用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鑄鋼件及其生產(chǎn)工藝，具體的說是一種用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng) 度高抗磨鑄鋼件及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 破碎機(jī)廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多部門。
[0003] 鑄鋼件是破碎機(jī)中的重要組成部分。以襯板為例，襯板的作用是保護(hù)筒體，使筒體 不直接受研磨體和物料的直接沖擊和磨損，它還可以利用它不同工作表面來調(diào)整研磨體的 工作狀態(tài)，來增強(qiáng)研磨日對物料的破碎作用，提高磨礦效率，增加產(chǎn)量，降低介質(zhì)和襯板的 損耗。特大型破碎機(jī)體型較大，其需要使用的襯板較一般破碎機(jī)體積更大，其受到的沖擊和 摩擦也更大，對襯板及其生產(chǎn)工藝的要求也更為嚴(yán)苛。國內(nèi)現(xiàn)有的襯板一般采用Mnl3和合 金鋼材料，但這類材料用于生產(chǎn)特大型破碎機(jī)上的襯板，容易出現(xiàn)開裂，其性能和使用壽命 也不夠理想。由于特大型破碎機(jī)常被用于不同環(huán)境下進(jìn)行戶外的操作，因此需要其襯板適 應(yīng)在各種不同的工況下進(jìn)行工作，其中在低溫的工況下，襯板容易由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈?狀態(tài)，其沖擊吸收功明顯下降，導(dǎo)致襯板的沖擊韌性下降，易破損，從而影響特大型破碎機(jī) 的工作。因此，需要一種針對特大型破碎機(jī)使用的高強(qiáng)度高抗磨的鑄鋼件來滿足工業(yè)生產(chǎn) 的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件及其生產(chǎn)工藝，其目 的在于解決特大型破碎機(jī)的鑄鋼件易開裂，低溫工況下沖擊韌性差等問題。
[0005] 一種用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件，其特征在于，該鑄鋼件化學(xué)組 成的重量百分比為：C L 31 ~L 40, Si 0.50 ~0.90, Mn 17. 5 ~19.0, P 彡 0.040, S 彡 0. 020, Cr 1. 00 ~1. 40, Ni 彡 0. 60, Mo 彡 0. 50, B 0. 005 ~0. 010, Al 0. 08 ~0. 12， Ti 0· 10 ~0· 18, La 0· 05 ~0· 09，Ce 0· 05 ~0· 10, V 0· 05 ~0· 10,其余為 Fe 和不可避 免的微量雜質(zhì)。
[0006] 進(jìn)一步的，所述鑄鋼件為襯板。
[0007] 一種用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件的生產(chǎn)工藝，其步驟如下： (1) 將鋼肩、無銹漬的低碳沖片壓塊和微碳鉻鐵混合后通過電爐加熱融化，形成熔融狀 態(tài)的鋼水； (2) 將熔融后的鋼水加入AOD精煉爐中進(jìn)行精煉； (3) 在精煉后的鋼水中加入娃鐵和電解猛進(jìn)彳丁恪煉； (4) 加入經(jīng)過除銹后的同牌號的回爐料進(jìn)行熔煉，待鋼水熔融后，取樣用光譜儀做化學(xué) 成份分析； (5) 針對化學(xué)成份分析后的結(jié)果，對鋼水進(jìn)行合金成份微調(diào)；所加入的合金烘烤至 180~220 °C再加入； (6) 調(diào)整成分合格后，切斷電爐電源，加入除渣劑進(jìn)行除渣至鋼水液面無雜質(zhì)后，閉合 電爐電源； (7) 將電爐溫度升至1450~150(TC后，先加入純鋁脫氧進(jìn)行第一步脫氧，而后加入含 硅、鈣、鋇和鋁的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行第二步脫氧；待電爐進(jìn)行電磁攪拌4~5分鐘后，插入定氧 儀探頭，測量鋼水內(nèi)氧含量PPM值是否在規(guī)定值內(nèi)，檢驗合格后出爐； (8) 將鋼包烘烤至900~KKKTC，包體通紅； (9) 將鈦鐵、硼鐵、鎳板、鉬鐵、釩鐵和鑭鈰混合稀土破碎成粒度為5_以下的顆粒，并 用不高于200°C的溫度烘干，烘干后置于鋼包底部，再將鈣、矽、錳復(fù)合脫氧劑置于鋼包底， 用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理和終脫氧處理； (10) 在鋼包底部接入氬氣管道，進(jìn)行鋼包吹氬，吹氬壓力多0.1 MPa，吹氬時間多5分 鐘； (11) 用工業(yè)熱風(fēng)機(jī)對砂型烘烤，用砂型鑄造鑄鋼件，澆注溫度為1430~1450°C ; (12) 澆注Ih后，去除壓鐵；砂箱保溫3天后開箱，空冷鑄鋼件至300°C以下，機(jī)械切割 澆冒口，清理殘根、飛邊、毛刺等； (13) 鑄鋼件在900~1050°C進(jìn)行淬火，保溫5~7h，出爐后立即淬水，淬水時間間隔小 于90s，再加熱至200~250°C回火，保溫3~8h，爐冷至小于150°C后進(jìn)行空冷。
[0008] 本發(fā)明為一種高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件，適用于特大型破碎機(jī)中具有較好的韌性和耐 磨性，所述鑄鋼件的使用壽命是現(xiàn)有鑄鋼件的2到3倍，可延長鑄鋼件使用周期，減少更換 次數(shù)，大大降低成本，同時，能夠提高特大型破碎機(jī)的工作效率。
[0009] 本發(fā)明的鑄鋼件中錳含量大大高于傳統(tǒng)的鑄鋼件，提高了奧氏體的穩(wěn)定性，阻止 碳化物的析出，進(jìn)而可提高鑄鋼件的強(qiáng)度和塑性，提高其加工硬化能力和耐磨性。本發(fā)明的 鑄鋼件中除了添加有適量的Si、Cr、B、Al、La、Ce等元素，還加入了少量的Ti、Ni、Mo、V四 種金屬元素。其中Ti具有細(xì)化晶粒和提高力學(xué)性能的作用；Ni能抑制碳從奧氏體中脫溶， 降低晶界碳化物析出傾向，顯著減少晶間碳化物數(shù)量，并且能夠提高鑄鋼件的低溫力學(xué)性 能，還具有提尚廣品的抗氧化性能的能力；Mo能夠有效地抑制滲碳體聚集，Mo的碳化物以 極細(xì)小尺寸彌散分布于奧氏體中，通過彌散強(qiáng)化作用，強(qiáng)化奧氏體組織，使鑄鋼件的強(qiáng)度和 硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改善抗磨能力，且能抑制奧氏體中針狀碳化物的吸出； 而V在鋼中通過形成含V碳氮化物，在奧氏體晶界沉淀析出，能抑制奧氏體的再結(jié)晶并阻止 晶粒的長大，從而起到細(xì)化晶粒，從而能夠進(jìn)一步提高低溫工況下鑄鋼件的沖擊韌性。Ti、 Ni、Mo、V四種金屬元素的用量少，以保證在較低的生產(chǎn)成本下生產(chǎn)出高性能的產(chǎn)品。
[0010] 為了生產(chǎn)上述高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件，本發(fā)明還提供了一種改進(jìn)后的生產(chǎn)工藝，采 用該生產(chǎn)工藝可以生產(chǎn)出體型較大的鑄鋼件，保證其用于特大型破碎機(jī)中具有良好的力學(xué) 性能和較長的使用壽命，不易開裂，該生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的鑄鋼件生產(chǎn)工藝相比，具有以下優(yōu) 點：（1)采用鋼肩、無銹漬的低碳沖片壓塊以及同牌號的回爐料作為原料，在保證產(chǎn)品質(zhì)量 的前提下大大降低了生產(chǎn)成本，合理利用了廢棄資源，節(jié)能環(huán)保。熔煉時，先將鋼肩等原料 化清后再加入大塊的回爐料，以使回爐料在鋼水中得以更快地熔融，從而提高生產(chǎn)效率。 (2)采用AOD精煉爐對鋼水進(jìn)行精煉，使剛水中P、S等雜質(zhì)減少，從而提升鋼水純凈度。（3) 進(jìn)行爐前快速成分分析和氣體含量測定，在出爐的鋼水達(dá)標(biāo)，以保證產(chǎn)品的性能。（4)對鋼 包底部進(jìn)行吹氬，將雜質(zhì)與氬氣翻滾帶出，從而使鋼水更純凈。（5)進(jìn)行三次脫氧處理，使鋼 水充分脫氧，從而提升產(chǎn)品性能。（6)澆注1小時后，去除壓鐵，以防止裂紋的產(chǎn)生，減少收 縮阻力。（7)采用電解錳代替錳鐵加入鋼水中，以提高錳的純度，從而提升鑄鋼件的力學(xué)性 能，使之能更好地應(yīng)用于特大型破碎機(jī)中。（8)熔化合金材料需要熱量，且吹氬時氬氣吸熱， 因此鋼包需要先經(jīng)過高溫烘烤，使包體通紅，以保證足夠充裕的鋼水溫度，使鋼水具有合適 的澆注溫度。（9)澆注前，用工業(yè)熱風(fēng)機(jī)對砂型烘烤，以免砂型吸潮而導(dǎo)致的產(chǎn)品氣孔多，從 而大大降低了次品率。
【具體實施方式】
[0011] 下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
[0012] 實施例一 用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件的生產(chǎn)工藝，其步驟如下： (1)采用帶中性砂爐襯的中頻爐熔煉，將鋼肩、無銹漬的低碳沖片壓塊和微碳鉻鐵混合 后通過中頻爐加熱融化，形成熔融狀態(tài)的鋼水。
[0013] (2)將熔融后的鋼水加入AOD精煉爐中進(jìn)行精煉。
[0014] (3)在精煉后的鋼水中加入硅鐵和電解錳進(jìn)行熔煉。
[0015] (4)加入經(jīng)過除銹后的同牌號的回爐料進(jìn)行熔煉，待鋼水熔融后，取樣用光譜儀做 化學(xué)成份分析。
[0016] (5)針對化學(xué)成份分析后的結(jié)果，對鋼水進(jìn)行合金成份微調(diào)；所加入的合金烘烤至 200 °C再加入。
[0017] (6)調(diào)整成分合格后，切斷中頻爐電源，加入除渣劑進(jìn)行除渣至鋼水液面無雜質(zhì) 后，閉合中頻爐電源。
[0018] (7)將中頻爐溫度升至1500°C后，先加入純鋁脫氧進(jìn)行第一步脫氧，而后加入含 硅、鈣、鋇和鋁的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行第二步脫氧；待中頻爐進(jìn)行電磁攪拌4分鐘后，插入定氧 儀探頭，測量鋼水內(nèi)氧含量，含氧量小于8ppm后出爐。
[0019] (8)將鋼包烘烤至900°C，包體通紅。
[0020] (9)將鈦鐵、硼鐵、鎳板、鉬鐵、釩鐵和鑭鈰混合稀土破碎成粒度為5mm以下的顆 粒，便于烘干和熔融，并用150°C烘干，烘干后置于鋼包底部，再將鈣、矽、錳復(fù)合脫氧劑置于 鋼包底，用包內(nèi)沖入法對鋼水進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理和終脫氧處理。
[0021] (10)在鋼包底部接入氬氣管道，進(jìn)行鋼包吹氬，用壓力彡0.1 MPa的氬氣吹10分 鐘。
[0022] (11)用工業(yè)熱風(fēng)機(jī)對砂型烘烤，用砂型鑄造鑄鋼件，澆注溫度為1433°C。
[0023] (12)澆注Ih后，去除壓鐵；砂箱保溫3天后開箱，空冷鑄鋼件至300°C以下，機(jī)械 切割澆冒口，清理殘根、飛邊、毛刺等。
[0024] (13)鑄鋼件在1000°C進(jìn)行淬火，保溫7h，出爐后立即淬水，淬水時間間隔為60s， 再加熱至200°C回火，保溫3h，爐冷至小于150°C后進(jìn)行空冷。
[0025] 通過上述生產(chǎn)工藝得到的鑄鋼件的化學(xué)成分如下表(表1)所示： 表1用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件的化學(xué)成分分析表
通過測試得到該鑄鋼件的力學(xué)性能如下表(表2)所示： 表2用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件的力學(xué)性能測試表
實施例二 用于特大型破碎機(jī)的高強(qiáng)度高抗磨鑄鋼件的生產(chǎn)工藝，其步驟如下： (1)采用帶中性砂爐襯的中頻爐熔煉，將鋼肩、無銹漬