[发明专利]一种球磨机用轻质高锰钢衬板及其制备方法

说明书

本发明公开一种球磨机用轻质高锰钢衬板及其制备方法，衬板化学成分质量百分比为：0.8％～1.0％C、0.4％～0.6％Si、20％～28％Mn、5％～10％Al、0.002％～0.005％B、0.01％～0.03％的La和Ce混合稀土RE、P<0.005％、S<0.03％，余量为Fe及不可避免杂质。制备方法包括熔炼、浇铸、分离、热处理、喷丸，该衬板比现有高锰钢衬板密度降低9％～15％；除此之外，本发明的钢种还具有优异的硬度和冲击韧性，其耐磨性可比普通高锰钢提高40％以上。本发明具有成本低、耐磨性好且密度低的优点，衬板密度在6.6～7.1g/cm3之间。

技术领域

本发明属于选矿设备技术领域，尤其是一种球磨机用轻质高锰钢衬板及其制备方法。

背景技术

随着企业生产规模的不断扩大和矿石品位的降低，破碎机的生产能力愈来愈大，我国逐步向着破碎机大型化的方向迈进；然而世界能源日趋紧缺，导致燃料价格节节攀升，节约能量消耗已成为世界各国的共识。对物料粉碎过程的能量消耗和钢材消耗，成为许多国家调查研究的重点。传统的衬板材料普遍采用高锰钢铸造而成的，全国每年消耗的高锰钢衬板达数百万吨。近些年来，出现一些超高锰破碎机衬板，如公开号CN102433508A的专利，提供了一种超高锰破碎机衬板及其制备方法；虽然其耐磨性比普通高锰钢提高30％，但在大型破碎机上使用，由于其衬板的重量较大，故而增加能耗，导致其增加的耐磨性综合效果不那么明显；又如专利号CN1080327公开了低合金破碎机耐磨衬板及制造工艺，该发明由于添加价格昂贵的钼和铜，因此生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球磨机用轻质高锰钢衬板及其制备方法，通过合理的成分设计和热处理工艺设计提供一种耐磨性较好、生产成本低、使用寿命长。

本发明的一种球磨机用轻质高锰钢衬板，其特征在于，衬板化学成分质量百分比为：0.8％～1.0％C、0.4％～0.6％Si、20％～28％Mn、5％～10％Al、0.002％～0.005％B、0.01％～0.03％的La和Ce混合稀土RE、P&lt;0.005％、S&lt;0.03％，余量为Fe及不可避免杂质。

本发明的球磨机用轻质高锰钢衬板的制备方法，其特征在于步骤如下：

(1)在中频感应炉中进行熔炼，当钢水温度至1500～1550℃时加Al，出钢前10min先加入Ca，加Ca后用导气管吹氩气搅拌，使Ca分布均匀；然后将已预热的稀土变质剂加入钢液进行改性，加入稀土后，吹氩气搅拌、除渣；然后在1500～1530℃将钢液倒至钢包中，准备浇铸；

(2)当温度降至1420～1460℃浇注入砂型模具型腔中，浇铸时长不超过10s；

(3)当铸件表面温度不超过400℃时，将铸件进行分离、精磨；

(4)热处理：使用能精确控制加热速度、温度、保温时间的电炉对铸件进行热处理，以50～70℃/h加热速度从常温加热到600～650℃的温度区间内，以衬板的最大处厚度决定保温时间，保温2～4h；之后加热速度提高到120～180℃/h，直到水淬温度1050～1080℃为止，以衬板的最大处厚度决定保温时间，保温2～4h；保温后迅速将铸件从炉中拉出投入水中，水温控制在15～30℃，淬火终了水温＜50℃；

(5)喷丸处理：喷丸工艺的主要参数为空气压力0.15～0.20MPa、直径0.2mm的铸钢30球型弹丸、喷射角80～90°、喷射距离120～140mm、弹丸流量6～8kg/min、喷丸处理时间＜30min。

本发明球磨机用轻质高锰钢衬板化学成分的作用为：

C：碳是决定高锰钢力学性能和耐磨性的主要元素，但含量过高时，造成显微裂纹；碳含量过低时，虽然韧性高，但耐磨性不够。