[发明专利]一种力学性能优异、使用寿命长的70Mn2合金钢磨棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢磨棒生产技术领域，具体涉及一种力学性能优异、使用寿命长的70Mn2合金钢磨棒及其制备方法。

背景技术

目前，矿业公司包括有色矿山和黑色铁矿石在开采过程中均需使用高压辊磨机、球磨机等设备以将矿石研磨成粉矿。据调查，目前各类研磨机使用的材质不一，通常有Q345、45钢、60钢、65钢、65Mn等棒材；少数大型冶金矿山也直接使用不同定尺公称直径的Φ60~85mm 60钢、65Mn热轧棒材或以此为原料经二次热加工锻制成的钢球做研磨介质，这些钢材往往具有制备工艺复杂，使用寿命短，合金元素用量大，生产成本高的缺陷。因此，本发明拟提供一种生产工艺简单，力学性能优异，使用寿命长且生产成本低的70Mn2合金钢磨棒及其制备方法，通过各生产工序的集成创新，生产出质量稳定、性能优良、用途广泛的70Mn2合金钢磨棒，以满足快速发展的工业化大生产的迫切需求。

本发明具体提供一种低生产成本供矿山研磨介质用公称直径Φ75~85mm70Mn2合金钢磨棒新型的专业材料制备方法。炼钢环节采用转炉冶炼和LF炉精炼，轧钢环节采用投资少或闲置利用的横列式轧机轧制，严格控制加热制度，防止钢的过热和脱碳；轧制过程采取“低温快轧”及自然冷却、冷床上高温钢棒经包铁皮人工校直、热锯切、快速收集及堆冷工艺。通过上述工艺措施的集成创新，生产出质量稳定、性能优良的70Mn2合金钢磨棒(表面硬度：HRC29-36)；其生产成本与传统的“电炉冶炼+型材轧机轧制”或“转炉冶炼+全连轧型材轧机轧制”工艺相比降低50-80元/吨材以上，其经济效益及社会效果显著。

经中国知识产权网、中国专利网检索，涉及钢研磨介质的专利有：发明人许永伟的铸钢钝角正六面体细碎球磨机介质；威拉布雷特--阿利沃德公司的高碳含量的钢或铸铁研磨介质和其制造方法，该专利是通过离心溅射得到高含碳量的钢或铸铁球；狄普敦股份的专利为振动筒式研磨机的介质排放装置。专利号CN89108339.1的钢磨棍生产工艺，发明人昆钢刘天锡等，其主要特征为电弧炉炼钢，二火成材；其他的则主要是一些陶瓷研磨介质（如瓷球）专利。经检索目前虽有公开的文献期刊，均只涉及转炉炼钢环节（《如云南冶金》2012年第3期，陈寿红撰写的70Mn2合金钢的生产实践），尚无明确一种低成本生产的供大型矿山研磨机研磨介质专用的70Mn2合金钢磨棒新型材料的相关专利。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种力学性能优异、使用寿命长的70Mn2合金钢磨棒；本发明的第二目的在于提供所述合金钢磨棒的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述力学性能优异、使用寿命长的70Mn2合金钢磨棒，按重量百分比计的化学成分为：C 0.58～0.74%，Si 0.25～0.35%，Mn 1.40～1.70%，S ≤0.025%，P ≤0.035%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明的第二目的是这样实现的，所述合金钢磨棒的制备方法包括冶炼、脱氧合金化、精炼、浇铸、加热、轧制及精整工序，具体包括：

A、冶炼：将重量配比为960kg/t钢的铁水、75kg/t钢的废钢、45kg/t钢的生铁加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，再按60~70kg/t钢，15~20kg/t钢及4.0~7.0kg/t钢的用量加入石灰、白云石及菱镁球进行常规造渣，控制终点碳含量≥0.25wt%，出钢温度为1620~1640℃，出钢前按3.0kg/t钢的用量加入活性石灰进行渣洗，出钢时全程底吹氩，氩气流量为40～60NL/min。

B、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按1.0kg/t钢，18.1～22.5kg/t钢，3.4～5.0kg/t钢及2.6～3.9kg/t钢的用量依次加入硅钙钡复合脱氧剂，高碳锰铁合金，硅铁及增碳剂，在钢包钢水量达到3/4时加完上述物质，出钢完毕后，将钢水吊至精炼工位。

C、精炼：将钢水吊至LF炉精炼工位后接好氩气带，采用10～20NL/min的流量吹氩2min，下电极采用7~9档化渣，通电3min后，抬电极观察化渣情况，测温，取样，再按3.0～5.0kg/t钢及0.5～0.8 kg/t钢的用量加入石灰及电石调渣，控制渣碱度为4.0~6.0，再将钢水加热至1540~1550℃，采用20～30NL/min的流量吹氩8min，再按1.0 kg/t钢的用量加入覆盖剂，将钢水吊至浇铸工位。