一种多元合金铸钢磨机衬板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多元合金铸钢磨机衬板的制备方法，按照质量分数将70～72％的含铬高锰钢废料、8.5～11％的金属锰、0.50～0.60％的增碳剂、8～10％的金属铝、0.90～1.10％的硅钙钡合金和8～10％的钨渣铁合金配料采用电炉熔炼而成。本发明专利技术还公开了采用上述方法制备的磨机衬板。本发明专利技术制备磨机衬板时加入较多低密度的铝元素，降低了球磨机的磨矿能耗；同时因铝、钨渣铁合金等的大量加入，大幅度提高了衬板的抗拉强度和屈服强度；本发明专利技术得到的衬板具有优异的加工硬化效果，衬板使用后硬度达到800HV以上，用于研磨铁矿石，使用寿命比高锰钢衬板提高1倍以上。

Multicomponent alloy cast steel mill lining plate and preparation method thereof

The present invention provides a method for preparing a mill multicomponent alloy cast steel liner, and in accordance with the mass fraction of 70 ~ 72%, 8.5 ~ chromium high manganese steel scrap metal manganese, 11% 0.50 ~ 0.60% carburetant, 8 ~ 10%, 0.90 ~ al calsibar alloy and 8 ~ 1.10% w slag iron alloy 10% by electric furnace smelting ingredients. The invention also discloses a mill lining plate prepared by the method. The preparation of mill liner when adding aluminum element more low density, reduce the energy consumption of grinding mill; at the same time due to aluminum, tungsten slag iron alloy, added a large number of, greatly improves the tensile strength and yield strength of the lining board; the lining plate has excellent work hardening effect, lining plate hardness after reaching more than 800HV, used for grinding of iron ore, the service life of high manganese steel liner increased more than 1 times.

【技术实现步骤摘要】
一种多元合金铸钢磨机衬板及其制备方法
本专利技术属于耐磨材料
，涉及一种多元合金铸钢磨机衬板，本专利技术还涉及上述多元合金铸钢磨机衬板的制备方法。
技术介绍
球磨机是电厂、水泥厂、矿山、化工、冶金等行业生产中的主要制粉设备，衬板则是保证球磨机正常运转的主要耐磨部件，目前广泛用于制造衬板的材料中，使用最多的是高锰钢。但当破碎物料受到的冲击并不强烈时，由于高锰钢具有的加工硬化性能不能充分得以发挥，使得高锰钢衬板表现出了磨损快，使用寿命短的弱点。因此国内外先后开始研究替代高锰钢的材料，其中低合金耐磨铸钢是目前研究较多的一种新型衬板材料。在各类抗磨件中，80％以上是在中、低应力冲击磨损工况条件下使用，低合金钢由于具有较高硬度和足够韧性的综合性能，并通过调整成分与热处理工艺，可以在较大范围内控制硬度和韧性的合理匹配。为了提高磨机衬板的性能，并延长其使用寿命，中国专利技术专利《球磨机衬板的加压铸造方法》(申请日2016.05.24，公开号CN106001498A，公开日2016.10.12)公开了一种球磨机衬板的加压铸造方法。该方法主要包括：利用壁厚为30-200mm的模具钢制造金属型形成衬板的外形和制造金属芯形成安装孔，利用上、下压头双向加压，使衬板凝固成型。所述金属型由上半型和下半型组成，所述金属型闭合后的型腔形状与衬板工作面在下时的外轮廓相一致，所述上半型和所述下半型的分界面为衬板的安装面；所述的金属芯带有上下两个芯头，下芯头安装在金属芯的下半型上，上芯头伸入上半型的相应通孔内。该专利技术实施例提供的球磨机衬板的加压铸造方法可以提高衬板内部致密度、细化显微组织，可以提高球磨机衬板的抗磨能力和使用寿命。中国专利技术专利《耐磨合金钢》(申请日2015.01.30，公开号CN105986182A，公开日2016.10.05)还公开了一种耐磨合金钢，其特征在于：这种合金钢的化学成分(重量百分比)为：C0.4-0.45％，Al0.9-1.2％，Si0.41-0.80％，Mn1.2-1.8％，Mo0.35-0.45％，V0.13％，Ti0.07％，B0.005％，Re0.2-0.23％，Mn2-2.5％，Mg0.3-0.6％，其余为Fe。采用该成分的合金钢硬度高，耐磨性好，具有较好的强韧性配合，使用中不易变形和断裂，广泛应用于挖掘机、装载机及拖拉机的斗齿、履带板，中小型颚板、板锤、锤头，球磨机衬板等。中国专利技术专利《新型耐磨钢材》(申请日2014.12.19，公开号CN105886927A，公开日2016.08.24)还公开了一种新型耐磨钢材，其特征在于：这种钢材的化学成分(重量百分比)为：C0.3-0.35％、Al0.8-1.1％、Mo0.34-0.44％、Si0.39-0.78％、Mg0.3-0.6％、Mn1.1-1.7％、V0.11％、Ti0.06％、B0.004％、Re0.15-0.20％、Mn2.2-2.4％，其余为Fe。该专利技术的有益效果是：采用该成分的合金钢硬度高，耐磨性好，具有较好的强韧性配合，使用中不易变形和断裂，广泛应用于挖掘机、装载机及拖拉机的斗齿、履带板，中小型颚板、板锤、锤头，球磨机衬板等。中国专利技术专利《一种低碳中合金湿式球磨机用衬板及其制备方法》(申请日2016.03.23，公开号CN105821312A，公开日2016.08.03)还公开了一种矿山湿式球磨机用新型低碳中合金衬板及制备方法，其特征是所述衬板按重量百分比的化学成分：C0.15～0.3％，Si0.3～0.6％，Mn1.0～1.5％，Cr4.0～6.0％，Cu0.8～1.2％，B0.001～0.003％，RE(Y)0.1～0.4％，P，S≤0.03％，余量为Fe及不可避免杂质。制备步骤采用中频感应电炉冶炼的工艺，熔炼温度为1580～1620℃；出钢温度为1600～1620℃，出钢前在钢包内加入稀土变质剂；浇铸成型的浇铸温度为1550～1570℃，浇铸前铸型在200～400℃之间预热，并在铸型型腔内吹氩气保护；热处理工艺采用完全退火+油淬+低温回火或者是完全退火+正火+低温回火方式，该专利技术具有较高的硬度和韧性，能够满足湿式球磨机衬板的抗冲击性，生产成本低、使用寿命长。中国专利技术专利《球磨机衬板及其制备方法》(申请日2016.03.24，公开号CN105803309A，公开日2016.07.27)还公开了一种球磨机衬板，包括以下重量百分比的化学成分：C0.45～0.55％，Si0.8～1.2％，Mn0.8～1.2％，Cr1.7～2.0％，Ni0.30～0.50％，Mo0.20～0.50％，RE0.03～0.06％，Al0.02～0.05％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为Fe。该专利技术还提供了球磨机衬板的制备方法。该专利技术将合金元素及稀土元素优化配比加入到钢液中，并进行LF炉精炼，提高了钢水纯净度，对衬板起到细晶强化作用，得到的回火马氏体组织在提高耐磨性的同时，衬板使用寿命长，还提高了冲击韧性和强度，减少了工厂更换衬板的频率，降低了劳动强度，该专利技术原料易得，制作方法简单，使用普通废钢等作为生产原料，循环利用，有效节约了能源。中国专利技术专利《一种大型球磨机衬板及其制备方法》(申请日2015.02.12，公开号CN104651731A，公开日2015.05.27)还公开了一种大型球磨机衬板及其制备方法，首先将废钢、增碳剂、铬铁、氮化铬铁、铌铁、硼铁、锰铁和硅铁在电炉内混合加热熔化，钢水温度达到1580～1600℃时，加入铝脱氧，将炉内钢水的化学组成及其质量分数调整至0.70～0.85％C，1.8～2.0％Cr，0.05～0.09％N，0.12～0.18％Nb，0.6～1.0％Mn，0.25～0.60％Si，0.004～0.008％B，0.05～0.08％Al，＜0.04％S，＜0.05％P，余量为Fe和不可避免的微量杂质元素，然后对钢水进行微合金化处理，并浇注成衬板，衬板热处理后具有硬度高和耐磨性好等特点，推广应用具有良好的效果。中国专利技术专利《一种球磨机衬板及其制备方法》(申请日2016.04.13，公开号CN105695880A，公开日2016.06.22)还公开了一种球磨机衬板及其制备方法。该专利技术解决了现有的球磨机衬板存在生产工艺复杂、使用寿命短和使用韧性差的技术问题。该专利技术的一种球磨机衬板，其中：所述衬板的化学成分的重量百分比为：C：0.27～0.42％、Cr：2.0～3.0％、Mn：0.8～1.5％、Si：1.0～1.8％、Mo：0.25～0.55％、V：0.1～0.2％、B：0.004～0.005％、Ti：0.2-0.25％、Re：0.2～0.25％S≤0.04％、P≤0.04％，其余为铁。该专利技术具有生产工艺简单、使用寿命长和使用韧性好的优点。中国专利技术专利《高碳中铬中锰多元合金钢球磨机衬板及热处理工艺》(申请日2015.03.04，公开号CN104745965A，公开日2015.07.01)还公开了一种高碳中铬中锰多元合金钢球磨机衬板及热处理工艺，其特征在于：高碳中铬中锰多元合金钢球磨机衬板包括的化学成分组成按重量百分数为：C：0.7～1.5％，Cr：1.8～2.5％，Ni：0.5～0.8％，Mn：1.0～1.6％，Si：0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元合金铸钢磨机衬板的制备方法，其特征在于，按照质量分数将70～72％的含铬高锰钢废料、8.5～11％的金属锰、0.50～0.60％的增碳剂、8～10％的金属铝、0.90～1.10％的硅钙钡合金和8～10％的钨渣铁合金配料，采用电炉熔炼而成。

【技术特征摘要】
1.一种多元合金铸钢磨机衬板的制备方法，其特征在于，按照质量分数将70～72％的含铬高锰钢废料、8.5～11％的金属锰、0.50～0.60％的增碳剂、8～10％的金属铝、0.90～1.10％的硅钙钡合金和8～10％的钨渣铁合金配料，采用电炉熔炼而成。2.根据权利要求1所述的一种多元合金铸钢磨机衬板的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：步骤1，按照质量分数称取：70～72％的含铬高锰钢废料、8.5～11％的金属锰、0.50～0.60％的增碳剂、8～10％的金属铝、0.90～1.10％的硅钙钡合金和8～10％的钨渣铁合金配料，以上组分质量分数之和为100％；步骤2，将含铬高锰钢废料、增碳剂和钨渣铁合金在电炉内混合加热熔化，钢水熔清后，将温度升至1521～1546℃，依次加入金属锰、金属铝和硅钙钡合金，并将钢水升温至1552～1568℃，然后出炉到钢包，钢包底部预先加入烘干的钒氮合金和稀土硅铁；步骤3，钢水进入钢包后，扒渣、静置，当钢水温度降至1391～1426℃，将钢水浇入铸型，钢水浇注3～4小时后，开箱取出铸件，经清砂、打磨后，得到铸态衬板；步骤4，将步骤3得到的铸态衬板重新随炉加热至680～720℃，保温1.0～1.5小时后，继续加热至1050～1080℃，保温2～4小时后，进行水冷淬火处理，即可获得多元合金铸钢磨机衬板。3.根据权利要求1或2所述的一种多元合金铸钢磨机衬板的制备方法，其特征在于，所述含铬高锰钢废料的化学组成及其质量分数为：1.05～1.35％C，0.3～0.9％Si，11～14％Mn，≤0.060％P，≤0.040％S，1.5～2.5％Cr，余量为Fe及其不可避免的杂质元素，各元素的总和为100％。4.根据权利要求1或2所述的一种多元合金铸钢磨机衬板的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，成小乐，屈银虎，胥光申，蒋志强，刘毅，刘少飞，徐洁，尹君，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61