钒钛铬合金铸球及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种钒钛铬合金铸球及其制备方法，所述铸球基本组分和含量为：碳2.2～3.0%、硅0～1.5%、锰0.3～1.0%、磷0～0.15、硫0～0.15、钒0.3～1.0%、钛0.3～1.0%、铬1.0～1.5%，其余为铁。本发明利用高钛渣冶炼过程中得到的副产品铁水生产和制造矿山和水泥机械球磨机用的钒钛铬合金铸球，由于铁水中自然含有足够的钒和钛，这种生产出来的铸球不用热处理，在矿山水泥行业可以直接应用，能够保证足够的寿命和使用要求，大大提高了副产品铁水的附加值；直接采用铁水作为原料避免了二次重熔，降低成本，经济效益可观。具有低合金、高强度、低成本、高寿命、工艺简单和便于操作的特点。
【专利说明】钒钛铬合金铸球及其制备方法
【技术领域】 [0001] 本发明属于合金铸铁冶炼制造技术，特别提供一种钒钛铬合金铸球及其制备方法。
【背景技术】
[0002]高钛渣冶炼过程中得到的副产品铁水产量约是钛渣的一半，随着钛渣的产量不断增加，铁水的产量可观。过去，同行业不重视铁水的处理，只是把铁水浇注成大铁块当做生铁卖掉，价格便宜，附加值太低，摊薄利润。通过分析，我们的铁水里自然含钒0.5~1.0%，含钛0.5~1.0%。钒是强烈形成碳化物的元素，并能形成几种稳定的碳化物(VC、V2C、V4C3)。钒亦有增加珠光体高温稳定性的作用。钒能细化石墨，可在大端面铸件上从外面到中心形成均匀状的石墨组织。对于基体的影响则有促进形成珠光体的作用，加钒的铸铁的机械性能得到明显提高。钛和钒相似也是强烈形成碳化物的元素，钛的碳化物一般以TiC的形式存在，钒和钛的碳化物都有极高的硬度(如TiC的HV高达3200，VC的HV亦有2800)，钛和钒的碳化物、氮化物及氧化物常以细小的颗粒状存在铸铁中，可有效的提高铸铁的耐磨性。微量的钛和钒的加入，它们的微小化合物质点可作为铸铁凝固时的结晶核心，从而有效的细化铸铁组织，因此钒钛生铁为原料而熔制的铸铁往往可以得到比用一般生铁作为原料的铸铁更细而致密的组织，机械性能及耐磨性都有大大的提高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决高钛渣冶炼过程中得到的副产品铁水附加值太低浪费资源，提供一种具有高强度和使用寿命的用于矿山和水泥机械球磨机用的钒钛铬合金铸球及其制备方法。
[0004]本发明的技术方案是:钒钛铬合金铸球，其基本组分和含量如下:
[0005]碳2.2 ~3.0%、硅 O ~1.5%、锰 0.3 ~1.0%、磷 O ~0.15%、硫 O ~0.15%、钒 0.3 ~
1.0%、钛0.3~1.0%、铬1.0~1.5%，其余为铁；
[0006]金相组织为珠光体加莱氏体加渗碳体。
[0007]上述钒钛铬合金铸球的制备方法，原料为:
[0008](I)铬铁 0.5 ~1.0% ;
[0009](2)增碳剂 1.0 ~1.5% ;
[0010](3)钢屑:钢丝绳和/或废轴承1.0~3.0% ；
[0011](4)铁屑 1.0 ~3.0% ;
[0012](5)余为闻钦潘副广品铁水；
[0013]制备方法为:将铬铁和增碳剂按照配比称重后一起加入装有高钛渣副产品铁水的炉底，上面覆盖一层IOOmm~300mm厚度的铁屑，然后送电熔炼8~12分钟并去除钛渣；将钛渣出炉后的铁水注入中频炉，然后送电继续熔炼，待铁水温度达到1400°C时，取样化验铁水成分，根据化验结果加入铁屑或钢屑调整化学成分至合格，合格后把铁水温度提至1500°C，去除杂质，浇铸温度控制在1280°C~1380°C，开模温度控制在580°C~620°C，开模后清理掉浇冒口和飞边毛刺，堆放自然冷却等待检验入库。
[0014]本发明具有以下有益的效果:
[0015]本发明利用高钛渣冶炼过程中得到的副产品铁水生产和制造矿山和水泥机械球磨机用的钒钛铬合金铸球，由于铁水中自然含有足够的钒和钛，这种生产出来的铸球不用热处理，在矿山水泥行业可以直接应用，能够保证足够的寿命和使用要求，大大提高了副产品铁水的附加值；直接采用铁水作为原料避免了二次重熔，降低成本，经济效益可观。具有低合金、高强度、低成本、高寿命、工艺简单和便于操作的特点。
【具体实施方式】
[0016]实施例1:
[0017]钒钛铬合金铸球，其基本组分和含量如下:
[0018]碳2.5%、硅 1.0%、锰 0.5%、磷 0.1%、硫 0.1%、钒 0.5%、钛 0.5%，铬 1.2%，其余为铁；
[0019]金相组织为珠光体加莱氏体加渗碳体。
[0020]上述钒钛铬合金铸球的制备方法，原料为:
[0021](I)铬铁 0.8%;
[0022](2)增碳剂 1.2%;
[0023](3)钢屑:钢丝绳和废轴承2.0% ；
[0024](4)铁屑 2.0%;
[0025](5)余为闻钦潘副广品铁水；
[0026]制备方法为:将铬铁和增碳剂按照配比称重后一起加入装有高钛渣副产品铁水的炉底，上面覆盖一层200mm厚度的铁屑，然后送电熔炼10分钟并去除钛渣；将钛渣出炉后的铁水注入1.5T中频炉，然后送电继续熔炼，待铁水温度达到1400°C时，取样化验铁水成分， 根据化验结果加入铁屑和钢屑调整化学成分至合格，合格后把铁水温度提至1500°C，去除杂质，浇铸温度控制在1300°C，开模温度控制在600°C，开模后清理掉浇冒口和飞边毛刺， 堆放自然冷却等待检验入库。
[0027]金相检测为:珠光体加莱氏体加渗碳体。
[0028]硬度检测:46~48HRC。
[0029]冲击吸收能量:2.0J。
[0030]装机试验磨耗:使用单位:朝阳县万和矿业有限公司。
[0031]试验设备:一段球磨机2736，二段球磨机1850，矿石硬度为HB8-10，比重2.8吨/ m3,给矿粒度10_16mm。
[0032]试验结果:使用本铸球，月用球20吨，月处理矿量2.4万吨，月产铁精粉(品位66) 6000 吨。
[0033]开仓检验,未发现破碎球，仓内球大部分呈圆形，不失圆。
[0034]试验结论:使用本铸球，球耗为0.83Kg/T，使用之前球耗大约为1.4Kg/T。磨矿成本，由7元/吨降至4元/吨。开仓检测效果非常理想。
[0035]实施例2:
[0036]钒钛铬合金铸球，其基本组分和含量如下:[0037]碳2.2%、硅 0.1%、锰 0.3%、磷 0.02%、硫 0.02%、钒 0.3%、钛 0.3%,铬 1.0%,其余为铁；
[0038]金相组织为珠光体加莱氏体加渗碳体。
[0039]上述钒钛铬合金铸球的制备方法，原料为:
[0040]( I)铬铁 0.5% ；
[0041](2)增碳剂 1.0%;
[0042](3)钢屑:钢丝绳和废轴承1.0% ；
[0043](4)铁屑 1.0%;
[0044](5)余为闻钦潘副广品铁水；
[0045]制备方法为:将铬铁和增碳剂按照配比称重后一起加入装有高钛渣副产品铁水的炉底，上面覆盖一层IOOmm厚度的铁屑，然后送电熔炼8分钟并去除钛渣；将钛渣出炉后的铁水注入1.5T中频炉，然后送电继续熔炼，待铁水温度达到1400°C时，取样化验铁水成分，根据化验结果加入铁屑和钢屑调整化学成分至合格，合格后把铁水温度提至1500°C，去除杂质，浇铸温度控制在1280 V，开模温度控制在580 V，开模后清理掉浇冒口和飞边毛刺，堆放自然冷却等待检验入库。
[0046]实验方法和结果与实施例1相符，开仓检验，未发现破碎球，仓内球大部分呈圆形，不失圆。开仓检测效果非常理想。
[0047]实施例3:
[0048]钒钛铬合金铸球，其基本组分和含量如下:
[0049]碳3.0%、硅 1.5%、锰 1.0%、磷 0.15%、硫 0.15%、钒 1.0%、钛 1.0%,铬 1.5%,其余为铁；
[0050]金相组织为珠光体加莱氏体加渗碳体。
[0051]上述钒钛铬合金铸球的制备方法，原料为:
[0052](I)铬铁 1.0%;
[0053](2)增碳剂 1.5%;
[0054](3)钢屑:钢丝绳和废轴承3.0% ；
[0055](4)铁屑 3.0%;
[0056](5)余为闻钦潘副广品铁水；
[0057]制备方法为:将铬铁和增碳剂按照配比称重后一起加入装有高钛渣副产品铁水的炉底，上面覆盖一层300mm厚度的铁屑，然后送电熔炼12分钟并去除钛渣；将钛渣出炉后的铁水注入1.5T中频炉，然后送电继续熔炼，待铁水温度达到1400°C时，取样化验铁水成分，根据化验结果加入铁屑和钢屑调整化学成分至合格，合格后把铁水温度提至1500°C，去除杂质，浇铸温度控制在1380°C，开模温度控制在620°C，开模后清理掉浇冒口和飞边毛刺，堆放自然冷却等待检验入库。
[0058]实验方法和结果与实施例1相符，开仓检验，未发现破碎球，仓内球大部分呈圆形，不失圆。开仓检测效果非常理想。
[0059]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.钒钛铬合金铸球，其特征在于，其基本组分和含量如下:碳 2.2 ~3.0%、硅 O ~1.5%、锰 0.3 ~1.0%、磷 0 ~0.15%、硫 0 ~0.15%、钒 0.3 ~ 1.0%、钛0.3~1.0%、铬1.0~1.5%，其余为铁；金相组织为珠光体加莱氏体加渗碳体。
2.一种按照权利要求1所述的钒钛铬合金铸球的制备方法，其特征在于，原料为:(1)铬铁0.5 ~1.0% ；(2)增碳剂1.0~1.5% ；(3)钢屑:钢丝绳和/或废轴承1.0~3.0% ；(4)铁屑1.0 ~3.0% ；(5)余为闻钦禮:副广品铁水；制备方法为:将铬铁和增碳剂按照配比称重后一起加入装有高钛渣副产品铁水的炉底，上面覆盖一层100mm~300mm厚度的铁屑，然后送电熔炼8~12分钟并去除钛渣；将钛渣出炉后的铁水注入中频炉，然后送电继续熔炼，待铁水温度达到1400°C时，取样化验铁水成分，根据化验结果加入铁屑或钢屑调整化学成分至合格，合格后把铁水温度提至1500°C， 去除杂质，浇铸温度控制在1280°C~1380°C，开模温度控制在580°C~620°C，开模后清理掉浇冒口和飞边毛刺，堆放自然冷却等待检验入库。
【文档编号】C22C37/10GK103572152SQ201310530338
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】肖文 申请人:辽宁佰宏矿产资源有限责任公司