Il grande frantoio a urto presenta i vantaggi di una struttura semplice, di un ampio rapporto di frantumazione e di un'elevata efficienza. È ampiamente utilizzato nelle industrie minerarie, del cemento, della metallurgia, dell'energia elettrica, dei materiali refrattari, del vetro e chimiche. Le barre di soffiaggio del frantoio sono una delle chiavi e delle parti facili da indossare del grande frantoio a impatto. È fissato al rotore del frantoio con un cuneo. Durante il funzionamento del frantoio, un rotore rotante ad alta velocità aziona le barre di soffiaggio del frantoio per rompere il minerale frantumato a una velocità lineare da 30 a 40 m / s. La dimensione del blocco del minerale è inferiore a 1500 m m e l'usura è molto grave. La forza di impatto è molto grande, quindi è necessario che i martelli del frantoio abbiano un'elevata resistenza all'abrasione e all'impatto.
Sebbene il tradizionale acciaio ad alto contenuto di manganese abbia una maggiore tenacità, la resistenza all'usura non è elevata e il consumo di usura è troppo elevato. Sebbene la normale ghisa ad alto contenuto di cromo abbia una durezza molto elevata, non è abbastanza resistente ed è facile da rompere. Puntando alle condizioni di lavoro e alle caratteristiche strutturali dei grandi parti di usura del frantoio da impatto, abbiamo sviluppato una piastra in ghisa ad alto contenuto di cromo con un'elevata resistenza all'usura completa basata sulla normale ghisa ad alto contenuto di cromo esistente, ottimizzando il design della composizione e il processo di trattamento termico. La durata è più di 3 volte rispetto al normale acciaio al manganese.
Design materiale per barre di soffiaggio ad alto contenuto di cromo
Elemento in carbonio
Il carbonio è uno degli elementi chiave che influenzano le proprietà meccaniche dei materiali, in particolare la durezza del materiale e la resistenza agli urti. La durezza del materiale aumenta notevolmente con l'aumento del contenuto di carbonio, mentre la tenacità all'impatto diminuisce in modo significativo. Con l'aumento del contenuto di carbonio aumenta il numero di carburi nella ghisa ad alto contenuto di cromo, aumenta la durezza, aumenta la resistenza all'usura ma diminuisce la tenacità. Per ottenere una maggiore rigidità e garantire una tenacità sufficiente, il contenuto di carbonio è progettato come 2.6% ~ 3%.
Elemento al cromo
Il cromo è l'elemento principale della lega nella ghisa ad alto contenuto di cromo. All'aumentare del numero di cromo, il tipo di carburi cambia e la durezza può raggiungere HV 1300 ~ 1800. All'aumentare della quantità di cromo disciolto nella matrice, la quantità di austenite trattenuta aumenta e la durezza diminuisce. Per garantire un'elevata resistenza all'usura, controllando C r / C = 8 ~ 10 è possibile ottenere un maggior numero di carburi eutettici a rete spezzata. Allo stesso tempo, per ottenere una maggiore tenacità, il contenuto di cromo è progettato per essere del 25-27%.
Molibdeno Element
Il molibdeno si dissolve parzialmente nella matrice in ghisa ad alto contenuto di cromo per migliorare la temprabilità; forma in parte carburi MoC per migliorare la microdurezza. L'uso combinato di molibdeno e manganese, nichel e rame fornirà una migliore temprabilità per le parti a pareti spesse. Poiché i martelli del frantoio sono spessi, considerando che il prezzo del ferro molibdeno è più costoso, il contenuto di molibdeno è controllato nell'intervallo dallo 0.6% all'1.0%.
Elemento in nichel e rame
Il nichel e il rame sono gli elementi principali della matrice di rinforzo in soluzione solida, che migliora la temprabilità e la tenacità della ghisa al cromo. Entrambi sono elementi che non formano carbonio e tutti vengono sciolti in austenite per stabilizzare l'austenite. Quando la quantità è elevata, la quantità di austenite trattenuta aumenta e la durezza diminuisce. Considerando che il costo di produzione e la solubilità del rame in austenite sono limitati, il contenuto di nichel è controllato dallo 0% all'4%, il contenuto di rame è controllato dallo 1.0% all'0%.
Silicio, elemento di manganese
Il silicio e il manganese sono elementi convenzionali nella ghisa ad alto contenuto di cromo e il loro ruolo principale è la disossidazione e la desolforazione. Il silicio riduce la temprabilità ma aumenta il punto M s; Allo stesso tempo, il silicio ostacola la formazione di carburi, che favorisce la promozione della grafitizzazione e la formazione di ferrite. Se il contenuto è troppo alto, la durezza della matrice viene notevolmente ridotta, quindi il contenuto di silicio è controllato dallo 0.4% all'1.0%. Il manganese espande la regione della fase austenitica della ghisa ad alto contenuto di cromo, si risolve in solidi in austenite, migliora la temprabilità e riduce la temperatura di trasformazione della martensite. All'aumentare del contenuto di manganese, aumenta il numero di austenite residua, la durezza diminuisce e la resistenza all'abrasione ne risente. Pertanto, il contenuto di manganese è controllato dallo 0% all'5%.
Altri elementi
S. P è un elemento nocivo, generalmente controllato al di sotto dello 0.05% nella produzione. RE, V, Ti vengono aggiunti come modificatori di composti e inoculanti composti per affinare i grani, pulire i bordi dei grani e migliorare la resistenza agli urti della ghisa ad alto contenuto di cromo.
Composizione materiale dei soffiatori ad alto contenuto di cromo
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 |
Processo di produzione di barre di soffiaggio ad alto contenuto di cromo
Il peso della barra di soffiaggio del frantoio è di circa 285 kg e le sue dimensioni sono mostrate in figura. Al fine di garantire i requisiti di installazione del martello, la quantità di deformazione da flessione sul piano del martello è ≤ 2 m m. Poiché la superficie del martello è estremamente alta, non devono esserci avvallamenti o sporgenze. Per garantire la densità della fusione, utilizziamo stampaggio in sabbia di resina ad alta resistenza. Il tasso di ritiro lineare è compreso tra il 2.4% e il 2.8%. ΣF entro: ΣF orizzontale: ΣF diritto = 1: 0.75: 1.1 da progettare. Adotta il versamento obliquo di tipo orizzontale e, allo stesso tempo, aiuta il riscaldamento e il montante di riscaldamento e il raffreddamento esterno diretto del ferro e la resa del processo è controllata al 70% ~ 75%.
Durante il processo di produzione di prova, abbiamo adottato i tre processi di modellazione di Figura 2, Figura 3 e Figura 4. Dopo la fusione e la molatura, è stato riscontrato che i martelli a piastra prodotti nel processo di Figura 2 e Figura 3 hanno gradi di depressione superficiale e deformazione a flessione. Il metodo di allargamento del montante non può eliminare la depressione superficiale e la deformazione a flessione, che non soddisfa i requisiti di installazione.
Sulla base del riepilogo dell'esperienza di produzione di prova del processo di stampaggio nella Figura 2 e nella Figura 3, abbiamo deciso di utilizzare il processo di stampaggio a colata inclinata a stampaggio orizzontale mostrato nella Figura 4, la superficie del martello dopo la fusione e la molatura non ha depressione e flessione deformazione e la deformazione è ≤ 2 m m Per soddisfare i requisiti di installazione. Il processo di produzione specifico è il seguente: dopo che lo stampo di sabbia è stato trasformato orizzontalmente in una scatola, un'estremità dello stampo di sabbia viene sollevata fino a una certa altezza per formare un certo angolo di inclinazione. L'angolo di inclinazione è generalmente controllato tra 8 e 20 °). Il ferro fuso viene introdotto dal cancello e il ferro fuso entra per primo nella cavità per raggiungere il punto più basso. Viene prima solidificato dall'effetto di raffreddamento del ferro raffreddato esternamente. Pressione fino a quando il riser raggiunge il massimo quando viene riempito di ferro fuso, e il riser infine si solidifica per ottenere una solidificazione sequenziale, ottenendo così un getto con struttura densa e senza ritiro.
Il forno elettrico a media frequenza 1000k g (rivestimento del forno a sabbia di quarzo) viene utilizzato per la produzione di fusione. Il calcare + l'agente di scoria composito di vetro rotto viene aggiunto prima della fusione. Dopo che la maggior parte della carica è stata sciolta, le scorie vengono rimosse e quindi vengono aggiunti ferrosilicio e ferromanganese per disossidare. Il filo di alluminio viene scaricato dopo la disossidazione finale e la temperatura di fusione viene controllata tra 1500 e 1 550 ° C.
Al fine di migliorare ulteriormente la resistenza completa all'abrasione del martello a piastra, miglioriamo la morfologia dei carburi della ghisa ad alto contenuto di cromo attraverso processi di modifica del composito e trattamento di inoculazione, riduciamo le inclusioni, purifichiamo il ferro fuso, struttura della sezione e prestazioni di getti spessi e pesanti. L'operazione specifica è: preriscaldare il mestolo a 400 ~ 600 ℃ e aggiungere una certa quantità di modificatore di composto R e-A 1-B i-M g e composto gravido di composto V-T i-Z n nel mestolo prima di versarlo.
Inoculante, il ferro fuso viene versato nella siviera e l'agente di raccolta delle scorie viene lanciato, in modo che le scorie fuse rimanenti possano essere raccolte rapidamente, purificare ulteriormente il ferro fuso e formare uno strato di pellicola di copertura che preserva la temperatura, che è favorevole al casting. Il ferro fuso viene sedato per 2-3 minuti e la temperatura di colata viene controllata tra 1380 e 1420 ° C.
Trattamento termico delle barre di soffiaggio ad alto contenuto di cromo
Durante il processo di tempra ad alta temperatura della ghisa al cromo ultraelevato, la solubilità degli elementi leganti nell'austenite aumenta con l'aumento della temperatura. Quando la temperatura di tempra è bassa, a causa della bassa solubilità del carbonio e del cromo nell'austenite, più carburi secondari precipiteranno durante la conservazione del calore. Sebbene la maggior parte dell'austenite possa essere trasformata in martensite, il contenuto di carbonio dell'austenite e il contenuto di elementi di lega sono bassi, quindi la durezza non è elevata. Con l'aumento della temperatura di tempra, maggiore è il contenuto di carbonio e il contenuto di lega nell'austenite, più dura è la martensite formata dopo la trasformazione e maggiore è la durezza di tempra. Quando la temperatura di tempra è troppo alta, il contenuto di carbonio e il contenuto di lega dell'austenite ad alta temperatura sono troppo alti, la stabilità è troppo alta, più veloce è la velocità di raffreddamento, meno carburi secondari precipitano, più austenite trattenuta e tempra durezza Minore è.
Con l'aumento del tempo di tempra e di mantenimento, la macro durezza della ghisa a cromo ultra alto aumenta prima e poi diminuisce. L'effetto del tempo di mantenimento della temperatura austenitizzante sulla durezza della ghisa al cromo ultraelevato è essenzialmente l'effetto della precipitazione dei carburi secondari, la vicinanza della reazione di dissoluzione e lo stato di equilibrio sul contenuto di carbonio e il contenuto di lega dell'austenite ad alta temperatura . Dopo che la ghisa al cromo ultraelevato come colata è stata riscaldata alla temperatura di austenitizzazione, il carbonio sovrasaturo e gli elementi di lega nell'austenite precipitano come carburi secondari. Questo è un processo di diffusione. Quando il tempo di permanenza è troppo breve, la precipitazione dei carburi secondari è troppo piccola. Poiché l'austenite contiene più elementi in carbonio e lega, la stabilità è troppo alta. La trasformazione della martensite è incompleta durante la tempra e la durezza della tempra è bassa. Con l'estensione del tempo di tenuta, la quantità di precipitazione dei carburi secondari aumenta, la stabilità dell'austenite diminuisce, la quantità di martensite formata durante la tempra aumenta e la durezza della tempra aumenta. Dopo essersi tenuti al caldo per un certo periodo di tempo,
Il contenuto di carbonio e il contenuto di lega nell'austenite raggiungono l'equilibrio. Se il tempo di mantenimento della temperatura si prolunga, i grani di austenite diventano più grossolani. Di conseguenza, la quantità di austenite trattenuta aumenta e la durezza di tempra viene ridotta.
Secondo lo standard nazionale GB / T 8263-1999 "Getti in ghisa bianca resistenti all'abrasione", le specifiche del processo di trattamento termico sono derise e vengono forniti materiali di riferimento. La temperatura di tempra, la temperatura di rinvenimento e il tempo di mantenimento della precipitazione e della dissoluzione del carburo secondario proposte dalla ricerca determinano il processo di trattamento termico ottimale per il martello a piastra: 1020 ℃ (tenendo 3-4 h), spegnimento della nebbia ad alta temperatura e raffreddamento ad aria dopo Da 3 a 5 minuti Rinvenimento a 400 ℃ (riscaldare per 5-6 ore, diffondere all'aria e raffreddare a temperatura ambiente). Dopo tempra e rinvenimento, la struttura della matrice è martensite temperata + carburo eutettico M + carburo secondario + austenite residua. Poiché il martello della piastra è più spesso e più pesante, per garantire che la fusione non si incrini durante il processo di trattamento termico, viene adottata una misura di aumento della temperatura a gradini. Il processo di trattamento termico è mostrato nella Figura 5. La durezza del martello a piastra è di 58 ~ 62 HRC dopo il trattamento termico e la resistenza agli urti è di 8.5J / cm.