一种大型球磨机衬板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明为各类球磨机衬板及其制备方法，特别涉及一种大型球磨机衬板及其制备 方法，属于耐磨材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 球磨机是一种应用广泛的粉碎机械，是冶金矿山、水泥建材、电力、化肥、煤炭、化 工等行业物料粉碎的主要设备之一，衬板是球磨机和进出料端盖的保护板，它除了承受研 磨体（磨球、磨棒和磨段）与物料的冲击和磨损之外，还有提升研磨体的作用。随着物料 粉磨技术的快速发展，球磨机趋于大型化，衬板工作条件日益苛刻，对衬板材料的性能提 出了更高的要求。为了提高球磨机衬板性能，中国发明专利CN104307605公开了一种耐 磨高韧性高硬度球磨机用衬板，包括：将废钢、铬铁、钼铁及增碳剂作为基材放入加热炉中 加热后保温，送入模具中成型，锻打得到预成型衬板；将氧化锆陶瓷粉、碳化硅、尖晶石、氮 化钛、碳化铬作为粉料，加入水与所述粉料混合均匀并充分研磨，喷雾干燥，过筛得到预处 理粉料；将预处理粉料均匀覆盖整个预成型衬板表面，捶打后冷却，冷却过程遵循反比例 函数，然后送入淬火液中急剧降温；再进行回火得到一种耐磨高韧性高硬度球磨机用衬 板。中国发明专利CN104294140还公开了一种球磨机用多元高耐磨高韧性高铬衬板，其 组分按重量百分比包括：碳：1. 8-2. 5 %，铬：15-18 %，稀土元素：0. 5-1 %，钛：0. 8-1. 2 %， 铝：0? 05-0. 12 %，硅：0? 5-0. 95 %，锰：0? 5-0. 87 %，钼：0? 8-1 %，铜：0? 02-0. 05 %，硫： 0. 01-0. 05%，磷：0. 03-0. 045%，余量为铁和不可避免的杂质；并采用加料、脱氧、浇注、热 处理四个步骤得到球磨机用多元高耐磨高韧性高铬衬板。中国发明专利CN104278217 还公开了一种球磨机衬板用中铬合金钢，以碳钢、硅铁、锰铁、钼铁、纯铬、纯镍、纯钛、纯铜 为原科，按C2. 1 ~3. 3wt%，Si兰 1. 2wt%，MnO. 3 ~1.Owt%，M〇0 ~1.Owt%，Cr7. 0 ~ 10. 〇%，Ni刍 0? 5wt%，Ti刍 0? 5wt%，Cu刍 0? 8wt%，P刍 0? 09wt%，S刍 0? 08wt%，余量 为Fe进行配料，采用中碱感应电炉熔炼，控制钢水的成分。上述熔融钢水浇铸成品工件， 然后热处理，热处理工艺是将铸件加热到1030°C~1200°C，保温2h~4h，空冷到330°C， 保温lh~3h，空冷至室温。该发明中铬合金钢具有晶粒细小、淬透性好、综合机械性能 良好的特点。中国发明专利CN104278192还公开了一种球磨机用高硬度高韧性低破碎 率高铬衬板，其组分按重量百分比包括：碳：2. 2-2. 8%，铬：14-16%，稀土元素：0. 5-1%， 铝：0? 05-0. 12 %，硅：0? 8-1. 2 %，锰：0? 7-0. 82 %，钼：0? 5-1. 2 %，铜：0? 03-0. 1 %，硫： 0. 01-0. 05%，磷：0. 03-0. 045%，余量为铁和不可避免的杂质；并采用加料、脱氧、浇注、热 处理四个步骤得到球磨机用高硬度高韧性低破碎率高铬衬板。该发明中，上述球磨机用高 硬度高韧性低破碎率高铬衬板具有良好的综合性能，其破碎率< 〇. 35 %，硬度可达65HRC 以上，冲击韧性可达8J/cm2以上。中国发明专利CN104264057还公开了一种球磨机铬钼 合金衬板及其制备工艺，该衬板组分中包含C、Si、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu和Fe以及少量的S、P， 在制备中，先选取废钢并对其进行成分分析，然后根据其成分与目标组分的差异选用辅料 完成配料，然后在废钢熔化后向其中加入辅料并熔融为合金钢水，利用该合金钢水浇注衬 板铸件，并在脱模后进行热处理即完成制备。与现有技术相比，该发明的球磨机衬板比传统 的锰钢及中低碳合金钢球磨机衬板抗冲击特性和耐磨损特性强，使用寿命长。经检测，该发 明的产品的抗拉强度为1250MPa以上，硬度356-389HB，屈服强度1133MPa以上，延伸率大 于7. 3%，断面收缩率为14~16%。中国发明专利CN104164624还公开了一种球磨机用 高锰钢衬板，各成分及重量百分比为：C:1. 1 一 1. 16%、Mn:12. 5 - 13%、Cr:3. 6 - 4%、Si: 1. 2-1. 25%,Mo：0. 05-0. 06%,B：0. 06-0. 08%,Cu：0. 6-0. 7%,Ni：0. 06-0. 08%, Re:0. 04- 0. 06%、S:彡0. 02%、P:彡0. 02% ;余量为Fe。该发明的耐磨衬板通过合理的 改善配方，通过合理的熔炼、变质、浇铸等加工工艺，让耐磨衬板具有良好的耐磨性、硬度、 强度、耐腐蚀性、韧性，通过浇铸时间、砂型温度的控制，防止缩松、缩孔的产生，也提高了耐 磨衬板的韧性和耐磨性，表面硬度彡240HB，冲击值彡16J/cm2,抗拉强度彡640MPa，使用寿 命为11000-12000小时。中国发明专利CN104152789还公开了一种余热淬火球墨铸铁球 磨机衬板的制备方法。采用氧化钼粉在高温铁水中还原进行钼的合金化的方法，以及采用 低磷和低硫的铸造生铁为原料，在完成配料、称量、铁水熔炼、出铁、球化、扒渣、孕育、V-EPC 真空消失模浇注、打箱、余热淬火、清理和低温回火等一系列工艺环节后获得球墨铸铁球磨 机衬板的整个工艺过程。经检测：采用铸造余热淬火+220°C回火处理后厚度80mm的球墨 铸铁球磨机衬板的硬度HRC50-52,冲击韧性ak18-22J/cm2,耐磨性是同类型高锰钢球磨机 衬板的1.5-2倍。由于球墨铸铁的韧性适中，所以，该发明专利介绍的方法适合制备在中、 小型球磨机中使用的厚度在100mm以下的衬板。中国发明专利CN104152817还公开了一 种破碎大块物料的球磨机用衬板，所述衬板按重量份包括：C:0. 3-0. 7%，Cr:4-30%，Ni: 0. 5-0. 8 %,Mn：2-2. 4 %,Mo：0. 15-0. 35 %,Ti： 1. 5-2%,Re：0. 15-0. 3 %,P^ 0. 009 %, S< 0. 015%，余莖为Fe和不可避免的杂质。在制备过程中，以低碳钢、金属络徒、猛徒、钦 锭、镍锭作为原料，采用熔炼、浇注、奥氏体化处理、回火处理、二次浇注、升温保温再进行淬 火处理所述破碎大块物料的球磨机用衬板。该发明中，所述破碎大块物料的球磨机用衬 板，其硬度大，韧性好，大块物料破碎效率高，成本低。中国发明专利CN104152802还公开 了一种新型球磨机耐磨衬板，其特征在于，包括下列重量份原料：C0. 50-0. 80,SiO. 9-1. 3， MnO. 9-1. 6,Crl. 1-1. 6,TiO. 04-0. 14,B0. 006-0. 020,RE0. 12-0. 30,CaO. 035-0. 095， K0. 08-0. 28,NaO. 08-0. 28,余量为Fe。中国发明专利CN101623746还公开了一种防止球 磨机衬板断裂的方法，适合于对已有球磨机的衬板改造，目的是提高球磨机衬板屈服极限； 该发明采用含有Cr、Mo等金属元素的高锰钢材料，如ZGMnl3Cr2Mo、ZG32Mn9SiCr2MoRe或 ZGMn9Cr2ReSi;通过消失模铸造方法制成球磨机端衬板、筒体衬板和格子衬板，对铸造成型 后的衬板在安装使用前还需要进行热处理：先将衬板入炉加热到200°C~300°C，保温1~ 2小时，然后按速度为40°C~50°C/小时升温到650°C~680°C;保温4. 5~5小时；再按 60°C~70°C/小时继续升温到1060°C~1090°C，保温3. 0~4. 0小时；将衬板从炉中取出， 放入水中进行水韧处理，放入回火炉中，按速度为40°C~50°C/小时加热到300~350°C， 保温6~8小时，然后以1. 5~2. 5min/mm速度冷却；衬板回火入炉温度控制在150°C以下。 该发明基体仍是奥氏体，在球磨机中使用不易产生明显的加工硬化，使用寿命较短。中国发 明专利CN101054652还公开了一种球磨机衬板化学成分（重量百分比）为：C0. 6-0. 8%、 Si0? 3-0. 8%、Mn0? 3-0. 8%、Cr2. 0-4. 5%、Ni0? 2-2. 0%、M〇 0? 1-0. 8%、S< 0? 04%、 P< 0. 04%、余量为Fe。其制造工艺是：将球磨机衬板加热到860-960°C，保温2-3小时，然 后淬入水中冷却，使其温度快速下降，在工件表面温度下降至580-680°C时，从水中取出，再 在强制对流的空气中空冷至室温，之后进行480-520°C回火，自然冷却即得成品。该发明的 球磨机衬板碳含量高，水淬时极易出现裂纹。
[0003] 但是，上述球磨机衬板或存在贵重合金加入量多，生产成本高，或存在硬度低，耐 磨性差等不足。
【发明内容】
[0004] 本发明是针对现有大型球磨机衬板存在的上述问题，发明一种生产工艺简便、成 本低廉、性能可靠、使用安全且使用寿命长的大型球磨机衬板及其制备方法。<