锰铬合金钢的球磨机衬板及制作工艺

技术领域

本发明属于钢铁冶金行业中的耐磨金属材料技术领域，尤其是涉及一种锰铬合金钢的球磨机衬板及制作工艺。

背景技术

铁矿石选矿厂一次球磨机采用的Φ5030×6400湿式溢流型球磨机，其衬板材质采用铬钼合金制成，一般Cr含量在4%～6%，含碳量在0.4%～0.6%范围内的铸钢，通过适当提高Cr、Mo中强碳化物形成元素增加中碳高合金钢组织中的碳化物含量，提高产品的耐热、耐磨性，提升产品强度和韧性。但在高冲击下，强度超50以上，易出现裂纹。

在实际应用中，采用铬钼合金制成衬板，经常发生因未到使用周期而出现破损，衬板使用周期不足5000小时，影响磨机作业率。

发明内容

本发明的目的是提供一种锰铬合金钢的球磨机衬板及制作工艺，通过采用消失模振动浇注工艺、热处理工艺及机械性能方法，并且添加稀土混合变质剂细化晶粒，形成元合金元素的锰铬金钢材质；该衬板较传统衬板降低其厚度，提升硬度和耐磨，具有较强冲击韧性，不易断裂，延长使用寿命。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的锰铬合金钢的球磨机衬板，其特征在于包括以下重量百分比的化学成分：C 1.2%～1.4%、Si 0.5%～0.8%、Mn 11%～14%、Cr 3.0%～4.0%、Ti 0.1%～0.2%、Re 0.4%～0.6%、P ≤0.03%、S ≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种锰铬合金钢的球磨机衬板的制作工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）冶炼工艺：冶炼设备采用中频炉，将上述原料按重量百分含量配比装入中频炉冶炼，严格控制出钢温度，出钢温度控制在1420℃～1480℃，浇注温度控制在1360℃～1420℃；

（2）铸造工艺：采用消失模振动浇注法，促进还原,加速结晶；

（3）热处理工艺：将浇注成型衬板加热至1050℃～1100℃，保持在4h～5h，淬火时间控制在2min，采用水冷方式降至常温后再将球磨机衬板加热至300℃～350℃，保持在6h后，空冷至室温。

本发明的优点：

（1）本发明的锰铬合金钢的球磨机衬板及制作工艺，通过加入稀土混合变质剂明显脱S、脱P、脱氧、除氧去杂质的作用，净化钢液作用，减少铸态组织中碳化物数量，使晶界碳化物成为不连续的团块状，减少针片状碳化物，改善了结晶组织从而提高了力学性能和抗磨性，提高衬板的使用寿命。

（2）本发明的锰铬合金钢的球磨机衬板及制作工艺，机械性能方面，加入高比例的铬元素，屈服强度及初始硬度较高，在球磨机钢球的高冲击下，表面加工硬化后硬度值可达到55-60左右，高于铬钼合金衬板。

附图说明

图1为本发明的锰铬合金钢的球磨机衬板结构示意图，图中，1-吊装座、2-螺栓孔、3-螺栓座、4-吊装孔。

图2为本发明图1的A-A视图。

图3为本发明热处理淬火曲线图。

图4为本发明热处理回火曲线图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-4所示，本发明的锰铬合金钢的球磨机衬板，其特征在于包括以下重量百分比的化学成分：C 1.2%～1.4%、Si 0.5%～0.8%、Mn 11%～14%、Cr 3.0%～4.0%、Ti 0.1%～0.2%、Re 0.4%～0.6%、P ≤0.03%、S ≤0.03%，其余为Fe和不可避免的杂质。

如图1-2所示，该专利衬板比较传统衬板，新增了吊装座1及吊装孔4，便于运输及安装期间搬运，提升安全性；同时增厚了用于固定衬板的螺栓座3，增加固定深度及衬板固定部位的耐磨程度。

一种锰铬合金钢的球磨机衬板的制作工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）冶炼工艺。冶炼设备采用中频炉，将上述原料按重量百分含量配比装入中频炉冶炼，严格控制出钢温度，出钢温度一般在1420℃～1480℃，浇注温度一般在1360℃～1420℃；

（2）铸造工艺。采用消失模振动浇注法，促进还原,加速结晶，有效除气、除杂，防止缩孔缩松，在除杂方面优于传统砂铸方法；

（3）热处理工艺。将浇注成型衬板加热至1050℃～1100℃，保持在4h～5h，淬火时间控制在2min，采用水冷方式降至常温后再将球磨机衬板加热至300℃～350℃，保持在6h后，空冷至室温。

与传统工艺技术相比，本发明的有益效果：

通过在加入稀土混合变质剂明显脱S、脱P、脱氧、除氧去杂质的作用，净化钢液作用，可减少铸态组织中碳化物数量，使晶界碳化物成为不连续的团块状，减少针片状碳化物，改善了结晶组织从而提高了力学性能和抗磨性，提高衬板的使用寿命；机械性能方面，加入高比例的铬元素，屈服强度及初始硬度较高，在球磨机钢球的高冲击下，表面加工硬化后硬度值可达到55-60左右，高于铬钼合金衬板。

实施例

实施例1：本发明根据锰铬合金钢衬板材质成分构成，将内部重点化学元素百分比按其如下比例添加：C 1.2%、Si 0.5%、Mn 11%、Cr 3.0%、Ti 0.1%、Re 0.4%、P ≤0.03%、S ≤0.03%等。通过采用上述中的冶炼工艺、铸造工艺、热处理工艺，最终获得某种锰铬合金钢衬板，并通过高压冲击试验测定硬度为55，基本满足试验目标。

实施例2：本发明根据锰铬合金钢衬板材质成分构成，将内部重点化学元素百分比按其如下比例添加：C 1.4%、Si 0.8%、Mn 14%、Cr 4.0%、Ti 0.2%、Re 0.6%、P ≤0.03%、S ≤0.03%等。通过采用上述中的冶炼工艺、铸造工艺、热处理工艺，最终获得某种锰铬合金钢衬板，并通过高压冲击试验测定硬度为56，基本满足试验目标。

实施例3：本发明根据锰铬合金钢衬板材质成分构成，将内部重点化学元素百分比按其如下比例添加：C 1.3%、Si 0.6%、Mn 13%、Cr 3.50%、Ti 0.16%、Re 0.5%、P ≤0.03%、S≤0.03%等。通过采用上述中的冶炼工艺、铸造工艺、热处理工艺，最终获得某种锰铬合金钢衬板，并通过高压冲击试验测定硬度为60，达到最佳硬度状态。