CN87104407A - 稀土低铬多元合金铸铁磨球及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稀土低铬多元合金铸铁磨球,化学成分为C2.4—3.2%,Si0.5—1.5%,Mn0.5—1.5%,C21.3—2.2%,P≤0.1%,S≤0.2%,Cu≤0.6%,RE0.05—0.1%,V0.08—0.32%,Ti0.03—0.1%。其工艺特点是经过两次变质处理,铸态使用。解决了已有技术耐磨性低,破碎率高或需用大量贵重合金元素,成本高的问题,可利用我国丰富的稀土资源。适用于矿山、水泥、电力、化工粉磨物料用,尤其适用于球磨机粉磨钢渣和矿石。
Description
本发明涉及粉磨物料用的磨球,特别是一种稀土低铬多元合金铸铁磨球及生产工艺,尤其适用于球磨机粉磨钢渣和矿石。
目前,水泥行业粉磨钢渣矿渣用的磨球多为锻钢球,少数采用稀土中锰球墨铸铁磨球或高铬铸铁球,但是前两种磨球耐磨性差,破碎率高,高铬铸铁球韧性和破碎率虽可以,但在湿磨矿石方面效果不明显,需用大量贵重金属,磨球需要热处理,成本较高。
本发明的目的在于提供一种铸铁磨球,该磨球在湿磨矿石方面性能与高铬铸铁相当,但不需要热处理,可节省大量的贵重金属,生产方法简便,能利用我国丰富的稀土资源,成本较低。
本发明为一种稀土低铬多元合金铸铁磨球,其化学成分为:
C2.4-3.2%,Si0.5-1.5%,Mn0.5-1.5%,Cr1.3-2.22%,P≤0.1%,S≤0.2%,Cu≤0.6%,RE0.05-0.1%,V0.08-0.2%,Ti0.03-0.1%。为提高耐磨性,降低破碎率,其最优化学成分为:C2.5-2.6%,Si0.8-1.0%,Mn0.5-0.8%,Cr1.5-1.8%,P≤0.1,S≤0.2%,RE0.07-0.1%,Cu0.4-0.6%,V0.1-0.15%,Ti0.05-0.08%。其化学成分限定理由是:
1).C含量愈高,产生碳化物亦愈多,硬度、耐磨性愈好,但韧性差,C量太低不仅铸造性能恶化,同时耐磨性亦明显下降,为兼顾其耐磨性与韧性选择上述化学成分。
2).Si是石墨化元素,为保证白口,Si不能太高,另一方面Si高还会导致脆性增加,Si全部溶解在铁中,适量Si可提高磨球强度、硬度,同时还可改善其铸造性能。
3).试验多次证明,Mn高碳化物数量增多,脆性增大,磨球破碎率高,但适量Mn可提高磨球的硬度、耐磨性。
4).Cr是强烈碳化物形成元素,含量太高造成大量碳化物出现,虽硬度和耐磨性可显著增高,但韧性大幅度下降,破碎率增高,为获得既耐磨又具有很好的韧性,经大量试验证明Cr为1.5-1.8%最佳。
5).RE残余量:加入稀土的目的,主要为了使连续的网状碳化物变为断网碳化物,其RE残余量过少,则起不到变质作用,过多,则又会产生夹杂物,降低韧性,经多次试验选取RE残余量为0.07-0.1%最佳。
6).V、Ti:加入微量V、Ti作为奥氏体结晶时的形核剂,以细化晶粒,提高韧性。加入V、Ti太少起不到核心作用,过多又会使合金变脆,故选V0.08-0.12%,Ti0.05-0.08%最佳。
7).S、P为有害元素,愈低愈好。
8).Cu可细化组织,提高韧性,但过高,会出现自由铜,使合金变脆。
其生产工艺经过熔炉装料→熔化至一定温度→加变质剂一次变质→加变质剂二次变质,达到要求化学成分→浇注成型。所说的熔炉可以是冲天炉,出铁温度为1380-1450℃,也可以是感应电炉,熔化一定温度为1500-1530℃为宜。对冲天炉而言,两次变质均在炉外浇包中进行。第一次,将变质剂加入浇包中搅拌,第二次在倒包时撒入铁水流中。感应炉一般一次变质在炉外浇包内进行,将变质剂撒在包底,出铁时冲入。最后扒渣浇注,从第二次处理完毕到浇注完,一般不超过15分钟。铸型可用干型,最好用潮型等。铸件不需要热处理。变质时也可采用钟罩压入法或堤垻冲入法等。上述变质剂可为稀土合金或纯稀土,最好为稀土硅铁合金,最好用1号稀土硅铁合金,其成分为:稀土含量30-35%,硅铁35-45%,其余为铁。1号稀土的加入量以1-1.5%为宜。配料的原材料可用废钢,可炉铁,根据需要可加适量的钒铁、钛铁、锰铁、硅铁(75%或45%)等,考虑到炉内烧损,经配料,使最后达到所要求的化学成分。
本发明与锻钢磨球及稀土中锰球铁磨球相比,耐磨性好,破碎率低。在湿磨矿石方面与高铬砖铸铁球性能相当,该生产工艺不需要处理,生产方法简便易行,节省大量贵重金属,利用了我国丰富的稀土资源,成本较低。适用于水泥、矿山、电力、化工等行业,尤其适用于粉磨钢渣和矿石。
以下是本发明的具体实施例。
采用50.0kg中频电炉熔炼,冲击试验设备JB-30B型,冲击试样φ20×110,跨距70mm,砂型铸造,硬度到HR-150D型。
利用铸造15#生铁,废紫铜线,,低碳废钢,废石墨电极,钛铁,钒铁,铬铁配料,升温熔化至1520℃时,在炉内加入1#稀土硅铁合金0.5%,搅拌,在包底加入1#稀土硅铁合金0.5%,冲入法,二次变质,扒渣浇注。配制料时考虑元素烧损率Si:0,Mn:-10%,Cr:-5-10%,其它不考虑,并使最后化学成分落在最优化学成分范围。
经化验,化学成分为:
C2.5% Si0.8% Mn0.6%,Cr1.7%,RE0.07 V0.12,Ti0.08,Cn0.4。
湿型铸造,磨球铸态机械性能为:HRC45,aK=7J,
附图为其金相组织照片。400×,组织为索氏体+断网碳化物。
使用情况:在1.83×7钢渣水泥球磨机中工作2160小时,已生产出万吨水泥,球破碎率为0,耐磨性良好,用户十分满意。
Claims (7)
1、一种稀土低铬多元合金铸铁磨球、其特征是具有如下化学成分:C2.4-3.2%,Si0.5-1.5%,Mn0.5-1.5%,C21.3-2.2%,P≤0.1%,S≤0.2%,Cu≤0.6%,PE0.05-0.1%,V0.08-0.2%,Ti0.03-0.1%。
2、根据权利要求1所述的稀土低铬多元合金铸铁磨球,其特征是最优化学成分如下:C.2.5-2.6%,Si0.8-1.01%,Mn0.5-0.8%,Cr1.5-1.8%,P≤0.1,S≤0.2%,PE0.07-0.1%,Cu0.4-0.6%,V0.1-0.15%,Ti0.05-0.08%。
3、一种根据权利要求1所述的稀土低铬多元合金铸铁磨球的生产工艺方法,其特征是经过熔炉装料→熔化至一定温度→加变质剂一次变质→加变质剂二次变质,达到要求化学成分→浇注成型。
4、根据权利要求3所述的生产工艺方法,其特征是所说的熔炉为感应电炉,一定温度为1500-1530℃,一次变质在炉内进行,二次变质在炉外浇包内进行。
5、根据权利要求3或4所述的生产工艺方法,其特征是所说的变质剂为稀土合金,稀土硅铁合金或纯稀土。
6、根据权利要求5所述的生产工艺方法,其特征是所说的稀土硅铁合金为1号稀土硅铁合金,其成分中稀土含量为30-35%,硅铁35-45%,其余为铁。
7、根据权利要求6所述的生产工艺方法,其特征是所说的1号稀硅铁合金加入量为1-1.5%。
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