Большая ударная дробилка имеет преимущества простой конструкции, большой степени дробления и высокой эффективности. Он широко используется в горнодобывающей промышленности, цемента, металлургии, электроэнергии, огнеупорных материалов, стекла и химической промышленности. Ударные бруски дробилки являются одними из ключевых и легко изнашиваемых частей большой ударной дробилки. Крепится к ротору дробилки клином. Во время работы дробилки высокоскоростной вращающийся ротор приводит в движение ударные стержни дробилки, чтобы дробить дробленую руду с линейной скоростью от 30 до 40 м / с. Размер блока руды менее 1500 м м, износ очень серьезный. Ударная сила очень велика, поэтому ударные стержни дробилки должны иметь высокую стойкость к истиранию и ударопрочность.
Хотя традиционная сталь с высоким содержанием марганца имеет более высокую вязкость, износостойкость невысока, а расход износа слишком велик. Хотя обычный чугун с высоким содержанием хрома имеет очень высокую твердость, он недостаточно прочен и его легко сломать. Ориентация на условия работы и структурные характеристики большого Износостойкие детали дробилки, мы разработали пластину из чугуна с высоким содержанием хрома с высокой износостойкостью на основе существующего обычного чугуна с высоким содержанием хрома путем оптимизации конструкции и процесса термообработки. Срок службы более чем в 3 раза превышает срок службы обычной высокомарганцевой стали.
Конструкция выдувных стержней с высоким содержанием хрома
Углеродный элемент
Углерод является одним из ключевых элементов, влияющих на механические свойства материалов, особенно на твердость и ударную вязкость. Твердость материала значительно возрастает с увеличением содержания углерода, тогда как ударная вязкость значительно снижается. С увеличением содержания углерода количество карбидов в чугуне с высоким содержанием хрома увеличивается, увеличивается твердость, увеличивается износостойкость, но уменьшается ударная вязкость. Чтобы получить более высокую жесткость и обеспечить достаточную вязкость, содержание углерода составляет 2.6% 3%.
Хромовый элемент
Хром является основным легирующим элементом в чугуне с высоким содержанием хрома. По мере увеличения количества хрома тип карбидов изменяется, и твердость может достигать HV 1300 ~ 1800. По мере увеличения количества хрома, растворенного в матрице, увеличивается количество остаточного аустенита и уменьшается твердость. Для обеспечения высокой износостойкости регулирование C r / C = 8 10 позволяет получить большее количество эвтектических карбидов с нарушенной сеткой. В то же время, чтобы получить более высокую ударную вязкость, содержание хрома должно составлять 25-27%.
Молибденовый элемент
Молибден частично растворяется в матрице высокохромистого чугуна, улучшая прокаливаемость; частично образует карбиды MoC для улучшения микротвердости. Совместное использование молибдена и марганца, никеля и меди обеспечит лучшую закаливаемость толстостенных деталей. Поскольку ударные стержни дробилки имеют большую толщину, учитывая более высокую стоимость ферромолибдена, содержание молибдена регулируется в диапазоне от 0.6% до 1.0%.
Никель и медный элемент
Никель и медь являются основными элементами упрочняющей матрицы твердого раствора, улучшающей прокаливаемость и ударную вязкость хромистого чугуна. Оба они не являются углеродообразующими элементами, и все они растворены в аустените для стабилизации аустенита. Когда количество велико, количество остаточного аустенита увеличивается, а твердость уменьшается. Учитывая, что стоимость производства и растворимость меди в аустените ограничены, содержание никеля регулируется на уровне от 0% до 4%, содержание меди регулируется на уровне от 1.0% до 0%.
Кремний, элемент марганца
Кремний и марганец являются обычными элементами в чугуне с высоким содержанием хрома, и их основная роль заключается в раскислении и десульфуризации. Кремний снижает прокаливаемость, но увеличивает точку M s; в то же время кремний препятствует образованию карбидов, что способствует ускорению графитизации и образования феррита. Если содержание слишком велико, твердость матрицы значительно снижается, поэтому содержание кремния регулируется от 0.4% до 1.0%. Марганец расширяет область аустенитной фазы высокохромистого чугуна, растворяется в твердом состоянии в аустените, улучшает прокаливаемость и снижает температуру мартенситного превращения. По мере увеличения содержания марганца количество остаточного аустенита увеличивается, твердость снижается и ухудшается стойкость к истиранию. Следовательно, содержание марганца регулируется от 0% до 5%.
Прочие элементы
S. P - это вредный элемент, содержание которого в производстве обычно контролируется ниже 0.05%. RE, V, T i добавляются в качестве составных модификаторов и составных модификаторов для измельчения зерен, очистки границ зерен и улучшения ударной вязкости чугуна с высоким содержанием хрома.
Состав материала ударных брусков с высоким содержанием хрома
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 |
Процесс производства выдувных стержней с высоким содержанием хрома
Вес ударной штанги дробилки составляет около 285 кг, ее размеры показаны на рисунке. Чтобы обеспечить требования к установке ударной штанги, величина деформации изгиба в плоскости ударной штанги составляет ≤ 2 м м. Поскольку поверхность ударного стержня очень высока, не должно быть никаких углублений или выступов. Чтобы обеспечить плотность отливки, мы используем формовку из высокопрочного песка. Коэффициент линейной усадки составляет от 2.4% до 2.8%. ΣF внутри: ΣF по горизонтали: ΣF по прямой = 1: 0.75: 1.1 по расчету. Он использует наклонную разливку горизонтального типа, и в то же время он поддерживает стояк для нагрева и нагрева и прямое внешнее охлаждение железа, а выход процесса контролируется на уровне 70% ~ 75%.
Во время процесса пробного производства мы использовали три процесса моделирования, показанные на рис. 2, рис. 3 и рис. 4. После литья и шлифования было обнаружено, что пластинчатые молотки, изготовленные в процессе рис. 2 и рис. 3, имеют разные характеристики. степени вдавления поверхности и деформации изгиба. Метод увеличения стояка не может устранить углубление поверхности и деформацию изгиба, что не соответствует требованиям установки.
Основываясь на обобщении опыта пробного производства процесса формования на рисунках 2 и 3, мы решили использовать процесс горизонтального формования наклонного литья, показанный на рисунке 4, поверхность молотка после литья и шлифования не имеет углублений и изгибов. деформация, и деформация ≤ 2 м м. Для соответствия требованиям установки. Конкретный производственный процесс выглядит следующим образом: после того, как песчаная форма горизонтально превращается в коробку, один конец песчаной формы поднимается на определенную высоту для образования определенного угла наклона. Угол наклона обычно регулируется от 8 до 20 °). Расплавленный чугун вводится через затвор, и расплавленный чугун сначала входит в полость, чтобы достичь самой нижней точки. Сначала он затвердевает под воздействием охлаждающего эффекта чугуна с внешним охлаждением. Давление до тех пор, пока стояк не достигнет максимума, когда он заполнен расплавленным чугуном, и стояк окончательно не затвердеет, чтобы достичь последовательного затвердевания, тем самым получая отливку с плотной структурой без усадки.
Для плавильного производства используется среднечастотная электропечь мощностью 1000 кг (футеровка печи из кварцевого песка). Перед плавкой добавляется композиционный шлакообразующий агент «известняк + битое стекло». После того, как большая часть шихты расплавлена, шлак удаляется, а затем для раскисления добавляют ферросилиций и ферромарганец. Алюминиевая проволока выгружается после окончательного раскисления, а температура плавления поддерживается на уровне от 1500 до 1 ° C.
Чтобы еще больше повысить общую стойкость к истиранию пластинчатого молотка, мы улучшаем морфологию карбидов высокохромистого чугуна с помощью процессов модификации композитов и модифицирования, уменьшаем включения, очищаем расплавленный чугун, очищенные зерна и улучшаем согласованность поперечной устойчивости. секционная структура и характеристики толстых и тяжелых отливок. Конкретная операция заключается в следующем: предварительно нагреть ковш до 400 ~ 600 ℃ и добавить в ковш определенное количество соединения-модификатора R e-A 1-B i-M g и составного соединения V-T i-Z n в ковш перед разливкой.
Модификатор, расплавленное железо заливается в ковш, а шлакоулавливающий агент выбрасывается так, чтобы оставшийся расплавленный шлак мог быть быстро собран, дополнительно очистить расплавленное железо и сформировать слой сохраняющей температуру покровной пленки, которая способствует на кастинг. Расплавленное железо оставляют на 2–3 минуты, а температуру разливки регулируют в пределах от 1380 до 1420 ° C.
Термическая обработка выдувных стержней с высоким содержанием хрома
В процессе высокотемпературной закалки чугуна со сверхвысоким содержанием хрома растворимость легирующих элементов в аустените увеличивается с повышением температуры. Когда температура закалки низкая из-за низкой растворимости углерода и хрома в аустените, во время сохранения тепла будет выделяться больше вторичных карбидов. Хотя большая часть аустенита может быть преобразована в мартенсит, содержание углерода в аустените и содержание легирующих элементов низкое, поэтому твердость невысока. С повышением температуры закалки, чем выше содержание углерода и сплава в аустените, тем тверже мартенсит, образовавшийся после превращения, и тем выше твердость закалки. Когда температура закалки слишком высока, содержание углерода и сплава высокотемпературного аустенита слишком высоки, стабильность слишком высока, чем выше скорость охлаждения, тем меньше выделяется вторичных карбидов, тем больше остаточного аустенита и закалка Жесткость Чем ниже она.
С увеличением времени закалки и выдержки макротвердость сверхвысокохромистого чугуна сначала увеличивается, а затем уменьшается. Влияние времени выдержки температуры аустенизации на твердость чугуна со сверхвысоким содержанием хрома, по сути, является влиянием выделения вторичных карбидов, близости реакции растворения и состояния равновесия на содержание углерода и легирующего состава высокотемпературного аустенита. . После того, как литой чугун со сверхвысоким содержанием хрома нагревается до температуры аустенитизации, пересыщенный углерод и легирующие элементы в аустените выделяются в виде вторичных карбидов. Это диффузионный процесс. Если время выдержки слишком мало, выделение вторичных карбидов слишком мало. Поскольку аустенит содержит больше углерода и легирующих элементов, стабильность слишком высока. При закалке мартенситное превращение неполное, закалочная твердость низкая. При увеличении времени выдержки количество выделений вторичных карбидов увеличивается, стабильность аустенита снижается, количество мартенсита, образующегося при закалке, увеличивается, а твердость при закалке увеличивается. Сохраняя тепло в течение определенного периода времени,
Содержание углерода и сплава в аустените достигают равновесия. Если время выдержки увеличивается, зерна аустенита становятся более крупными. В результате количество остаточного аустенита увеличивается, а твердость при закалке снижается.
Согласно национальному стандарту GB / T 8263-1999 «Устойчивые к истиранию отливки из белого чугуна», технические характеристики процесса термообработки имитируются, и предоставляются справочные материалы. Температура закалки, температура отпуска и время выдержки выделения и растворения вторичного карбида, предложенные исследованиями, определяют оптимальный процесс термообработки для пластинчатого молота: 1020 ℃ (выдержка 3-4 часа) закалка высокотемпературным туманом и охлаждение на воздухе после От 3 до 5 минут Закалка при 400 ℃ (нагревать 5-6 часов, разложить на воздухе и охладить до комнатной температуры). После закалки и отпуска структура матрицы - отпущенный мартенсит + эвтектический карбид М + вторичный карбид + остаточный аустенит. Поскольку пластинчатый молоток толще и тяжелее, чтобы гарантировать, что отливка не растрескается во время процесса термообработки, принята ступенчатая мера повышения температуры. Процесс термообработки показан на рисунке 5. Твердость молотка составляет 58 ~ 62 HRC после термообработки, а ударная вязкость достигает 8.5 Дж / см.