CN104762546B - 增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂及其使用方法，其特征在于由下列A组化合物和B组化合物两种化合物按下列重量百分比组成，所述的A组化合物由四种成分构成：铝粉占20～30%、硅钙钡占10～20%_、碳化钛占40～50%、稀土硅铁合金占10～20%；所述的B组化合物由三种成分构成：硼铁0.5～1%、稀土CeO₂50～60%、其余为氧化钙。其使用方法是：将A、B两组分别按铁水重量的0.8～2%和0.2～1%配制，按不同时期加入。其优点是：使用本发明的添加剂后，制成的磨球，其硬度达到HRC53‑56，磨球的韧性和耐磨性显著提高；使用两个月后可使球耗降到了0.65公斤/吨水平，使用效果稳定良好。

Description

增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂及使用方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金行业中的铸造磨球添加剂技术领域，尤其涉及增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂及作用方法。

背景技术

近些年来，国内外在冶金耐磨球生产上基本都采用各种材质的合金球，在国内各类矿山的选矿生产上得以应用，使用广泛。在寻求高质量、高耐磨是最引起共同研究的课题，引人关注。

目前应用合金磨球变质剂种类繁多，但实际对抗磨性能的提高效果一般，没有明显优势。如其它变质剂加入了钒、钛和稀土合金等只是通过细化了晶粒来提高耐磨性，并未在提高硬度和耐磨程度上有明和显效果。另原来的专利号CN102560226A的 “提高磨球的变质抗磨添加剂”在耐磨程度上有了较大提高,其由稀土CeO₂铝粉氧化钙和硅钙钡等四种成分组成，在脱氧、消除杂质、细化晶粒，改变铸造组织形态等作用明显。但在提高强度上,还显不足；另外在加入方式上原发明都在炉中加入，添加的元素在炉表面容易与氧气接触造成氧化，利用效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂及作用方法，它能够有效地提高磨球的机械性能，使用这种变质抗磨剂可使磨球高效脱氧、晶粒细化、增加弥散硬质点、改变铸造组织形态等，从而使磨球耐磨性能。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明一种增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂，其特征在于由下列A 组化合物和B 组化合物两种化合物按下列重量百分比组成，

所述的A组化合物由四种成分构成：铝粉占20～30%、硅钙钡占10～20%_、碳化钛占40～50%、稀土硅铁合金占10～20%；

所述的B组化合物由三种成分构成：硼铁0.5～1 %、稀土CeO₂50～60%、其余为氧化钙。

本发明添加剂中的各成份的作用是：

A组：铝粉是一种脱氧剂，在本发明中铝粉放在A组里加入，不仅起到脱氧效果及减小其它添加成分的烧损率；硅钙钡和稀土硅铁合金为不仅有脱氧、脱硫、脱磷等净化铁水作用，同时还促进磨球的组织从片状改变成球形，从而使磨球的耐磨性和耐腐蚀性能有所提高；碳化钛主要弥散在基体中形成弥散硬质点，强化较软的基体，从而提高耐磨性； B组：硼铁能推迟铁素体和珠光体的形成，提高基体的淬透性，起到了一定的耐磨作用；稀土CeO₂主要起到孕育和变质作用，微合金化使条形或片状铸态组织变为球状组织。另外，它具有耐腐蚀性能，不仅提高耐磨和提高基体硬度而且能提高磨球在湿磨状态下的耐腐蚀性；氧化钙使铁水呈弱碱性有利于铁水的还原脱氧并与铁水中的氧反应形成上浮的CO气体带掉铁水中的各种有害杂质，保护铁水不浇注前氧化，使铁水更纯净。

总之，本发明通过对磨球基体组织细化、变质和增加硬质点，提高综合机械性，耐磨性能有较大提高。

本发明的增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂的使用方法，其特征在于包括下列步骤：

1）将A、B两组化合物分别按铁水重量的0.8%～2%和0.2%～1%配制待用；

2）在铁水出水前三分钟，将铁水表面杂质清除干净后，将配制好的A组化合物加入到炉内，送电3分钟达到出铁水温度时，转到铁水包中；

3）将B组化合物放在烘好的铁水包内，与倒入铁水包内的铁水混合后浇注磨球。

本发明的优点是：

使用本发明的抗磨变质添加剂后，制成的磨球为低铬合金磨球，在细化晶粒等基础上，增加了碳化钛和硼等成分的共同作用，不仅加强了变质效果，还形成些弥散硬质点，从而提高了综合硬度和耐磨效果；其硬度达到HRC53～56，磨球的耐磨性显著提高。普通球耗0.9公斤/吨左右，使用两个月后可使球耗降到了0.65公斤/吨水平，使用效果稳定良好；而成本只增加了2.3%左右。

本发明是在炉内及炉外相结合的方式共同对铁水进行变质和抗磨方面的处理，在结合多年生产试验基础上，配制成的变质抗磨添加料达到耐磨的目的。

具体实施方式：

下面结合实施例说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

在冶炼前将A和B两组分别按铁水重量的0.8%和0.2%配制好待用；所述的A组化合物为铝粉占20%、硅钙钡占20%_、碳化钛占40%、稀土硅铁合金占20%，所述的B组化合物为硼铁0.5 %、稀土CeO₂50%、其余为氧化钙。

为提高添加剂的使用功效，本发明在出炉前把B组放在烘好的铁水包内；冶炼后期当铁水化学成分达到如下指标C：2.2～3.0 Si：0.7～1.4 Cr：1.6～2.5 Mn：1.0～1.6 P、S＜0.05后；在铁水出水前三分钟，将铁水表面杂质清除干净后，将配制好的A组加入到炉内，送电3分钟达到出铁水温度时，一般铁水温度在1450°～1550°转到铁水包中，使铁水与B组化合物更充分混合和完全熔合，效果更加，最后浇注成磨球。

制成低铬合金磨球的主要化学成份：

成分名称 C Si Mn Cr 　 P S

含量% 2.2-3.0 0.7-1.4 1.0-1.6 1.6-2.5 ＜0.05 ＜0.05

其性能指标见机械性能指标对比表。

实施例2：

在冶炼前将A和B两组分别按铁水重量的2%和1%配制好待用；所述的A组化合物为铝粉占20%、硅钙钡占10%_、碳化钛占50%、稀土硅铁合金占20%，所述的B组化合物为硼铁1 %、稀土CeO₂60%、其余为氧化钙。

为提高添加剂的使用功效，本发明在出炉前把B组放在烘好的铁水包内；冶炼后期当铁水化学成分达到如下指标C：2.2～3.0 Si：0.7～1.4 Cr：1.6～2.5 Mn：1.0～1.6 P、S＜0.05后；在铁水出水前三分钟，将铁水表面杂质清除干净后，将配制好的A组加入到炉内，送电3分钟达到出铁水温度时，一般铁水温度在1450°～1550°转到铁水包中，使铁水与B组化合物更充分混合和完全熔合，效果更加，最后浇注成磨球。

制成低铬合金磨球的主要化学成份：

成分名称 C Si Mn Cr P S

含量% 2.2～3.0 0.7～1.4 1.0～1.6 1.6～2.5 ＜0.05 ＜0.05

其性能指标见机械性能指标对比表。

实施例3：

在冶炼前将A和B两组分别按铁水重量的1.5%和0.5%配制好待用；所述的A组化合物为铝粉占25%、硅钙钡占15%_、碳化钛占45%、稀土硅铁合金占15%，所述的B组化合物为硼铁0.8 %、稀土CeO₂55%、其余为氧化钙。

为提高添加剂的使用功效，本发明在出炉前把B组放在烘好的铁水包内；冶炼后期当铁水化学成分达到如下指标C：2.2～3.0 Si：0.7～1.4 Cr：1.6～2.5 Mn：1.0～1.6 P、S＜0.05后；在铁水出水前三分钟，将铁水表面杂质清除干净后，将配制好的A组加入到炉内，送电3分钟达到出铁水温度时，一般铁水温度在1450°～1550°转到铁水包中，使铁水与B组化合物更充分混合和完全熔合，效果更加，最后浇注成磨球。

制成低铬合金磨球的主要化学成份：

成分名称 C Si Mn Cr 　P S

含量% 2.2～3.0 0.7～1.4 1.0～1.6 1.6～2.5 ＜0.05 ＜0.05

其性能指标见机械性能指标对比表。

机械性能指标对比表

通过生产试验及实施例可以看出通过加入本添加剂的硬度指标有了提高，平均硬度达到了HRC55水平；落球试验表明抗冲击能力也有了明显改善，平均达到了13300余次，超过常规规定的9100次水平，完全满足要求；通过生产试验证明，本发明与原磨球硬度相比，其原磨球的硬度为HRC47-53，球耗为0.79公斤／吨，而此发明的硬度HRC53-56，球耗降到了0.65公斤/吨水平。

Claims (2)

1.一种增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂，其特征在于由下列A 组化合物和B 组化合物两种化合物按下列重量百分比组成，

所述的A组化合物由四种成分构成：铝粉占20～30%、硅钙钡占10～20%_、碳化钛占40～50%、稀土硅铁合金占10～20%；

所述的B组化合物由三种成分构成：硼铁0.5～1 %、CeO₂50～60%、其余为氧化钙；

所述的A、B两组化合物分别按铁水重量的0.8%～2%和0.2%～1%配制。

2.一种权利要求1所述的增强磨球耐磨强度的抗磨变质添加剂的使用方法，其特征在于包括下列步骤：

1）将A、B两组化合物分别按铁水重量的0.8%～2%和0.2%～1%配制待用；

2）在铁水出水前三分钟，将铁水表面杂质清除干净后，将配制好的A组化合物加入到炉内，送电3分钟达到出铁水温度时转到铁水包中；

3）将B组化合物放在烘好的铁水包内，与倒入铁水包内的铁水混合后浇注磨球。