一种双金属料打料耐磨衬板及其化学组成和加工方法
【专利摘要】一种双金属料打料耐磨衬板及其化学组成和加工方法，料斗的内壁上设置有多个板体，相邻板体等间隔且平行设置，生产运行中使之料打料，可以减少对衬板的磨损，延长衬板的使用寿命。上板体的材质为耐磨铸铁与高速钢的熔合体，通过金属元素的复合作用，可以增强奥氏体的稳定性，细化晶粒，提高碳化物的高温稳定性和红硬性，从而使上板体在具有高韧性、高强度的同时，也满足了高硬度、高耐磨性的特点。降低了制造成本，由于强度的增加，延长了使用寿命，使用寿命长达13000h。
【专利说明】一种双金属料打料耐磨衬板及其化学组成和加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于耐磨衬板【技术领域】，涉及到一种双金属料打料耐磨衬板及其化学组成 和加工方法。
【背景技术】
[0002] 目前，全世界的炼铁高炉几乎全部淘汰了双钟布料的方式，而采用无料钟布料器， 这个布料器是保障高炉正常生产的核心部件。而布料器的布料溜槽是保障布料正常运行的 关键部件。因高炉冶炼的全部炉料、焦炭、烧结矿、添加剂等，需经溜槽送往炉膛的各个部 位，进行科学冶炼，制造出生铁。溜槽是高炉生产的最大易损件，它左右高炉的产量和修风 率。
[0003] 布料器溜槽长期工作在炼铁高炉的炉头部位，正常的炉头温度在200?350°C之 间，炉况不正常时温度达700?800°C，冶炼过程中发现高温情况，需喷水、喷雾降温。溜槽 及衬板处于高温、冷热不均的状态下，极易损坏，这种恶劣的环境对溜槽衬板的选材造成极 度困难，按吞吐量需高硬度、高耐磨性；按冷热不均经常变化需高强度、高韧性，一种材料同 时满足两种要求很难做到。无数的业界先人为延长布料溜槽的使用寿命、提高耐用性，长期 的进行改进、改造，但使用寿命仅能达到8000h，效果甚微，不尽人意，一度成为行业的难题。
【发明内容】
[0004] 本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种双金属料打料耐磨衬板及其化学组 成和加工方法，生产运行中采用料打料的方式，可以减少对衬板的磨损，延长衬板的使用寿 命。上板体在具有高韧性、高强度的同时，也满足了高硬度、高耐磨性的特点，在高温情况下 (560°C)不降低硬度，不剥落。
[0005] 本发明所采取的具体技术方案是：一种双金属料打料耐磨衬板，包括板体，板体与 料斗内壁固定连接，关键是：所述的板体由上板体和下板体组成，上板体和下板体的长度相 等且宽度也相等，上板体的下端面和下板体的上端面固定连接，下板体的下端面与料斗内 壁固定连接，下板体的长度边和宽度边所组成的平面与料斗的内壁垂直设置且与料斗的倾 斜方向平行设置，料斗的内壁上设置有多个板体，相邻板体等间隔且平行设置，相邻板体之 间的空腔为溜槽。
[0006] 所述的上板体和下板体的高度比为1 :1，溜槽的宽度为100mm。
[0007] -种双金属料打料耐磨衬板的化学组成，关键是：所述的下板体的材质为结构钢， 上板体的材质为耐磨铸铁与高速钢的熔合体，以重量百分比计，下板体的化学成份包括：碳 0· 3-0. 4%，硅 0· 5-0. 75%，锰 0· 9-1. 2%，硫彡 0· 03%，磷彡 0· 03%，铬 0· 5-0. 8%，其余为 铁；以重量百分比计，上板体的化学成份包括：：碳2. 0-3. 3%，硅彡1.2%，锰彡2.0%，铬 23. 0-30. 0%，钥彡 3. 0%，镍彡 2. 5%，铜彡 2. 0%，硫彡 0· 06%，磷彡 0· 10%，钨 1. 0%，钒 0. 2%，其余为铁。
[0008] 以重量百分比计，下板体的化学成份包括：碳0.35%，硅0.6%，锰1.0%，硫 0. 02 %，磷0. 02 %，铬0. 7 %，其余为铁；以重量百分比计，上板体的化学成份包括：碳 2. 6%，硅 I. 1%，锰 L 9%，铬 26%，钥 2. 8%，镍 2. 4%，铜 L 9%，硫 0.05%，磷 0.09%，钨 0. 9%，钒0. 15%，其余为铁。
[0009] 所述的结构钢的型号为35CrMnSi，耐磨铸铁的型号为KmTBCr26,高速钢的型号为 W18Cr4V。
[0010] 一种双金属料打料耐磨衬板的加工方法，关键是：所述的方法包括以下步骤：
[0011] a、备料：按重量百分比准备好上板体所需的各种化学成份熔炼成上板体铁液和下 板体所需的各种化学成份熔炼成下板体铁液备用；
[0012] b、成型：先将备好的下板体混合物浇筑到成型模具内，然后再将上板体混合物浇 筑到成型模具内，成型得到板体备用；
[0013] c、高温淬火处理：对步骤b所得的板体进行高温淬火处理，淬火温度为900? IKKTC，淬火时间为1?3h，冷却至室温；
[0014] d、高温回火处理：对经过高温淬火处理的板体进行高温回火处理，回火温度为 260?460°C，回火时间为2h，冷却至室温得到衬板。
[0015] 步骤a中所述的熔炼温度为1600°C。
[0016] 所述的步骤c中所述的淬火温度为1000°C，淬火时间为2h，冷却方式为风冷。
[0017] 步骤d中所述的回火温度为260°C，冷却方式为空冷。
[0018] 本发明的有益效果是：料斗的内壁上设置有多个板体，相邻板体等间隔且平行设 置，相邻板体之间的空腔为溜槽，溜槽内可以堆积物料，生产运行中使之料打料，可以减少 对衬板的磨损，延长衬板的使用寿命，使用寿命长达13000h。板体由上板体和下板体组成， 上板体的材质为耐磨铸铁与高速钢的熔合体，其主要成分为铬、钨、钥、钒等金属元素，通过 金属元素的复合作用，可以增强奥氏体的稳定性，细化晶粒，提高碳化物的高温稳定性和红 硬性，从而使上板体在具有高韧性、高强度的同时，也满足了高硬度、高耐磨性的特点。下板 体的材质为结构钢，在减少对衬板磨损的前提下可以节约成本，在高温情况下（560°C )不 降低硬度，不剥落。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的结构示意图。
[0020] 附图中，1代表上板体，2代表下板体，3代表料斗，4代表溜槽。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本发明做进一步说明：
[0022] 如图1所示，一种双金属料打料耐磨衬板，包括板体，板体与料斗3内壁固定连接， 关键是：所述的板体由上板体1和下板体2组成，上板体1和下板体2的长度相等且宽度也 相等，上板体1的下端面和下板体2的上端面固定连接，下板体2的下端面与料斗3内壁固 定连接，下板体2的长度边和宽度边所组成的平面与料斗3的内壁垂直设置且与料斗3的 倾斜方向平行设置，料斗3的内壁上设置有多个板体，相邻板体等间隔且平行设置，相邻板 体之间的空腔为溜槽4。上板体1和下板体2的高度比为1 :1，溜槽4的宽度为100mm。
[0023] 实施例1、一种双金属料打料耐磨衬板的化学组成，以重量百分比计，下板体2的 化学成份包括：碳0. 3 %，硅0. 5 %，锰0. 9 %，硫0. Ol %，磷0. Ol %，铬0. 5 %，其余为铁； 以重量百分比计，上板体1的化学成份包括：碳2.0%，硅1.0%，锰1.8%，铬23.0%，钥 2. 7%，镍 2. 2%，铜 L 8%，硫 0· 04%，磷 0· 08%，钨 0· 7%，钒 0· 1%，其余为铁。
[0024] 本实施例中耐磨衬板的加工方法包括以下步骤：
[0025] a、备料：按上述重量百分比准备好上板体1所需的各种化学成份熔炼成上板体铁 液和下板体2所需的各种化学成份熔炼成下板体铁液备用，熔炼温度为1600°C ;
[0026] b、成型：先将备好的下板体铁液浇筑到成型模具内，然后再将上板体铁液浇筑到 成型模具内，成型得到板体备用；
[0027] c、高温淬火处理：对步骤b所得的板体进行高温淬火处理，淬火温度为960°C，淬 火时间为lh，然后风冷至室温；
[0028] d、高温回火处理：对经过高温淬火处理的板体进行高温回火处理，回火温度为 360°C，回火时间为2h，然后空冷至室温得到衬板。
[0029] 实施例2、一种双金属料打料耐磨衬板的化学组成，以重量百分比计，下板体2的 化学成份包括：碳0. 4 %，硅0. 75 %，锰1. 2 %，硫0. 03 %，磷0. 03 %，铬0. 8 %，其余为铁； 以重量百分比计，上板体1的化学成份包括：碳3. 3%，硅1.2%，锰2.0%，铬30.0%，钥 3. 0%，镍 2. 5%，铜 2. 0%，硫 0. 06%，磷 0. 10%，钨 1. 0%，钒 0. 2%，其余为铁。
[0030] 本实施例中耐磨衬板的加工方法包括以下步骤：
[0031] a、备料：按上述重量百分比准备好上板体1所需的各种化学成份熔炼成上板体铁 液和下板体2所需的各种化学成份熔炼成下板体铁液备用，熔炼温度为1600°C ;
[0032] b、成型：先将备好的下板体铁液浇筑到成型模具内，然后再将上板体铁液浇筑到 成型模具内，成型得到板体备用；
[0033] c、高温淬火处理：对步骤b所得的板体进行高温淬火处理，淬火温度为1000°C，淬 火时间为2h，然后风冷至室温；
[0034] d、高温回火处理：对经过高温淬火处理的板体进行高温回火处理，回火温度为 260°C，回火时间为2h，然后空冷至室温得到衬板。
[0035] 实施例3、一种双金属料打料耐磨衬板的化学组成，以重量百分比计，下板体2的 化学成份包括：碳0. 35 %，硅0. 6 %，锰I. 0 %，硫0. 02 %，磷0. 02 %，铬0. 7 %，其余为铁； 以重量百分比计，上板体1的化学成份包括：碳2.6 %，硅I. 1 %，锰1.9%，铬26.0%，钥 2. 8%，镍 2. 4%，铜 L 9%，硫 0· 05%，磷 0· 09%，钨 0· 9%，钒 0· 15%，其余为铁。
[0036] 本实施例中耐磨衬板的加工方法包括以下步骤：
[0037] a、备料：按上述重量百分比准备好上板体1所需的各种化学成份熔炼成上板体铁 液和下板体2所需的各种化学成份熔炼成下板体铁液备用，熔炼温度为1600°C ;
[0038] b、成型：先将备好的下板体铁液浇筑到成型模具内，然后再将上板体铁液浇筑到 成型模具内，成型得到板体备用；
[0039] c、高温淬火处理：对步骤b所得的板体进行高温淬火处理，淬火温度为1040°C，淬 火时间为3h，然后风冷至室温；
[0040] d、高温回火处理：对经过高温淬火处理的板体进行高温回火处理，回火温度为 460°C，回火时间为2h，然后空冷至室温得到衬板。
[0041] 上述三个实施例，上板体1的宏观硬度随着淬火温度的升高而逐渐增加，且随着 淬火保温时间的延长，冲击韧度先升高后下降，宏观硬度先下降后上升，为了兼顾冲击韧度 和生产成本，淬火温度取l〇〇〇°C、淬火保温时间取2h为宜。回火温度从260°C升高到360°C 时，冲击韧度不变，而宏观硬度略有升高，继续提高回火温度至460°C，宏观硬度增加而冲击 韧度呈下降趋势，因此最佳回火温度取260°C。
[0042] 表 1
[0043]
【权利要求】
1. 一种双金属料打料耐磨衬板，包括板体，板体与料斗（3)内壁固定连接，其特征在 于：所述的板体由上板体⑴和下板体⑵组成，上板体⑴和下板体⑵的长度相等且宽 度也相等，上板体（1)的下端面和下板体（2)的上端面固定连接，下板体（2)的下端面与料 斗（3)内壁固定连接，下板体（2)的长度边和宽度边所组成的平面与料斗（3)的内壁垂直 设置且与料斗（3)的倾斜方向平行设置，料斗（3)的内壁上设置有多个板体，相邻板体等间 隔且平行设置，相邻板体之间的空腔为溜槽（4)。
2. 根据权利要求1所述的一种双金属料打料耐磨衬板，其特征在于：所述的上板体（1) 和下板体（2)的高度比为1 :1，溜槽（4)的宽度为100mm。
3. -种如权利要求1所述的双金属料打料耐磨衬板的化学组成，其特征在于：所述 的下板体（2)的材质为结构钢，上板体（1)的材质为耐磨铸铁与高速钢的熔合体，以重量 百分比计，下板体（2)的化学成份包括：碳0. 3-0. 4 %，硅0. 5-0. 75 %，锰0. 9-1. 2 %，硫 < 0. 03 %，磷< 0. 03 %，铬0. 5-0. 8 %，其余为铁；以重量百分比计，上板体（1)的化学成份 包括：碳 2. 0-3. 3%，硅彡 1. 2%，锰彡 2. 0%，铬 23. 0-30. 0%，钥彡 3. 0%，镍彡 2. 5%，铜 彡2. 0%，硫彡0? 06%，磷彡0? 10%，钨1. 0%，钒0? 2%，其余为铁。
4. 根据权利要求3所述的一种双金属料打料耐磨衬板的化学组成，其特征在于：以 重量百分比计，下板体（2)的化学成份包括：碳0. 35%，硅0.6%，锰1%，硫0.02%，磷 0. 02%，铬0.7%，其余为铁；以重量百分比计，上板体（1)的化学成份包括：碳2. 6%，硅 1. 1%，锰 1.9%，铬 26%，钥 2. 8%，镍 2. 4%，铜 1.9%，硫 0.05%，磷 0.09%，钨 0.9%，钒 0. 15%，其余为铁。
5. 根据权利要求3或4所述的一种双金属料打料耐磨衬板的化学组成，其特征在于： 所述的结构钢的型号为35CrMnSi，耐磨铸铁的型号为KmTBCr26,高速钢的型号为W18Cr4V。
6. -种如权利要求1所述的双金属料打料耐磨衬板的加工方法，其特征在于：所述的 方法包括以下步骤： a、 备料：按重量百分比准备好上板体（1)所需的各种化学成份熔炼成上板体铁液和下 板体（2)所需的各种化学成份熔炼成下板体铁液备用； b、 成型：先将备好的下板体混合物浇筑到成型模具内，然后再将上板体混合物浇筑到 成型模具内，成型得到板体备用； c、 高温淬火处理：对步骤b所得的板体进行高温淬火处理，淬火温度为900?1KKTC， 淬火时间为1?3h，冷却至室温； d、 高温回火处理：对经过高温淬火处理的板体进行高温回火处理，回火温度为260? 460°C，回火时间为2h，冷却至室温得到衬板。
7. 根据权利要求6所述的一种双金属料打料耐磨衬板的加工方法，其特征在于：步骤a 中所述的熔炼温度为1600°C。
8. 根据权利要求6所述的一种双金属料打料耐磨衬板的加工方法，其特征在于：所述 的步骤c中所述的淬火温度为1000°C，淬火时间为2h，冷却方式为风冷。
9. 根据权利要求6所述的一种双金属料打料耐磨衬板的加工方法，其特征在于：步骤d 中所述的回火温度为260°C，冷却方式为空冷。
【文档编号】C21D6/00GK104328345SQ201410660458
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】魏明义, 陈广全 申请人:石家庄三环阀门股份有限公司