專利名稱：鑄造耐磨金屬材料的方法、該材料及其制成的二段旋流器殼體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及三產(chǎn)品重介旋流器，特別是涉及一種鑄造耐磨金屬材料的方法、由該 方法制得的耐磨金屬材料以及由該耐磨金屬材料制成的二段旋流器殼體。
背景技術：
三產(chǎn)品重介旋流器是現(xiàn)代洗煤廠進行煤炭洗選加工的核心設備，由一段旋流器、 二段旋流器和連接管組成。該一段旋流器上設有原煤進口、多個懸浮液入口、精煤出口和重 礦物出口，其中重礦物出口與第二段旋流器的重礦物進口連接。該二段旋流器上設有重礦 物進口，中煤出口和矸石出口。一段旋流器與二段旋流器用連接管連接?，F(xiàn)有的二段旋流 器為筒錐形，殼體整體成形，并且通常內部鑲有剛玉(AL2O3)耐磨襯里，以提高耐磨性能。然 而，在生產(chǎn)過程中，這種鑲嵌的襯里因持續(xù)受到煤的高強度、高撞擊摩擦，容易脫落，這會導 致二段旋流器殼體磨損嚴重而發(fā)生分選介質泄漏事故。并且，在實際應用中，殼體的不同部 位遭受的磨損程度不盡相同，但是由于現(xiàn)有殼體是整體結構，將會因局部磨損故障而導致 整個殼體報廢。例如，由石家莊煤炭設計研究院國華分院設計制造的二段旋流器，其采用鑄鋼殼 體，內鑲耐磨剛玉制造而成。根據(jù)日常檢修頻率數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該二段旋流器現(xiàn)有技術缺陷是生產(chǎn)運行使用周期 短，為1. 5-3個月，耐磨性能差，生產(chǎn)成本增加；并且，因二段旋流器內鑲剛玉，安裝時抗擊 打性能差，配件使用效率低；殼體采用鑄鋼材質、整體結構制作，不能分段更換或是修舊利 用，存在不可焊接技術缺陷，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種耐磨的分段式二段筒錐形旋流器，提高配件耐磨性、可 焊接和抗擊打性能指數(shù)，易磨損部分可進行分段更換。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的，一種鑄造耐磨金屬材料的方法，其包 括冶煉鑄坯膜用鋼水；按照不同配比分批向鋼水中摻入高Mn、中Mn、Si、高Cr、中Cr、Mo、 Ti、Cu、V合金顆粒而形成鑄型用合金液，所述配比按重量計是鋼水高Mn 中Mn Si 高 Cr 中 Cr Mo Ti Cu V為 130 20 20 20 15 10 16 11 13 5; 以及鑄型，其中，所述合金液通過如下步驟進行配比鋼水溫度在1150 1200°C時，投入第 一批合金顆粒高Mn、中Mn和Si ；溫度升至1200 1300°C時，投入第二批合金顆粒高Cr和 中Cr ；在1300 1380°C時，投入第三批合金顆粒Mo、Ti ；溫度在1380 1400°C之間時，投 入第四批金屬顆粒Cu，而后進行在爐前孕育，待以上合金全部溶化于鋼水中后投入金屬V。優(yōu)選地，第一批合金顆粒高Mn、中Mn和Si的顆粒大小約50 IOOmm ；第二批合金 顆粒高Cr和中Cr，顆粒大小約5mm ；第三批合金顆粒Mo、Ti顆粒大小約5mm ；第四批金屬顆 粒Cu顆粒大小約5mm，V顆粒大小約20目。
本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述方法制成的耐磨金屬材料。本發(fā)明還提供一種利用如上所述的耐磨金屬材料制成的二段旋流器殼體，所述殼 體具有筒形部分和自所述筒形部分的下緣漸縮的錐形部分，所述殼體為分段式，由殼段組 裝而成。優(yōu)選地，所述殼體的筒形部分無分段。
優(yōu)選地，所述殼體包括三個殼段?？蛇x地，所述殼體包括四個殼段。優(yōu)選地，各相鄰殼段之間通過法蘭連接。優(yōu)選地，各殼段采分別鑄造加工。利用本發(fā)明的二段旋流器殼體，耐磨損，局部磨損后可局部更換，不整體報廢，并 且更換容易、快速，降低生產(chǎn)成本，提高配件使用效率，生產(chǎn)運行周期達到4-6個月。


圖1是現(xiàn)有的三產(chǎn)品重介旋流器的示意圖；圖2是本發(fā)明的二段旋流器殼體的主視圖；以及圖3是使用了本發(fā)明的二段旋流器殼體的三產(chǎn)品重介旋流器的示意圖。
具體實施例方式在本發(fā)明中，二段旋流器殼體采用了特殊的耐磨材料加工而成，在一個實施例中， 該殼體1是三段式的，制作過程采用三段分段鑄造加工，加工成型后可直接安裝至現(xiàn)場使 用，二段旋流器內不用再鑲耐磨剛玉，其中易磨損泄漏段可以更換，更換采用普通焊接技 術。關于耐磨材料，按照配件磨損程度，耐磨性能不同，在鋼水原料中摻入合金比例不同，有 效提高易磨損段耐磨性，延長配件使用壽命。堅持廢棄物循環(huán)再利用原則，有效的降低了生 產(chǎn)成本。參見圖1，其是現(xiàn)有的三產(chǎn)品重介旋流器的示意圖，該重介旋流器100包括一段旋 流器10、二段旋流器20和連接管30。如圖中可以清楚地看到的，其二段旋流器10的殼體 1是一體結構，該二段旋流器的殼體由上圓筒形部分和下錐形部分組成，上圓筒形部分和下 錐形部分以相同的錐度連續(xù)相接。其中由三角點標出的部分是易磨損部位，圖中也示出了 沿A-A線剖切的截面圖，可以看出殼體1內部鑲有剛玉。這種結構的重介質旋流器，當二段 筒錐形筒體的圓錐段上段錐體因受到不斷強烈撞擊容易造成其內壁所粘貼的耐磨材料粉 碎或者脫落而影響選煤生產(chǎn)，并且由于殼體的一體結構而不能局部更換、維修，只能整體報 廢，增大成本。參見圖2，其是本發(fā)明的二段旋流器殼體的主視圖，如圖中清楚地示出的，本書發(fā) 明的二段旋流器殼體1分為三段，各段之間通過法蘭連接。圖3是使用了本發(fā)明的二段旋流器殼體的三產(chǎn)品重介旋流器的示意圖。在本發(fā)明的殼體制作過程中，一、制作配件模型，按照實際應用中的尺寸采用廢舊 塑料泡沫鑄型，放入砂箱；二、冶煉鑄坯膜用鋼水，根據(jù)配件實際應用中的尺寸計算出重量， 按照重量采用費舊鋼材冶煉鑄坯膜用鋼水；三、鑄型前，按照不同配比分批在鋼水中摻入多 種合金顆粒，Mn、Cr、Mo、Ti、Cu、Si、V，其中配比是鋼水高Mn 中Mn Si 高Cr 中Cr Mo Ti Cu V 為 130 20 20 20 15 10 16 11 13 5;四、禱 型，將摻入合金的鋼水澆入模型砂箱，經(jīng)過真空鑄造機及塌箱、缺損等技術手段鑄造出二段 旋流器坯模；五、機加工，按照圖紙尺寸要求加工制作二段旋流器殼體的殼段。在一個實施例中，冶煉出鋼水為130Kg，在參入合金顆粒的過程中步驟如下鋼水 溫度1180°C時，投入第一批合金顆粒，高Mn 20Kg、中Mn 20Kg和Si 20Kg，顆粒大小在50 IOOmm左右；溫度升至1250°C時，投入第二批合金顆粒，高Crl5Kg和中Crl5Kg，顆粒大小為 5mm左右；在1350°C時，投入第三批合金顆粒，Mo 16Kg、Ti llKg，顆粒大小為5mm左右；溫 度在1390°C之間時，投入第四批金屬顆粒為Cu llg，顆粒大小為5mm左右，而后進行爐前 孕育，g卩，待以上合金全部溶化于鋼水中后，將顆粒大小為20目左右的金屬V 5Kg投入爐水 里。在另兩個實施例中，保持其它所有條件都不變，僅改變分批投入合金顆粒時鋼水 的各溫度，同樣能夠獲得滿足本發(fā)明要求的耐磨金屬材料。具體如下投入第一批合金顆 粒時，鋼水的溫度分別為1150°C和1200°C ；投入第二批合金顆粒時，鋼水的溫度分別為 1200°C和1300°C ；投入第三批合金顆粒時，鋼水的溫度分別為1300°C和1380°C ；投入第四 批合金顆粒時，鋼水的溫度分別為1380°C和1400°C。現(xiàn)有技術相比，本次創(chuàng)新的優(yōu)點是一 是利用多種合金配比，合成新型耐磨材質，改善材質耐磨系數(shù)，提高耐磨指數(shù)；二是采用分 段鑄造，比現(xiàn)有使用的整體配件更有利于更換、修補，降低材料消耗。新制二段旋流器在實際應用中證明使用壽命平均達到6個月以上，其耐磨性、可 焊接及設備安裝時抗擊打性能指數(shù)均達到了預期值。
權利要求
1.一種鑄造耐磨金屬材料的方法，其包括冶煉鑄坯膜用鋼水；按照不同配比分批 向鋼水中摻入高Mn、中Mn、Si、高Cr、中Cr、Mo、Ti、Cu、V合金顆粒而形成鑄型用合金液， 所述配比按重量計是鋼水高Mn 中Mn Si 高Cr 中Cr Mo Ti Cu V為 130 20 20 20 15 10 16 11 13 5;以及鑄型，其中，所述合金液通過如下步驟進行配比鋼水溫度在1150 1200°C時，投入第一批 合金顆粒高Mn、中Mn和Si ；溫度升至1200 1300°C時，投入第二批合金顆粒高Cr和中Cr ； 在1300 1380°C時，投入第三批合金顆粒Mo、Ti ；溫度在1380 1400°C之間時，投入第四 批金屬顆粒Cu，而后進行在爐前孕育，待以上合金全部溶化于鋼水中后投入金屬V。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，第一批合金顆粒高Mn、中Mn和Si的顆粒 大小約50 IOOmm ；第二批合金顆粒高Cr和中Cr，顆粒大小約5mm ；第三批合金顆粒Mo、 Ti顆粒大小約5mm ；第四批金屬顆粒Cu顆粒大小約5mm，V顆粒大小約20目。
3.—種如權利要求1或2所述方法制成的耐磨金屬材料。
4.一種利用如權利要求3所述的耐磨金屬材料制成的二段旋流器殼體，所述殼體具有 筒形部分和自所述筒形部分的下緣漸縮的錐形部分，所述殼體為分段式，由殼段組裝而成。
5.根據(jù)權利要求4所述的二段旋流器殼體，其特征在于，所述殼體的筒形部分無分段。
6.根據(jù)權利要求5所述的二段旋流器殼體，其特征在于，所述殼體包括三個殼段。
7.根據(jù)權利要求5所述的二段旋流器殼體，其特征在于，所述殼體包括四個殼段。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的二段旋流器殼體，其特征在于，各相鄰殼段之間通過法蘭 連接。
9.根據(jù)權利要求5所述的二段旋流器殼體，其特征在于，各殼段采取分別鑄造加工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑄造耐磨金屬材料的方法，其中鑄型按照不同配比分批向鋼水中摻入高Mn、中Mn、Si、高Cr、中Cr、Mo、Ti、Cu、V合金顆粒而形成鑄型用合金液。還提供一種由此方法制成的耐磨金屬材料，以及一種利用上述耐磨金屬材料制成的二段旋流器殼體，所述殼體具有筒形部分和自所述筒形部分的下緣漸縮的錐形部分，所述殼體為分段式，由殼段組裝而成。利用本發(fā)明的二段旋流器殼體，耐磨損，局部磨損后可局部更換，不整體報廢，并且更換容易、快速，降低生產(chǎn)成本，提高配件使用效率，生產(chǎn)運行周期達到4-6個月。
文檔編號C22C38/28GK102134684SQ20101060818
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者劉建軍, 劉忠, 張惠玲, 張振, 張治淮, 楊永峰, 藤小紅 申請人:神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司, 神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司大武口洗煤廠, 神華集團有限責任公司