Le grand concasseur à percussion présente les avantages d'une structure simple, d'un taux de concassage élevé et d'un rendement élevé. Il est largement utilisé dans les industries minière, du ciment, de la métallurgie, de l'énergie électrique, des matériaux réfractaires, du verre et de la chimie. Les barres de soufflage du concasseur sont l'une des clés et des pièces faciles à porter du grand concasseur à percussion. Il est fixé au rotor du concasseur avec une cale. Pendant le fonctionnement du concasseur, un rotor rotatif à grande vitesse entraîne les barres de soufflage du concasseur pour casser le minerai concassé à une vitesse linéaire de 30 à 40 m / s. La taille du bloc de minerai est inférieure à 1500 m m et l'usure est très grave. La force d'impact est très grande, il est donc nécessaire que les barres de soufflage du concasseur aient une résistance élevée à l'abrasion et aux chocs.
Bien que l'acier traditionnel à haute teneur en manganèse ait une ténacité plus élevée, la résistance à l'usure n'est pas élevée et la consommation d'usure est trop importante. Bien que la fonte ordinaire à haute teneur en chrome ait une dureté très élevée, elle n'est pas assez résistante et est facile à casser. Visant les conditions de travail et les caractéristiques structurelles du grand pièces d'usure de concasseur à percussion, nous avons développé une plaque en fonte à haute teneur en chrome avec une résistance à l'usure complète élevée basée sur la fonte ordinaire à haute teneur en chrome existante en optimisant la conception de la composition et le processus de traitement thermique. La durée de vie est plus de 3 fois celle de l'acier ordinaire à haute teneur en manganèse.
Conception matérielle de barres de coup de broyeur à haute teneur en chrome
Élément de carbone
Le carbone est l'un des éléments clés qui affectent les propriétés mécaniques des matériaux, en particulier la dureté du matériau et la résistance aux chocs. La dureté du matériau augmente considérablement avec l'augmentation de la teneur en carbone, tandis que la ténacité aux chocs diminue considérablement. Avec l'augmentation de la teneur en carbone, le nombre de carbures dans la fonte à haute teneur en chrome augmente, la dureté augmente, la résistance à l'usure augmente mais la ténacité diminue. Afin d'obtenir une rigidité plus élevée et d'assurer une ténacité suffisante, la teneur en carbone est conçue comme 2.6% ~ 3%.
Élément de chrome
Le chrome est le principal élément d'alliage de la fonte à haute teneur en chrome. À mesure que le nombre de chrome augmente, le type de carbures change et la dureté peut atteindre HV 1300 ~ 1800. À mesure que la quantité de chrome dissous dans la matrice augmente, la quantité d'austénite retenue augmente et la dureté diminue. Afin d'assurer une résistance élevée à l'usure, le contrôle de C r / C = 8 ~ 10 permet d'obtenir un plus grand nombre de carbures eutectiques en réseau rompu. En même temps, afin d'obtenir une ténacité plus élevée, la teneur en chrome est conçue pour être de 25 à 27%.
Élément de molybdène
Le molybdène se dissout partiellement dans la matrice en fonte à haute teneur en chrome pour améliorer la trempabilité; forme en partie des carbures MoC pour améliorer la microdureté. L'utilisation combinée de molybdène et de manganèse, de nickel et de cuivre offrira une meilleure trempabilité pour les pièces à parois épaisses. Parce que les barres de soufflage du broyeur sont épaisses, étant donné que le prix du ferro molybdène est plus cher, la teneur en molybdène est contrôlée dans la plage de 0.6% à 1.0%.
Élément en nickel et cuivre
Le nickel et le cuivre sont les principaux éléments de la matrice de renforcement en solution solide, ce qui améliore la trempabilité et la ténacité de la fonte au chrome. Les deux sont des éléments non carbonés, et tous sont dissous dans l'austénite pour stabiliser l'austénite. Lorsque la quantité est importante, la quantité d'austénite retenue augmente et la dureté diminue. Considérant que le coût de production et la solubilité du cuivre dans l'austénite sont limités, la teneur en nickel est contrôlée à 0% à 4%, la teneur en cuivre est contrôlée entre 1.0% à 0%.
Silicium, élément de manganèse
Le silicium et le manganèse sont des éléments classiques de la fonte à haute teneur en chrome, et leur rôle principal est la désoxydation et la désulfuration. Le silicium réduit la trempabilité mais augmente le point M s; dans le même temps, le silicium empêche la formation de carbures, ce qui favorise la graphitisation et la formation de ferrite. Si la teneur est trop élevée, la dureté de la matrice est fortement réduite, de sorte que la teneur en silicium est contrôlée entre 0.4% et 1.0%. Le manganèse étend la région de phase austénite de la fonte à haute teneur en chrome, se dissout dans l'austénite, améliore la trempabilité et réduit la température de transformation de la martensite. Lorsque la teneur en manganèse augmente, le nombre d'austénite résiduelle augmente, la dureté diminue et la résistance à l'abrasion est affectée. Par conséquent, la teneur en manganèse est contrôlée entre 0% et 5%.
Autres éléments
S. P est un élément nocif, qui est généralement contrôlé en dessous de 0.05% en production. RE, V, T i sont ajoutés en tant que modificateurs composés et inoculants composés pour affiner les grains, nettoyer les joints de grains et améliorer la résistance aux chocs de la fonte à haute teneur en chrome.
Composition du matériau des barres de soufflage à haute teneur en chrome
C | Cr | Mo | Ni | Cu | Si | Mn | S | P |
2.6-3.0 | 25-28 | 0.6-1.0 | 0.4-1.0 | 0.6-1.0 | 0.4-1.0 | 0.5-1.0 | ≤ 0.05 | ≤ 0.05 |
Processus de production de barres à haute teneur en chrome
Le poids de la barre de soufflage du concasseur est d'environ 285 kg et ses dimensions sont indiquées sur la figure. Afin de garantir les exigences d'installation de la barre de soufflage, la quantité de déformation en flexion sur le plan de la barre de soufflage est ≤ 2 m m. La surface de la barre de soufflage étant extrêmement élevée, il ne doit y avoir aucune dépression ni saillie. Pour assurer la densité de la coulée, nous utilisons un moulage au sable en résine à haute résistance. Le taux de retrait linéaire est de 2.4% à 2.8%. ΣF dans: ΣF horizontal: ΣF droit = 1: 0.75: 1.1 au dessin. Il adopte une coulée oblique de type horizontal, et en même temps, il assiste la colonne montante de chauffage et de chauffage et le fer de refroidissement externe direct, et le rendement du processus est contrôlé à 70% ~ 75%.
Au cours du processus de production d'essai, nous avons adopté les trois processus de modélisation de la figure 2, de la figure 3 et de la figure 4. Après le moulage et le meulage, il a été constaté que les marteaux à plaque produits dans le processus de la figure 2 et de la figure 3 ont des degrés de dépression de surface et de déformation en flexion. La méthode d'agrandissement de la colonne montante ne peut pas éliminer la dépression de surface et la déformation par flexion, ce qui ne répond pas aux exigences d'installation.
Sur la base du résumé de l'expérience de production d'essai du processus de moulage de la figure 2 et de la figure 3, nous avons décidé d'utiliser le processus de moulage par coulée inclinée par moulage horizontal illustré sur la figure 4, la surface du marteau après la coulée et le meulage n'a pas de dépression et de flexion déformation, et la déformation est ≤ 2 m m Pour répondre aux exigences d'installation. Le processus de production spécifique est le suivant: une fois le moule en sable transformé horizontalement en une boîte, une extrémité du moule en sable est soulevée jusqu'à une certaine hauteur pour former un certain angle d'inclinaison. L'angle d'inclinaison est généralement contrôlé entre 8 et 20 °). Le fer fondu est introduit à partir de la grille et le fer fondu entre d'abord dans la cavité pour atteindre le point le plus bas. Il est d'abord solidifié par l'effet de refroidissement du fer refroidi extérieurement. Pression jusqu'à ce que la colonne montante atteigne un maximum lorsqu'elle est remplie de fer fondu, et la colonne montante se solidifie finalement pour réaliser une solidification séquentielle, obtenant ainsi une pièce moulée avec une structure dense et sans retrait.
Un four électrique à moyenne fréquence de 1000 k g (revêtement de four à sable de quartz) est utilisé pour la production de fusion. Un agent de scories composite de calcaire + verre brisé est ajouté avant la fusion. Une fois la majeure partie de la charge fondue, le laitier est éliminé, puis le ferrosilicium et le ferromanganèse sont ajoutés pour désoxyder. Le fil d'aluminium est déchargé après la désoxydation finale et la température de fusion est contrôlée entre 1500 et 1 ° C.
Afin d'améliorer davantage la résistance à l'abrasion globale du marteau à plaque, nous améliorons la morphologie des carbures de fonte à haute teneur en chrome grâce à des processus de traitement de modification et d'inoculation des composites, réduisons les inclusions, purifions la fonte fondue, les grains raffinés et améliorons la consistance des croisés. structure de section et performance des pièces moulées épaisses et lourdes. L'opération spécifique est: préchauffer la poche à 400 ~ 600 ℃, et ajouter une certaine quantité de composé modificateur R e-A 1-B i-M g et composé V -T i-Z n enceinte composé dans la poche avant de couler.
L'inoculant, le fer fondu est versé dans la poche et l'agent de collecte de laitier est jeté, de sorte que le laitier fondu restant peut être rapidement rassemblé, purifier davantage le fer fondu et former une couche de film de couverture préservant la température, ce qui est propice. au casting. Le fer fondu est sédaté pendant 2 à 3 minutes et la température de coulée est contrôlée entre 1380 et 1420 ° C.
Traitement thermique de barres de coup de broyeur à haute teneur en chrome
Pendant le processus de trempe à haute température de la fonte à très haute teneur en chrome, la solubilité des éléments d'alliage dans l'austénite augmente avec l'augmentation de la température. Lorsque la température de trempe est basse, en raison de la faible solubilité du carbone et du chrome dans l'austénite, davantage de carbures secondaires précipiteront pendant la conservation de la chaleur. Bien que la plupart de l'austénite puisse être transformée en martensite, la teneur en carbone de l'austénite et la teneur en éléments d'alliage sont faibles, de sorte que la dureté n'est pas élevée. Avec l'augmentation de la température de trempe, plus la teneur en carbone et la teneur en alliage de l'austénite sont élevées, plus la martensite formée après transformation est élevée et plus la dureté de trempe est élevée. Lorsque la température de trempe est trop élevée, la teneur en carbone et la teneur en alliage de l'austénite à haute température sont trop élevées, la stabilité est trop élevée, plus la vitesse de refroidissement est rapide, moins les carbures secondaires précipitent, plus l'austénite est retenue et la trempe dureté Plus elle est basse.
Avec l'augmentation du temps de trempe et de maintien, la macrodureté de la fonte à très haute teneur en chrome augmente d'abord, puis diminue. L'effet du temps de maintien en température d'austénitisation sur la dureté de la fonte à très haute teneur en chrome est essentiellement l'effet de la précipitation des carbures secondaires, de la proximité de la réaction de dissolution et de l'état d'équilibre sur la teneur en carbone et la teneur en alliage de l'austénite à haute température. . Après avoir chauffé la fonte à très haute teneur en chrome moulée à la température d'austénitisation, le carbone sursaturé et les éléments d'alliage dans l'austénite précipitent sous forme de carbures secondaires. C'est un processus de diffusion. Lorsque le temps de maintien est trop court, la précipitation des carbures secondaires est trop faible. Parce que l'austénite contient plus d'éléments de carbone et d'alliage, la stabilité est trop élevée. La transformation de la martensite est incomplète pendant la trempe et la dureté de la trempe est faible. Avec l'allongement du temps de maintien, la quantité de précipitation des carbures secondaires augmente, la stabilité de l'austénite diminue, la quantité de martensite formée lors de la trempe augmente et la dureté de la trempe augmente. Après s'être réchauffé pendant un certain temps,
La teneur en carbone et la teneur en alliage dans l'austénite atteignent l'équilibre. Si le temps de maintien en température est prolongé, les grains d'austénite deviennent plus grossiers. En conséquence, la quantité d'austénite retenue augmente et la dureté de trempe est réduite.
Selon la norme nationale GB / T 8263-1999 «Moulages en fonte blanche résistants à l'abrasion», les spécifications du processus de traitement thermique sont simulées et des matériaux de référence sont fournis. La température de trempe, la température de revenu et le temps de maintien de la précipitation et de la dissolution du carbure secondaire proposés par la recherche déterminent le processus de traitement thermique optimal pour le marteau à plaque: 1020 ℃ (maintien 3-4 h) trempe au brouillard à haute température et refroidissement par air après 3 à 5 minutes Revenu à 400 ℃ (chauffer pendant 5-6 heures, étaler à l'air et refroidir à température ambiante). Après trempe et revenu, la structure de la matrice est trempée martensite + carbure eutectique M + carbure secondaire + austénite résiduelle. Comme le marteau à plaque est plus épais et plus lourd, afin de garantir que la pièce moulée ne se fissure pas pendant le processus de traitement thermique, une mesure d'élévation de température par paliers est adoptée. Le processus de traitement thermique est illustré sur la figure 5. La dureté du marteau à plaque est de 58 × 62 HRC après traitement thermique, et la ténacité aux chocs est aussi élevée que 8.5 J / cm.