球磨机用高锰钢衬板及其制备方法及注意事项

　　一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明涉及耐磨衬板技术领域，更具体地说涉及一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法。

　　【背景技术】

　　[0002]球磨机是物料被破碎之后再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机由给料部、出料部、回转部、减速机、小传动齿轮、电机、电控等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。

　　[0003]耐磨衬板，是指耐磨钢板通过切割、卷板变形、打孔和焊接等生产工艺加工而成各种耐磨衬板，如输送机衬板、给煤机底板/旋风分离器倒锥和衬板、耐磨叶片等，耐磨寿命可比普通钢板提高15倍以上。

　　[0004]我国每年要消耗磨机衬板约20万吨，破碎机衬板约20万吨，价值近20亿元，因此，降低衬板材料生产成本、延长衬板材料的使用寿命具有十分重要的经济意义。

　　[0005]中国专利201310727251中公开了一种耐磨衬板的制备方法。步骤为:步骤一、铸造砂型的准备；步骤二、熔炼过程，采用熔炼炉进行熔融冶炼，使得熔融金属由如下组分及其质量百分比组成:C:3.0 ?3.2%、Si:0.3 ?0.4%、Mn:0.5 ?0.7%、Cr:2 ?3%、Mo:2.8 ?3.l%、Cu:(λ 8 ?L 2%、V:8 ?9%、Β:(λ 002 ?0.003%、Sn:0.04 ?(λ 05%、Te:0.02 ?0.03%, Ce:0.01 ?0.02%, Zr:0.03 ?0.04%, Y:0.004 ?0.005%, P:0.01 ?0.02%,S:0.001?0.002%，余量为Fe不可避免的杂质，其中:Cu/Sn=20?24 ;步骤三、浇铸过程；步骤四、热处理，其中:风淬处理在振动工作平台上进行。该技术方案中的组分仍需进一步改进以提高其使用寿命，且合金含量较高，增加了成本，耐磨材料的实际成分离共晶点较远，液固两相区域过宽，易呈现糊状凝固特点，易堵住补缩通道，容易产生缩松、缩孔的现象，该技术方案有待改进。

　　【发明内容】

　　[0006]为了克服上述技术的缺点，本发明提供了一种球磨机用高锰钢衬板及其制备方法，制备得到的高锰钢衬板具有良好的机械性能、抗冲击性能、耐磨性能，且使用寿命较长。

　　[0007]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.12?1.25%,Mn:11.5?13%、Cr:1.6?2.6%,S1:1.25 ?1.35%, Mo:0.03 ?0.04%, B:0.06 ?0.08%, Cu:0.6 ?0.7%、Al:0.1 ?0.2%、T1:0.15 ?0.25%、Re:0.04 ?0.06%、S:彡 0.02%、P:彡 0.02% ;余量为 Fe。

　　[0008]进一步地，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.15?1.25%, Mn:

　　11.5 ?12.5 %、Cr:1.8 ?2.5 %、Si:1.25 ?1.30 %、Mo:0.03 ?0.038 %、B:0.06 ?

　　0.075%, Cu:0.6 ?0.68%, Al:0.1 ?0.18%, Ti:0.18 ?0.25%, Re:0.04 ?0.055%,S 0.02%,P 0.02% ;余量为 Fe。

　　[0009]进一步地，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.18%、Mn:12.0%、Cr:2.0%, Si:1.28%, Mo:0.035%, B:0.075%, Cu:0.65%, Al:0.18%, T1:0.20%, Re:

　　0.045%, S:0.015%, P:0.015% ;余量为 Fe。

　　[0010]进一步地，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.20%、Mn:12.3%、Cr:2.5%, Si: 1.30%, Mo:0.03%, B:0.065 Cu:0.6%, Al:0.15%, T1:0.25%, Re:

　　0.04%, S:0.01%, P:0.01% ;余量为 Fe。

　　[0011]一种球磨机用高锰钢衬板的制备方法，主要包括以下步骤:

　　[0012]步骤1:首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

　　[0013]步骤2:熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650 0C ；

　　[0014]步骤3:扒渣处理:采用铝条进行终脱氧处理；

　　[0015]步骤4:造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

　　[0016]步骤5:浇注，出来的钢水温度控制在1550°C?1600°C进行浇注，浇注温度控制在1500 °C~ 1550 °C，保温时间为3小时；

　　[0017]步骤6:清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

　　[0018]步骤7:热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040°C?1110°C下保温3?4小时后，快速出炉入水淬火；

　　[0019]步骤8:再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

　　[0020]进一步地，所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。

　　[0021]进一步地，所述扒渣处理步骤中，铝条的重量为钢液重量的0.3?0.35%。

　　[0022]进一步地，所述造型步骤中，造型完成后采用二氧化碳作固化处理。

　　[0023]进一步地，所述热处理步骤的具体操作为:200°C以下装炉，使工件从室温升温至1050±10°C条件下，保温1.5?2h，接着继续升温，在1100±10°C条件下，保温1.5?2h。

　　[0024]进一步地，所述淬火的具体操作为:快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000°C左右，铸件温度控制在不小于950°C浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火I小时，淬火过程中水介质温度控制在80°C以下。

　　[0025]本发明的有益效果是:与现有技术相比，本发明提供的球磨机用高锰钢衬板中，各合金元素比例合理，特别是关键合金元素锰、碳的比例合理，保证了高锰钢的抗冲击性及耐磨性；并通过合理的熔炼、造型、浇铸等加工工艺，让耐磨衬板具有良好的机械性能，与现有技术中的高锰钢衬板相比，具有更长的使用寿命。

　　【具体实施方式】

　　[0026]下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

　　[0027]实施例1

　　[0028]一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:

　　1.12%, Mn:11.5%, Cr:1.8%, Si:1.25%, Mo:0.03%, B:0.08%, Cu:0.7%, Al:0.1%,Ti:0.15%, Re:0.06%, S:0.01%,P:0.01% ;余量为 Fe。

　　[0029]所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤:

　　[0030]步骤1:首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

　　[0031]步骤2:熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650°C ;所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

　　[0032]步骤3:扒渣处理:采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3% ;

　　[0033]步骤4:造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

　　[0034]步骤5:浇注，出来的钢水温度控制在1550°C?1600°C进行浇注，浇注温度控制在1500 °C~ 1550 °C，保温时间为3小时；

　　[0035]步骤6:清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

　　[0036]步骤7:热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200°C以下，封好炉门，使工件从室温升温至1050°C条件下，保温1.5h，接着继续升温，在1100°C条件下，保温1.5h ;快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000°C左右，铸件温度控制在不小于950°C浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火I小时，淬火过程中水介质温度控制在80°C以下。

　　[0037]步骤8:再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

　　[0038]实施例2

　　[0039]一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:

　　1.18 %、Mn:12.0 %, Cr:2.0 %, S1:1.28 %, Mo:0.035 %、B:0.075 %, Cu:0.65 Al:

　　0.18%, Ti:0.20%, Re:0.045%, S:0.015%, P:0.015% ;余量为 Fe。

　　[0040]所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤:

　　[0041]步骤1:首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

　　[0042]步骤2:熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650°C ;所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

　　[0043]步骤3:扒渣处理:采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.32% ;

　　[0044]步骤4:造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

　　[0045]步骤5:浇注，出来的钢水温度控制在1550°C?1600°C进行浇注，浇注温度控制在1500 °C~ 1550 °C，保

　　温时间为3小时；

　　[0046]步骤6:清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

　　[0047]步骤7:热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200°C以下，封好炉门，使工件从室温升温至1060°C条件下，保温1.5h，接着继续升温，在1100°C条件下，保温2h ;快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000°C左右，铸件温度控制在不小于950°C浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火I小时，淬火过程中水介质温度控制在80°C以下。

　　[0048]步骤8:再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

　　[0049]实施例3

　　[0050]一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:

　　1.20%,Mn:12.3%,Cr:2.5%,S1:1.30%,Mo:0.03%,B:0.065%,Cu:0.6%,Al:0.15%,Ti:0.25%, Re:0.04%, S:0.01%,P:0.01% ;余量为 Fe。

　　[0051]所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤:

　　[0052]步骤1:首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

　　[0053]步骤2:熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650°C ;所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

　　[0054]步骤3:扒渣处理:采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.33% ;

　　[0055]步骤4:造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

　　[0056]步骤5:浇注，出来的钢水温度控制在1550°C?1600°C进行浇注，浇注温度控制在1500 °C~ 1550 °C，保温时间为3小时；

　　[0057]步骤6:清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

　　[0058]步骤7:热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200°C以下，封好炉门，使工件从室温升温至1060°C条件下，保温2h，接着继续升温，在1105°C条件下，保温2h ;快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000°C左右，铸件温度控制在不小于950°C浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火I小时，淬火过程中水介质温度控制在80°C以下。

　　[0059]步骤8:再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

　　[0060]实施例4

　　[0061]一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:

　　1.25%,Mn:13%, Cr:2.5%、S1:1.35%、Mo:0.04%,B:0.06%, Cu:0.7%, Al:0.2%, Ti:0.20%, Re:0.05%, S:0.01%, P:0.01% ;余量为 Fe。

　　[0062]所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法主要包括以下步骤:

　　[0063]步骤1:首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；

　　[0064]步骤2:熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650°C ;所述电炉采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物；

　　[0065]步骤3:扒渣处理:采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.35% ;

　　[0066]步骤4:造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；

　　[0067]步骤5:浇注，出来的钢水温度控制在1550°C?1600°C进行浇注，浇注温度控制在1500 °C~ 1550 °C，保温时间为3小时；

　　[0068]步骤6:清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验；

　　[0069]步骤7:热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，装炉温度控制在200°C以下，封好炉门，使工件从室温升温至1070°C条件下，保温2h，接着继续升温，在1110°C条件下，保温2h ;快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000°C左右，铸件温度控制在不小于950°C浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火I小时，淬火过程中水介质温度控制在80°C以下。

　　[0070]步骤8:再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。

　　[0071]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

　　【主权项】

　　1.一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.12 ?1.25%,Mn:11.5 ?13%、Cr:1.6 ?2.6%、S1:1.25 ?1.35%,Mo:0.03 ?0.04%, B:0.06 ?0.08 %、Cu:0.6 ?0.7 %、Al:0.I ?0.2 %、Ti:0.15 ?0.25 %、Re:0.04 ?0.06%、S:彡 0.02%、P:彡 0.02% ;余量为 Fe。2.根据权利要求1所述的一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.15?1.25%、Mn:11.5?12.5%、Cr:1.8?2.5%、S1:1.25 ?1.30 %、Mo:0.03 ?0.038 %、B:0.06 ?0.075 %、Cu:0.6 ?0.68 %、Al:0.1 ?0.18%, Ti:0.18 ?0.25%、Re:0.04 ?0.055%、S:彡 0.02%、P:彡 0.02% ;余量为 Fe。3.根据权利要求1或2所述的一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.18%, Mn:12.0%, Cr:2.0%, S1:1.28 %, Mo:0.035 %, B:0.075 %、Cu:0.65%, Al:0.18%, T1:0.20 %、Re:0.045 S:0.015 P:0.015% ;余量为 Fe。4.根据权利要求1或2所述的一种球磨机用高锰钢衬板，其特征在于:其含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.20%, Mn:12.3%, Cr:2.5%, S1:1.30%,Mo:0.03%,B:0.065%, Cu:0.6%, Al:0.15%, T1:0.25%, Re:0.04%, S:0.01%, P:0.01% ;余量为Fe05.一种根据权利要求1或2所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于:所述的制备方法主要包括以下步骤: 步骤1:首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料； 步骤2:熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650 0C ； 步骤3:扒渣处理:采用铝条进行终脱氧处理； 步骤4:造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱； 步骤5:浇注，出来的钢水温度控制在1550°C?1600°C进行浇注，浇注温度控制在1500 °C~ 1550 °C，保温时间为3小时； 步骤6:清砂，浇注完成后，根据铸件大小及厚度来控制清砂时间；清理铸件毛刺，打磨检验； 步骤7:热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040°C?1110°C下保温3?4小时后，快速出炉入水淬火； 步骤8:再次清理表面以及产品进行验收、进库、堆放、分类入库。6.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于:所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。7.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于:所述扒渣处理步骤中，铝条的重量为钢液重量的0.3?0.35%。8.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于:所述造型步骤中，造型完成后采用二氧化碳作固化处理。9.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于:所述热处理步骤的具体操作为:200°C以下装炉，使工件从室温升温至1050±10°C条件下，保温1.5?2h，接着继续升温，在1100±10°C条件下，保温1.5?2h。10.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于:所述淬火的具体操作为:快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000°c左右，铸件温度控制在不小于950°C浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火I小时，淬火过程中水介质温度控制在80°C以下。

　　【专利摘要】本发明公开了一种球磨机用高锰钢衬板，其含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.12～1.25％、Mn：11.5～13％、Cr：1.6～2.6％、Si：1.25～1.35％、Mo：0.03～0.04％、B：0.06～0.08％、Cu：0.6～0.7％、Al：0.1～0.2％、Ti：0.15～0.25％、Re：0.04～0.06％、S：≤0.02％、P：≤0.02％；余量为Fe。本发明提供的制备方法主要包括熔炼、扒渣、造型、浇注、清砂、热处理、淬火等步骤。本发明提供的球磨机用高锰钢衬板中，各合金元素比例合理，特别是关键合金元素锰、碳的比例合理，保证了高锰钢的抗冲击性及耐磨性；并通过合理的熔炼、造型、浇铸等加工工艺，让耐磨衬板具有良好的机械性能，与现有技术中的高锰钢衬板相比，具有更长的使用寿命。

　　【IPC分类】B02C17/22, C21D1/18, C22C33/04, C22C38/38

　　【公开号】CN104928589

　　【申请号】CN201510279152

　　【发明人】冯航泽

　　【申请人】芜湖银海机械制造有限公司

　　【公开日】2015年9月23日

　　【申请日】2015年5月27日