一种新型磨煤机钢球制备工艺及其装机级配应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤粉设备领域，更具体地说，涉及一种磨煤机钢球制备工艺及其装机级配应用方法。
【背景技术】
[0002]钢球磨煤机是火力发电站煤粉制备系统的主体设备，磨煤机钢球是钢球磨煤机研磨物料的介质，通过球磨机钢球之间、钢球与物料之间的碰撞和摩擦产生磨削作用，作为磨煤机中最重要的零部件，其在国民经济的发展中起着巨大的作用，广泛的应用于发电厂、水泥厂等行业，磨煤机钢球是全球粉碎工业中消耗量最大的耐磨材料消耗品。
[0003]钢球磨煤机的研磨效果主要由磨煤机钢球的尺寸、硬度以及设备中不同尺寸硬度磨煤机钢球的配比所决定。作为研磨物料的介质，磨煤机钢球首先应当具备相当的硬度和耐磨度；其次，在整个研磨过程中，磨煤机钢球与原料之间、磨煤机钢球与磨煤机钢球之间以及磨煤机钢球与设备衬板之间会不可避免的发生冲撞，因此磨煤机钢球在具备相当硬度和耐磨性的同时具备一定的韧性，以避免在与球磨机钢球或设备衬板的冲撞中发生破坏；最后，磨煤机钢球的配比方法对研磨效果的好坏也存在巨大的影响，磨煤机内不同尺寸钢球的配比对磨煤机产品的粒径分布存在着决定性的影响，原料的粒径过大或者过小都不利于钢球磨煤机生产效率的提高，因此通过改变磨煤机内钢球的配比降低原料粒径分布不均匀带来的效率降低对于提高生产效率存在至关重要的影响。
[0004]当前的磨煤机钢球由于受到工艺和材料本身的限制，存在着内外硬度和韧性分布不均的问题，磨球在使用过程中会不断的损失质量，发生由内向外的剥落，由于钢球内外硬度和韧性的不平衡，钢球的直径分布逐渐变得不均衡，从而间接的对是磨煤机钢球的配比发生变化，由此造成产品粒径分布不均并降低了生产效率。为了保证产品的质量，目前业内的解决方法是定期的对钢球磨煤机中的钢球进行检查，将直径过小的钢球去除，将合适直径的钢球加入其中，然而这种处理方法会增大磨煤机的载荷，不利于能源的节约；此外，需要定期的耗费大量人力物力进行维护，不利与生产的连续性和生产成本的降低。
【发明内容】
[0005]为了解决【背景技术】中磨煤机钢球硬度低、韧性差、内外磨损速率不均的技术问题，本发明提供了一种磨煤机钢球的制备方法以及该磨煤机钢球的装配应用方法，采用本发明的方法制备的磨煤机钢球具有硬度高、耐磨性好、耐冲击的优异性能，本发明中磨煤机钢球的制备方法操作简便节能、本发明提供的转配应用方法操作简便、可以明显的降低能耗，并大幅的提尚广品的性能。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种耐磨钢球的制备方法，包括如下步骤:
[0008]第一步，将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼；
[0009]第二步，在出炉前15-20分钟内加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0010]本发明还提供了多元高合金耐磨磨煤机钢球装机级配应用方法，其级配为:直径70mm磨煤机钢球、60mm磨煤机钢球、40mm磨煤机钢球、30mm磨煤机钢球、25mm磨煤机钢球、20mm 磨煤机钢球的重量份依次为 60-70kg、150_160kg、59_69kg、200_240kg、300_320kg、260-280kg ;其中所述钢球的组成成分按重量百分比计为: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% ；Re:0.4-0.6% ；N1:0.3-0.6% ；S^0.05% ；P^0.08%,余量为Fe和不可避免的杂质。
[0011]优选的，直径为70mm磨煤机钢球、60mm磨煤机钢球、40mm磨煤机钢球、30mm磨煤机钢球、25mm磨煤机钢球、20mm磨煤机钢球的重量份依次为65kg、155kg、62kg、220kg、310kg、270kg;其中所述钢球的组成成分按重量百分比计为:C:2.8% ；Cr:14% ；Mn:0.5% ；Si:0.8% ；Mo:0.4% ；Cu:0.3% ；Re:0.5% ；N1:0.6% ；S:0.02% ；P:0.03%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。
[0012]本发明还提供了另一种多元高合金耐磨磨煤机钢球装机级配应用方法，其级配为:直径为70mm磨煤机钢球、60mm磨煤机钢球、40mm磨煤机钢球、30mm磨煤机钢球、25mm磨煤机钢球、20mm磨煤机钢球的重量份依次为120kg、180kg、150kg、100kg、250kg、200kg。其中所述钢球的组成成分按重量百分比计为: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 % ；Re:0.4-0.6 % ；Ni:0.3-0.6 % ；S ^ 0.05 % ；P ^ 0.08%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0013]优选的，上述磨煤机钢球的装机级配应用方法中的磨煤机钢球采用如下制备工
-H-
乙:
[0014]第一步，将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼；
[0015]第二步，在出炉前15-20分钟内加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0016]本发明的制备工艺中，通过合理设定了热处理的温度和时间，使得钢球实现良好硬度和韧性的结合，从而获得高耐磨、高使用寿命的优点。经过热处理工艺进行加工，可以大幅降低钢球心部与表面硬度差。金属合金在淬火过程中形成了片状马氏体，硬度较高的马氏体作为骨架对碳化物形成支撑作用，提高了钢球的耐剥落性能。通过回火工艺，淬火过程中形成的马氏体发生分解，形成回火马氏体，该回火马氏体具有该高达1600HV的显微硬度，且分布弥散。
[0017]采用本发明中制备工艺制备的钢球具有较高的Cr含量，适当的降低了钢球中C、S i及Mn元素的含量，提高钢球强韧性。另一方面，Cr具有和Fe接近的离子尺寸和离子键，两者容易形成以Fe作为溶剂、Cr作为溶质的连续固溶体，从而明显的提高钢球的强度和硬度，同时保证其具备足够的塑性和韧性。此外，Cr能够与C形成间充型碳化物，碳原子使Cr原有的金属晶格变形，并以原子链的形式贯穿在变形的金属结构中，这一碳化物同时具备共价键和金属键的特点，在金属基体中均匀的分布，使得金属具备较高的耐磨性和抗冲击性。与高成本的V、Nb、Cu、N1、Mo相比，Cr在具备较低成本的前提下，改善钢材的磨损性能；显著提高钢球的淬透性，减少了钢球心部与表层硬度的差距。此外，Cr的加入还明显提高钢球的耐腐蚀性。
[0018]本发明中提供的钢球的装机级配应用方法通过将磨煤机内钢球由入口向出口呈大-小-大的分布，实现原煤在磨煤机内破碎-碾磨-破碎的分布，可达到破碎多少煤粉就能碾磨合格多少煤粉，最大限度的提高磨煤机效率，使所需煤粉粒径份额达到最大，实现磨煤机内钢球装载量下降，制粉量提高，原有磨机钢球平均球径偏大，使破碎力有余，而碾磨力不足，通过采用本发明的磨煤机钢球铸造新工艺及钢球配比新技术，通过最佳钢球级配和磨煤机内钢球分级控制技术，磨煤机钢球装载量可减少30%，磨煤机电流可降低20%，可最终实现吨蒸汽制粉电耗的下降，由于磨煤机钢球装载量降低，磨煤机内物料增加，钢球抛落产生的冲击力物料吸收更加充分，使钢球对滚筒衬板的破坏力降低。又由于大量使用Φ 20、Φ 25的小直径钢球，钢球抛落产生的冲击力被进一步分散，从而将钢球对衬板的冲击力降低到最小的水平。加上磨煤机优化的基础就是降低钢球的破碎力，增加钢球碾磨力，所