Processo de produção de barras de sopro com alto teor de cromo
Um grande britador de impacto tem as vantagens de estrutura simples, grande taxa de britagem e alta eficiência. É amplamente utilizado na mineração, cimento, metalurgia, energia elétrica, refratários, vidro e indústrias químicas. A barra de impacto é uma das chaves e fácil de usar peças de desgaste do triturador do grande triturador de impacto. Ele é fixado ao rotor da britadeira com uma cunha. Quando o britador está funcionando, o rotor rotativo de alta velocidade aciona a barra de impacto para impactar o minério quebrado a uma velocidade linear de 30 ~ 40m / s. O bloco de minério tem menos de 1500 mm, o desgaste é muito sério e a força de impacto é muito grande. Resistência ao abrasivo e ao impacto.
Embora o aço tradicional de alto manganês, alta tenacidade, mas não de alta resistência ao desgaste, desgaste também. Embora o ferro fundido com alto cromo comum tenha alta dureza, não é resistente e fácil de quebrar. Visando as condições de trabalho e características estruturais das grandes barras de impacto dos britadores de impacto. desenvolvemos uma placa de ferro fundido com cromo ultra-alto com alta resistência ao desgaste abrangente com base no ferro fundido com alto cromo comum, otimizando o projeto de composição e o processo de tratamento térmico. A vida útil das barras de impacto de alto cromo é mais de 3 vezes superior à do aço comum com alto teor de manganês.
Composição química das barras de sopro com alto teor de cromo
Elemento Carbono
O carbono é um dos principais elementos que afetam as propriedades mecânicas dos materiais, especialmente a dureza do material e a resistência ao impacto. A dureza do material aumenta significativamente com o aumento do conteúdo de carbono, enquanto a resistência ao impacto diminui significativamente. Com o aumento do teor de carbono, o número de carbonetos no ferro fundido com alto teor de cromo aumenta, a dureza aumenta, a resistência ao desgaste aumenta, mas a tenacidade diminui. Para obter maior dureza e garantir tenacidade suficiente, o teor de carbono é projetado para ser de 2.6% ~ 3.0%.
Elemento de cromo
O cromo é o principal elemento de liga do ferro fundido com alto teor de cromo. À medida que o número de cromo aumenta, o tipo de carbonetos muda e a forma dos carbonetos muda de MC3 para M7C3 e M23C6. Entre os carbonetos, o M7C3 possui a maior dureza, e a microdureza pode chegar a HV1300 ~ 1800. À medida que a quantidade de cromo dissolvido na matriz aumenta, a quantidade de austenita retida aumenta e a dureza diminui. A fim de garantir alta resistência ao desgaste, controle Cr / C = 8 ~ 10, um número maior de carbonetos eutéticos de malha quebrada M7C3 pode ser obtido; entretanto, a fim de obter maior tenacidade, o teor de cromo é projetado para ser 25% ~ 27%.
Elemento Molibdênio
Parte do molibdênio é dissolvido na matriz em ferro fundido com alto teor de cromo para melhorar a temperabilidade; parte dele forma carbonetos MoC, o que melhora a microdureza. O uso combinado de molibdênio, manganês, níquel e cobre proporcionará melhor temperabilidade para peças de paredes espessas. Como a barra de impacto é espessa, considerando que o preço do ferromolibdênio é mais caro, o teor de molibdênio é controlado de 0.6% a 1.0%.
Elemento Níquel e Cobre
O níquel e o cobre são os principais elementos da matriz de fortalecimento da solução sólida, melhorando a temperabilidade e a tenacidade do ferro fundido com cromo. Ambos são elementos não formadores de carboneto e todos se dissolvem em austenita para estabilizar a austenita. Quando a quantidade é grande, a quantidade de austenita retida aumenta e a dureza diminui. Considerando o custo de produção e a solubilidade limitada do cobre na austenita, o teor de níquel é controlado entre 0.4% e 1.0% e o teor de cobre é controlado entre 0.6% e 1.0%.
Elemento de silício e manganês
O silício e o manganês são elementos convencionais do ferro fundido com alto teor de cromo, e sua função principal é desoxidar e dessulfurar. O silício reduz a temperabilidade, mas aumenta o ponto Ms. Ao mesmo tempo, o silício impede a formação de carbonetos, o que favorece a promoção da grafitização e da formação de ferrita. O conteúdo é muito alto e a dureza da matriz é bastante reduzida. Portanto, o teor de silício é controlado entre 0.4% e 1.0%. O manganês expande a região da fase austenita do ferro fundido com alto cromo, soluciona-se no sólido na austenita, melhora a temperabilidade e reduz a temperatura de transformação da martensita. Conforme o teor de manganês aumenta, a quantidade de austenita retida aumenta, a dureza diminui e a resistência à abrasão é afetada. Portanto, o teor de manganês é controlado em 0.5% a 1.0%.
Outros Elementos
S.P é um elemento nocivo e geralmente é controlado abaixo de 0.05% na produção. RE, V, Ti, etc. são adicionados como modificadores compostos e inoculantes para refinar os grãos, purificar os limites dos grãos e melhorar a resistência ao impacto do ferro fundido com alto cromo.
Composição química das barras de sopro com alto teor de 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 de fundição de barras de sopro de alto cromo
Processo de Modelagem
Os desenhos da barra de impacto de cromo, peso: 285 kg, o tamanho: veja o seguinte. Para garantir os requisitos de instalação da barra de impacto, a deformação de flexão plana da barra de impacto é ≤ 2 mm. Como a superfície da barra de impacto é extremamente alta, não deve haver depressões ou saliências. Para garantir a densidade da fundição, usamos moldagem em areia de resina de alta resistência com um encolhimento linear de 2.4 ~ 2.8%. A proporção da seção transversal do sistema de passagem é projetada de acordo com ΣF dentro: ΣF horizontal: ΣF reto = 1: 0.75: 1.1 Adota moldagem horizontal e vazamento inclinado, e ao mesmo tempo auxilia no aquecimento e aumento de temperatura e resfriamento externo direto do ferro. O rendimento do processo é controlado em 70% ~ 75%.
Durante o processo de produção experimental, adotamos os três processos de modelagem da Figura 2, Figura 3 e Figura 4. Após fundição e retificação, verificou-se que o martelo produzido pelo processo da Figura 2 e Figura 3 possui diferentes graus de superfície depressão e deformação por flexão. O método de aumentar o riser não pode eliminar a depressão da superfície e a deformação por flexão, que não atendem aos requisitos de instalação. Com base no resumo da experiência de produção experimental do processo de moldagem na Figura 2 e Figura 3, decidimos usar o processo de moldagem por vazamento inclinado de moldagem horizontal mostrado na Figura 4. A superfície do martelo após a fundição e moagem não tem depressão e curvatura deformação, e a deformação é ≤ 2 mm. Atenda aos requisitos de instalação. O processo de produção específico é o seguinte: Depois que o molde de areia é feito horizontalmente, uma extremidade do molde de areia é levantada até uma certa altura para formar um certo ângulo de inclinação. (Na produção real, o ângulo do molde de areia é geralmente determinado de acordo com a forma, peso e características estruturais da peça fundida. O ângulo de inclinação é geralmente controlado entre 8 ° ~ 20 °). O ferro fundido é introduzido a partir da comporta, e o ferro fundido primeiro entra na cavidade para atingir o ponto mais baixo. É primeiro solidificado pelo efeito de resfriamento do ferro resfriado externamente. Sob forte pressão, o riser atinge seu máximo ao ser preenchido com ferro fundido, e finalmente se solidifica para atingir a solidificação sequencial, obtendo-se assim uma fundição com estrutura densa e sem encolhimento.
Processo de fundição
O forno elétrico de média frequência de 1000 kg (revestimento de forno de areia de quartzo) é usado para a produção de fundição. Calcário + agente de escória composto de vidro quebrado é adicionado antes da fundição. Depois que a maior parte da carga é fundida, a escória é removida, então ferrossilício e ferromanganês são adicionados para desoxidar, e o alumínio é inserido a uma quantidade de 1kg / t. Após a desoxidação final, o arame é descarregado do forno e a temperatura de fusão é controlada entre 1 500 ° C e 1 550 ° C.
A fim de melhorar ainda mais a resistência à abrasão abrangente do martelo de placa, melhoramos a morfologia de carbonetos de ferro fundido com alto teor de cromo por meio de processos de tratamento de inoculação e modificação de compósitos, reduzir inclusões, purificar ferro fundido, grãos refinados e melhorar a consistência de estrutura da seção e desempenho de peças fundidas grossas e pesadas. A operação específica é: pré-aquecer a concha a 400 ℃ ~ 600 ℃, adicionar uma certa quantidade de modificador composto Re-A1-Bi-Mg e inoculante composto V-Ti-Zn na concha antes de despejar e despejar o ferro fundido após a escória é pulverizado, a escória residual é rapidamente agregada para purificar ainda mais o ferro fundido e, ao mesmo tempo, um revestimento de isolamento térmico é formado para facilitar a fundição. O ferro fundido é sedado por 2 a 3 minutos, e a temperatura de vazamento é controlada entre 1380 ° C e 1420 ° C.
Processo de tratamento térmico de barras de sopro com alto teor de cromo
Durante a têmpera em alta temperatura e o aquecimento do ferro fundido com cromo ultra-alto, a solubilidade dos elementos de liga na austenita aumenta com o aumento da temperatura. Quando a temperatura de têmpera é baixa, devido à baixa solubilidade do carbono e do cromo na austenita, mais carbonetos secundários precipitarão durante a preservação do calor. Embora a maior parte da austenita possa ser transformada em martensita, o teor de carbono da austenita e o teor dos elementos de liga são baixos, portanto a dureza não é alta. Com o aumento da temperatura de têmpera, quanto maior o teor de carbono e o teor de liga na austenita, mais dura é a martensita formada após a transformação e, portanto, a dureza de têmpera aumenta. Quando a temperatura de têmpera é muito alta, o teor de carbono e o teor de liga da austenita de alta temperatura são muito altos, a estabilidade é muito alta, quanto mais rápida a taxa de resfriamento, menos carbonetos secundários precipitam, mais austenita retida e a dureza de têmpera Quanto mais baixo for. Com o aumento do tempo de têmpera e de retenção, a macrodureza do ferro fundido com cromo ultra-alto aumenta primeiro e depois diminui. O efeito do tempo de retenção de austenitização na dureza do ferro fundido com cromo ultra-alto é essencialmente o efeito da precipitação de carbonetos secundários, a proximidade da reação de dissolução e o estado de equilíbrio sobre o teor de carbono e teor de liga de austenita de alta temperatura. Depois que o ferro fundido com ultra-alto cromo fundido é aquecido à temperatura de austenitização, o carbono supersaturado e os elementos de liga na austenita precipitam como carbonetos secundários, que é um processo de difusão. Quando o tempo de espera é muito curto, a quantidade de precipitação de carbonetos secundários é muito pequena. Como a austenita contém mais carbono e elementos de liga, a estabilidade é muito alta. A transformação da martensita é incompleta durante a têmpera e a dureza da têmpera é baixa. Com o aumento do tempo de retenção, a quantidade de precipitação de carbonetos secundários aumenta, a estabilidade da austenita diminui, a quantidade de martensita formada durante a têmpera aumenta e a dureza de têmpera aumenta. Depois de segurar por um certo período de tempo, o teor de carbono e o teor de liga na austenita atingem o equilíbrio. Se você continuar a estender o tempo de retenção, os grãos de austenita se tornarão mais grossos, resultando em um aumento na quantidade de austenita retida e uma diminuição na dureza de têmpera.
De acordo com a norma nacional, especificações do processo de tratamento térmico de "ferro fundido branco antidesgaste" GB / T 8263-1999, referência aos materiais de referência, precipitação de carboneto secundário e temperatura de têmpera de dissolução, temperatura de revenimento e tempo de espera são determinados para determinar o peso máximo do martelo de placa O melhor processo de tratamento térmico é: 1 020 ° C (preservação do calor por 3 ~ 4h), extinção de névoa de alta temperatura, resfriamento de ar após 3 ~ 5min e revenimento de alta temperatura a 400 ° C (calor preservação por 5 ~ 6h, resfriamento de ar difuso à temperatura ambiente). A estrutura da matriz após têmpera e revenido é martensita revenida + carboneto eutético M7C3 + carboneto secundário + austenita residual.
Como as barras de sopro com alto teor de cromo são grossas e pesadas, para garantir que a peça fundida não rache durante o tratamento térmico, é adotado o aquecimento escalonado. Após o tratamento térmico do martelo de placa, a dureza é 58 ~ 62HRC e a tenacidade ao impacto é tão alta quanto 8.5 J / cm2 (amostra não entalhada de 10 mm × 10 mm × 55 mm).
Feedback das barras de impacto de alto cromo
- A fundição horizontal é usada para fazer o vazamento inclinado, riser de isolamento de aquecimento auxiliar e ferro de resfriamento externo direto. A superfície do martelo está livre de depressões e saliências. A deformação por flexão é menor ou igual a 2 mm.
- O melhor processo de tratamento térmico da barra de impacto é 1 ℃ (preservação de calor de 020 ~ 3h), extinção de névoa de alta temperatura, resfriamento de ar após 4 ~ 3min e revenido de alta temperatura a 5 ℃ (preservação de calor de 400 ~ 4h, difusa resfriamento do ar à temperatura ambiente). Martensita temperada + carboneto eutético M6C7 + carboneto secundário + austenita retida. A dureza após o tratamento térmico é de 3 ~ 58HRC e a tenacidade ao impacto é de 62J / cm8.5.
- As barras de impacto com alto teor de cromo têm vida útil três vezes maior do que as barras de impacto de aço manganês