一種新型磨煤機用鋼球的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤粉設備領域，更具體地說，涉及一種磨煤機鋼球。
【背景技術】
[0002]鋼球磨煤機是火力發(fā)電站煤粉制備系統(tǒng)的主體設備，磨煤機鋼球是鋼球磨煤機研磨物料的介質(zhì)，通過鋼球之間、鋼球與物料之間的碰撞和摩擦產(chǎn)生磨削作用，作為磨煤機中最重要的零部件，其在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著巨大的作用，廣泛的應用于發(fā)電廠、水泥廠等行業(yè)，磨煤機鋼球是全球粉碎工業(yè)中消耗量最大的耐磨材料消耗品。
[0003]作為研磨物料的介質(zhì)，當運動件高速運轉(zhuǎn)時，鋼球與其支撐裝置之間主要是以點或線相接觸，承受著集中的周期性的交變載荷，其應力在零和最大值之間周期性變化，因此磨煤機鋼球首先應當具備相當?shù)挠捕群湍湍ザ?；其次，在整個研磨過程中，磨煤機鋼球與原料之間、磨煤機鋼球與磨煤機鋼球之間以及磨煤機鋼球與設備襯板之間會不可避免的發(fā)生沖撞，同時鋼球還要承受由于離心力引起的負荷和與其支撐裝置之間產(chǎn)生的彈性變形，因此磨煤機鋼球在具備相當硬度和耐磨性的同時具備一定的韌性，以避免在與球磨機鋼球或設備襯板的沖撞中發(fā)生破壞。
[0004]現(xiàn)有技術中，球磨機鋼球通常采用碳素鋼球，其耐磨性不能滿足研磨要求，且存在著內(nèi)外硬度和韌性分布不均的問題，磨球在使用過程中會不斷的損失質(zhì)量，發(fā)生由內(nèi)向外的剝落，由于鋼球內(nèi)外硬度和韌性的不平衡，鋼球的直徑分布逐漸變得不均衡，從而間接的引發(fā)磨煤機鋼球的配比發(fā)生變化，由此造成產(chǎn)品粒徑分布不均并降低了生產(chǎn)效率。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，目前業(yè)內(nèi)的解決方法是定期的對鋼球磨煤機中的鋼球進行檢查，將直徑過小的鋼球去除，將合適直徑的鋼球加入其中，然而這種處理方法會增大磨煤機的載荷，不利于能源的節(jié)約；此外，需要定期的耗費大量人力物力進行維護，不利與生產(chǎn)的連續(xù)性和生產(chǎn)成本的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決【背景技術】中磨煤機鋼球硬度低、韌性差、內(nèi)外磨損速率不均的技術問題，本發(fā)明提供了一種磨煤機鋼球，本發(fā)明中的磨煤機鋼球具有硬度高、耐磨性好、耐沖擊的優(yōu)異性能，可以理想的實現(xiàn)鋼球磨煤機的磨削作業(yè)。
[0006]本發(fā)明提供了一種磨煤機鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下:
[0007]C:2.1-3.2 % ；Cr: 14-21 % ；Mn:0.4-2.0 % ；S1:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量為 Fe。
[0008]在制備過程中，采用了如下的工藝步驟:首先將廢鋼送入熔爐中進行熔化，待廢鋼熔化90%時加入鉻鐵、硅鐵及鉬鐵，然后加入澆冒口繼續(xù)熔煉，在出爐前20min加入銅、錳、錸、鎳熔煉，將熔煉后的鋼水投入模具中冷卻，淬火，回火冷卻得到磨煤機鋼球。
[0009]在本發(fā)明的技術方案中，鋼球采用了較高的Cr含量，適當?shù)慕档土虽撉蛑蠧、Si及Mn元素的含量，提高鋼球強韌性。另一方面，Cr具有和Fe接近的離子尺寸和離子鍵，兩者容易形成以Fe作為溶劑、Cr作為溶質(zhì)的連續(xù)固溶體，從而明顯的提高鋼球的強度和硬度，同時保證其具備足夠的塑性和韌性。
[0010]此外，Cr能夠與C形成間充型碳化物，碳原子使Cr原有的金屬晶格變形，并以原子鏈的形式貫穿在變形的金屬結(jié)構中，這一碳化物同時具備共價鍵和金屬鍵的特點，在金屬基體中均勻的分布，使得金屬具備較高的耐磨性和抗沖擊性。
[0011]與高成本的V、Nb、Cu、N1、Mo相比，Cr在具備較低成本的前提下，改善鋼材的磨損性能；顯著提高鋼球的淬透性，減少了鋼球心部與表層硬度的差距。此外，Cr的加入還明顯提高鋼球的耐腐蝕性。
[0012]在制備過程中，根據(jù)合金化優(yōu)化結(jié)果，合理設定了熱處理的溫度和時間，使得鋼球?qū)崿F(xiàn)良好硬度和韌性的結(jié)合，從而獲得高耐磨、高使用壽命的優(yōu)點。經(jīng)過熱處理工藝進行加工，可以大幅降低鋼球心部與表面硬度差。金屬合金在淬火過程中形成了片狀馬氏體，硬度較高的馬氏體作為骨架對碳化物形成支撐作用，提高了鋼球的耐剝落性能。通過回火工藝，淬火過程中形成的馬氏體發(fā)生分解，形成回火馬氏體，該回火馬氏體具有該高達1600HV的顯微硬度，且分布彌散。
[0013]優(yōu)選的，所述磨煤機鋼球其組成成分按照質(zhì)量百分比包括:
[0014]C:2.8-3.2 % ；Cr:14-15 % ；Mn:0.4-0.8 % ；S1:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.5% ；Ni:0.3-0.6% ；S ( 0.05% ；P ( 0.08%，余量為 Fe。
[0015]優(yōu)選的，所述磨煤機鋼球其組成成分按照質(zhì)量百分比包括:
[0016]C:2.1-2.4 % ；Cr:16-18 % ；Mn:1.5-2.0 % ；S1:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量為 Fe。
[0017]優(yōu)選的，所述磨煤機鋼球其組成成分按照質(zhì)量百分比包括:
[0018]C:2.4-2.6 % ；Cr:18-21 % ；Mn:1.0-1.5 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量為 Fe。
[0019]本發(fā)明通過對鋼球磨煤機中鋼球進行成分的優(yōu)化，顯著的提高了鋼球的耐磨性能、抗沖擊能力，且硬度高具備較好的抗耐腐蝕性；大幅的提高了鋼球磨煤機中鋼球的使用壽命和直徑的穩(wěn)定性，大幅降低了更換鋼球和維護設備造成的資源浪費。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，任何在本發(fā)明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0021]實施例1
[0022]一種球磨磨煤機用鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下:
[0023]C:2.1 % ；Cr:15 % ；Mn:0.5 % ；S1:0.6 % ；Mo:1.0 % ；Cu:0.5 % ；Ni:0.6 % ；0.05%；P ^ 0.1%，余量為Fe。在制備過程中，采用了如下的工藝步驟:首先將廢鋼送入熔爐中進行熔化，待廢鋼熔化90%時加入鉻鐵、硅鐵及鉬鐵，然后加入澆冒口繼續(xù)熔煉，在出爐前20min加入銅、錳、錸、鎳熔煉，將熔煉后的鋼水投入模具中冷卻，淬火，回火冷卻得到磨煤機鋼球。
[0024]實施例2
[0025]一種球磨磨煤機用鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下:
[0026]C:3.2 % ；Cr:21 % ；Mn:1.9 % ；Si:1.0 % ；Mo:1.0 % ；Cu:0.8 % ；Ni:0.3 % ；0.1% ；Ρ^Ξ 0.1%，余量為Fe。在制備過程中，采用了如下的工藝步驟:首先將廢鋼送入熔爐中進行熔化，待廢鋼熔化90%時加入鉻鐵、硅鐵及鉬鐵，然后加入澆冒口繼續(xù)熔煉，在出爐前20min加入銅、錳、錸、鎳熔煉，將熔煉后的鋼水投入模具中冷卻，淬火，回火冷卻得到磨煤機鋼球。
[0027]實施例3
[0028]一種球磨磨煤機用鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下:
[0029]C:2.8 % ；Cr:15 % ；Mn:0.8 % ；S1:0.8 % ；Mo:0.4 % ；Cu:0.4 % ；Ni:0.4 % ；
0.02% ;P< 0.08%，余量為Fe。在制備過程中，采用了如下的工藝步驟:首先將廢鋼送入熔爐中進行熔化，待廢鋼熔化90%時加入鉻鐵、硅鐵及鉬鐵，然后加入澆冒口繼續(xù)熔煉，在出爐前20min加入銅、錳、錸、鎳熔煉，將熔煉后的鋼水投入模具中冷卻，淬火，回火冷卻得到磨煤機鋼球。
[0030]實施例4
[0031]一種球磨磨煤機用鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下:
[0032]C:2.4 % ；Cr:17 % ；Mn:1.5 % ；S1:0.8 % ；Mo:0.4 % ；Cu:0.6 % ；Ni:0.5 % ；
0.05% ;P< 0.08%，余量為Fe。在制備過程中，采用了如下的工藝步驟:首先將廢鋼送入熔爐中進行熔化，待廢鋼熔化90%時加入鉻鐵、硅鐵及鉬鐵，然后加入澆冒口繼續(xù)熔煉，在出爐前20min加入銅、錳、錸、鎳熔煉，將熔煉后的鋼水投入模具中冷卻，淬火，回火冷卻得到磨煤機鋼球。
[0033]實施例5
[0034]一種球磨磨煤機用鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下:
[0035]C:2.4 % ；Cr:17 % ；Mn:1.0 % ；S1:0.8 % ；Mo:0.4 % ；Cu:0.6 % ；Ni:0.5 % ；
0.05% ;P< 0.08%，余量為Fe。在制備過程中，采用了如下的工藝步驟:首先將廢鋼送入熔爐中進行熔化，待廢鋼熔化90%時加入鉻鐵、硅鐵及鉬鐵，然后加入澆冒口繼續(xù)熔煉，在出爐前20min加入銅、錳、錸、鎳熔煉，將熔煉后的鋼水投入模具中冷卻，淬火，回火冷卻得到磨煤機鋼球。
[0036]根據(jù)華宇電廠耐磨鋼球的試用報告，使用本發(fā)明耐磨鋼球及其級配方法的磨煤機的制粉電耗相對于使用市面普通鋼球的磨煤機減少0.25度/噸(蒸汽)。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種磨煤機鋼球，其特征在于，各組分的重量百分數(shù)如下:C:2.1-3.2 % ；Cr:14-21 % ；Mn:0.4-2.0 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量為 Fe。2.根據(jù)權利要求1所述的磨煤機鋼球，其特征在于，各組分的重量百分數(shù)如下:C:2.8-3.2 % ；Cr:14-15 % ；Mn:0.4-0.8 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.5% ；Ni:0.3-0.6% ；S ( 0.05% ；P ( 0.08%，余量為 Fe。3.根據(jù)權利要求1所述的磨煤機鋼球，其特征在于，各組分的重量百分數(shù)如下:C:2.1-2.4 % ；Cr:16-18 % ；Mn:1.5-2.0 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量為 Fe。4.根據(jù)權利要求1所述的磨煤機鋼球，其特征在于，各組分的重量百分數(shù)如下:C:2.4-2.6 % ；Cr:18-21 % ；Mn:1.0-1.5 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:.0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量為 Fe。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種磨煤機鋼球，其各組分的重量百分數(shù)如下：C：2.1-3.2％；Cr：14-21％；Mn：0.4-2.0％；Si：0.6-1.0％；Mo：0.2-1.0％；Cu：0.2-0.8％；Ni：0.3-0.6％；S≤0.1％；P≤0.1％，余量為Fe。本發(fā)明通過對鋼球磨煤機中鋼球進行成分的優(yōu)化，顯著的提高了鋼球的耐磨性能、抗沖擊能力，且硬度高具備較好的抗耐腐蝕性；大幅的提高了鋼球磨煤機中鋼球的使用壽命和直徑的穩(wěn)定性，大幅降低了更換鋼球和維護設備造成的資源浪費。
【IPC分類】C22C37/10, C22C38/56, B02C17/20, C22C38/58, C22C38/60
【公開號】CN104959200
【申請?zhí)枴緾N201510297436
【發(fā)明人】張紅升, 于永河, 姜玉偉
【申請人】青島永升偉業(yè)新材料技術有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月3日