需更换。石料筛分机更换筛板的频率过高，不仅增加了石料的生产成本，而且废弃的大量筛板也成为一种负担。用钻床加工占基板面积一半左右的筛孔，不仅工作量大、速度慢，而且使1/2左右的钢板变成了金属碎屑，钢板的实际利用率只有一半左右。据统计，全国仅此一项，每年低合金钢板的损耗量即达数万吨之巨。如果通过热加工提高上述筛板的硬度和耐磨性，则在提高筛板硬度的同时也增加了脆性，使筛板容易产生裂缝：由于筛板面积大、厚度薄、筛孔多，热处理后的筛板又很容易变形，对变硬、变脆、变形的筛板进行校正十分困难，不可能形成批量生产，而未经校正的筛板又不能用于石料的分级生产。如果使用硬度高、耐磨性好的钢材作基板，则用钻床钻取筛孔就十分困难，同样无实施的可能性。人们还普遍认为，用铸造方法铸造面积大、厚度薄、筛孔多的筛板可能性不大，因为在上述条件下，钢水在型腔内的流动性极差，铸件的合格品率极低，不可能形成批量生产。因此，人们一直未能生产出一种硬度高、耐磨性好、韧性强的筛板以及找到可以制造出这种筛板的方法。

本发明的目的就是要提供一种硬度高、耐磨性好、韧性强的石料分级用筛板及其制造方法。

本发明的任务是以如下方式完成的。

一种石料分级用筛板，包括带若干筛孔的基板，其特点在于所述基板的材质为高锰钢。

本发明石料分级用筛板高锰钢材质的组分和重量百分比含量范围可以为：

铁                      83.4-87.5％

锰                      11-14％

碳                      1.1-1.4％

硅                      0.4-1.2％

各组分重量百分比总和为100％。

一种制造本发明高锰钢筛板的方法，其特点在于：在型箱的下箱中置入型砂，用模具在所述下箱的型砂上印塑出符合所述筛板规格的型腔，符合各筛孔位置和统一大小的圆柱形芯孔，在所述各芯孔中分别置入用石英砂加油料拌和、塑制、烘干后制成与所述芯孔相匹配的圆柱形泥芯，所述各泥芯置入芯孔后高出下箱型砂面的高度一致并略大于筛板的设计厚度，合上上箱后，由型箱直浇口向型腔内注入温度为1350-1600℃的高锰钢钢水，自然冷却后，由型腔中取出铸件并打磨掉毛刺，置入加热炉中作热处理：以每小时升温50℃的幅度，连续升温至650℃，保温1-2小时，然后再升温至950-1100℃，保温1-2小时，出炉后的铸件立即用强吹风加喷水雾快速冷却，冷却后的铸件用滚压设备压平，即得本发明石料分级用的筛板。

制造本发明高锰钢筛板的方法，其型砂可以为一般型砂中掺和重量百分比为5％的陶土，干拌均匀后加重量百分比为5-7％的水混合碾匀制成。

制造本发明高锰钢筛板的方法，其圆柱形泥芯与芯孔结合的部位可以做成锥台形，所述泥芯可以用合脂油砂为原材料用模具成型，脱模后的泥芯在烘箱中200-240℃的温度条件下，保温2-3小时固化。

制造本发明高锰钢筛板的方法，其带孔隙或裂缝的高锰钢筛板可以用同材质的电焊条作电焊修补。

本发明石料分级用筛板及其制造方法，由于筛板采用高锰钢水铸造，而铸态高锰钢由奥氏体和晶界上大量的碳化物所组成，由型腔中取出的铸件经高温热处理和强吹风加喷水雾快速冷却的淬火工序后，晶界上的碳化物全部固溶在奥氏体内，从而获得单一的奥氏体组织。奥氏体本身的特点是柔软、韧性好，且具备表面加工硬化速度快的特点，铸件一旦受到外界的冲击和挤压，其表层便迅速形成马氏体组织，而马氏体组织则具有硬度高、耐磨性好的特性。因此，由高锰钢水铸造出的筛板铸件经热处理淬火后，具有很好的韧性，尽管面积大、厚度薄、筛孔多的铸件热处理后会产生变形，但可以方便地用滚压设备对铸件进行压平校正，从而得到平整度好的筛板产品。本发明筛板产品在振动频率高、石料冲击、挤压频繁的恶劣工况条件下工作时，不仅有抗石料冲击的良好韧性，而且其表层(约1-3mm厚)的硬度和耐磨性还得以迅速提高。经试验，本发明产品筛板的正常使用寿命达到4-5个月，具有极强的耐磨性。本发明筛板的制造方法由于高浇注温度和材质配比的特性使高锰钢水具有很好的流动性，而型腔内泥芯中的油分在高温下挥发形成温度保护层，可使高锰钢水得以较长时间维持高温，使钢水能迅速充满整个型腔，从而得到合格产品。经试验，用本发明方法铸造高锰钢筛板的合格率达到95％以上，符合铸件合格品率必需大子80％时才具备批量生产的条件。此外本发明产品还可以采用同材质的焊条进行电焊修补，使产品的合格率进一步提高到98％以上。与已知技术相比，本发明产品筛板的工作寿命延长了4倍左右。采用本发明筛板后，石料厂停机更换筛板的次数大大减少，不仅减少了维修工作量，保证了石料的筛分质量，降低了成本，而且每年报废的筛板数量减少了75％，更换下来的筛板还可以作为原料重新回炉生产新的筛板，使废物的污染减少到最低限度，具有很好的经济效益和环境效益。用本发明方法制造铸态高锰钢筛板不单工艺简单、生产速度快，而最大的优点还在于是无屑成型，节约了大量的金属材料和能源。用本发明的方法铸造筛板还可以适当增加筛孔数，可相应提高每块筛板的筛分能力。本发明制造铸态高锰钢筛板的成功实施，克服了普遍认为难以用铸造方法制造面积大、厚度薄、筛孔多的筛板的技术偏见，解决了技术难题，取得了预料不到的技术效果。

以下将结合附图对本发明石料分级用筛板及其制造方法作进一步详细描述。

图1是本发明筛板的立体构造示意图；

图2是去掉部分上箱后的型箱立体构造示意图；

图3是泥芯的立体构造示意图；

图4是图2型箱各芯孔中分别嵌入泥芯后的立体构造示意图。

参阅图1-图4，本发明筛板包括带若干筛孔1的基板2，所述筛板的尺寸一般为850×950×8(单位：mm)。筛孔1的直径为φ13(mm)时，筛孔数为450目；筛孔直径为φ25(mm)时，筛孔数为347目；筛孔直径为φ38(mm)时，筛孔数为247目。泥芯5的原料采用石英砂加合脂油，拌和均匀后在模具中成型，制成统一规格的圆柱形泥芯坯，所述泥芯坯置入烘箱中，在200-240℃的温度条件下烘干2-3小时，固化后即得泥芯5。所述泥芯与芯孔4的结合部位最好做成锥台形，利用其表面的锥度可使泥芯5与芯孔4结合稳固，有利于提高筛孔的成型质量和减少筛板的废品率。下箱3中的型砂采用一般型砂中掺和5％的陶土，干拌均匀后再加5-7％的水湿拌碾匀制成，这种型砂有利于提高筛板铸件的成品率。下箱3中的型砂经金属模具造型后，形成筛板型腔；在下箱的型砂中形成与设计筛孔目数、直径、位置相一致的若干圆柱形芯孔4，在所述各芯孔中分别嵌入预制好的泥芯5，所述各泥芯高出下箱型砂面的高度一致，并略大于筛板设计厚度，这样合上上箱6后可使各泥芯的上底面与上箱底面贴紧，有利于提高筛板铸件的成品率。高锰钢钢水可由直浇口7浇入型腔内，废气可经排气口8逸出。浇注时要抬高浇包，快速浇注，这样可使高锰钢水迅速布满整个型腔，可提高筛板铸件的成品率。泥芯5中的油分在高温下挥发，对高锰钢水形成一层温度保护膜，可延缓钢水温度下降速度，有利于钢水充盈整个型腔。所述泥芯中的油分挥发殆尽后，泥芯5变松，使筛板铸件得以方便地从型腔中取出。以下提供三个实施例：

实施例1

高锰钢材质配比为：碳1.4％，锰14％，硅1.2％，铁83.4％，各组分的重量百分比总和为100％。筛板中筛孔目数为450，筛孔直径为φ13(mm)，高锰钢水的浇注温度为1600℃，硫、磷等杂质的含量小于0.02％。浇注时采用抬高浇包，快速浇注的办法进行，铸件冷却后从型腔中取出时，泥芯很快溃散，筛孔孔径精确度较高，毛刺少，铸件毛坯经打磨去掉毛刺后置入电炉中作热处理：以每小时升温50℃的幅度，连续升温13小时，至650℃，保温1小时后再升温到1100℃，保温2小时。出炉后的铸件毛坯立即用强吹风加喷水雾办法快速冷却，用滚压设备对铸件作压平校正后，筛板的正品率达到98％。对有裂纹及孔隙的产品用同材质焊条作电焊修补后，成品率达到99％。本实施例结果表明，铸造过程中高锰钢水的流动性极好，泥芯中油成分挥发完全，泥芯溃散性很好，筛孔成型精确，保持了很高的合格品率。

实施例2

筛孔目数为347目，筛孔直径为φ25(mm)高锰钢材质配比为：碳1.25％，锰12.5％，硅0.8％，铁85.45％，各组分的重量百分比总和为100％。硫、磷等杂质含量小于0.03％。钢水浇注温度为1450℃，铸件去刺后在电炉中以每小时升温50℃的幅度升温至650℃后保温1.5小时，然后升温至1000℃保温1.5小时，铸件出炉后用强吹风加喷水雾快速冷却，再用滚压设备对铸件作压平校正后，筛板的正品率为96％，作同材料电焊修补后，成品率为98％。

实施例3

筛板筛孔目数为247目，筛孔直径为φ38(mm)，高锰钢材质配比为：碳1.1％，锰11％，硅0.4％，铁87.5％，各组分的重量百分比总和为100％。杂质硫小于0.05％，磷小于0.06％。高锰钢钢水浇注温度为1350℃，铸件自然冷却并去毛刺后，在电炉中以每小时升温50℃幅度升温至650℃保温2小时，然后升温至950℃保温2小时。铸件出炉后用强吹风加喷水雾冷却。压平校正后的筛板正品率为95％，经同材料电焊修补后的成品率为98％。

用本发明方法制得的高锰钢筛板与钻孔方法制成同规格的低合金钢筛板所作的对比试验结果如下表：

名称	编号	筛分时间(小时)	筛分量(吨)	筛板原重(公斤)	筛板残重(公斤)	相对失重(克/吨)
							钻孔方法制成的低合金钢筛板	12	6768	850830	3434	2929.5	5.885.42
本发明方法制得的高锰钢筛板	34	6870	10661158	3636	3332.5	2.813.02

从上表中可看出，重量基本相同的两种筛板，在筛分时间及筛分工况基本相同的测试条件下，用本发明方法制造的铸态高锰钢筛板不仅筛分量明显增多，而相对失重则减少了一半左右，表明用本发明方法制得的高锰钢筛板具有明显的优越性。

Claims (6)

1．一种石料分级用筛板，包括带若干筛孔(1)的基板(2)，其特征在于所述基板的材质为高锰钢。

2．根据权利要求1所述的石料分级用筛板，其特征在于所述高锰钢材质的组分和重量百分比含量范围为：铁                           83.4-87.5％锰                           11-14％碳                           1.1-1.4％硅                           0.4-1.2％

各组分重量百分比总和为100％。

3．一种制造权利要求1或2所述高锰钢筛板的方法，其特征在于：在型箱的下箱(3)中置入型砂，用模具在所述下箱的型砂上印塑出符合所述筛板规格的型腔，符合各筛孔位置和统一大小的圆柱形芯孔(4)，在所述各芯孔中分别置入用石英砂加油料拌和、塑制、烘干后制成的与所述芯孔相匹配的圆柱形泥芯(5)，所述各泥芯置入芯孔后高出下箱型砂面的高度一致、并略大于筛板的设计厚度，合上上箱(6)后，由型箱直浇口(7)向型腔内注入温度为1350-1600℃的高锰钢钢水，自然冷却后，由型腔中取出铸件并打磨掉毛刺，置入加热炉中作热处理：以每小时升温50℃的幅度，连续升温至650℃，保温1-2小时，然后再升温至950-1100℃，保温1-2小时，出炉后的铸件立即用强吹风加喷水雾快速冷却，冷却后的铸件用滚压设备压平，即得本发明石料分级用的筛板。

4．根据权利要求3所述制造筛板的方法，其特征在于所述型砂为一般型砂中掺和重量百分比为5％的陶土，干拌均匀后加重量百分比为5-7％的水混和碾匀制成。

5．根据权利要求3所述制造筛板的方法，其特征在于所述圆柱形泥芯与芯孔结合部位做成锥台形，所述泥芯以合脂油砂为原材料用模具成型，脱模后的泥芯在烘箱中200-240℃的温度条件下保温2-3小时固化。

6．根据权利要求3所述制造筛板的方法，其特征在于带孔隙或裂缝的高锰钢筛板用同材质的电焊条作电焊修补。

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